地质所三项成果入选中国地质科学院2025年度十大科技进展

　　近日，“中国地质科学院2025年度十大科技进展”评选结果揭晓，地质所领衔完成的三项成果入选，分别是《嫦娥六号月球背面玄武岩验证月球岩浆洋假说》、《青藏高原可可西里关键区浅-深地壳结构与动力学机制》和《岩浆与围岩反应驱动碳酸岩固结和稀土成矿》。

　　《嫦娥六号月球背面玄武岩验证月球岩浆洋假说》成果由我所车晓超副研究员、龙涛研究员牵头，Alexander Nemchin、谢士稳等参加完成，参加单位为中国地质科学院地质研究所、天都-地质所深空探测联合实验室、南京大学、科廷大学、山东大学、山东省地质科学研究院。嫦娥六号任务成功完成人类首次月背采样返回，为认知月球起源与演化等重大科学问题提供了关键样品。基于以往样品研究，科学家提出了月球岩浆洋假说，即月球形成初期在巨大能量作用下发生全球尺度的熔融，并主导其分异与演化。然而该假说长期缺乏直接证据，特别是月背样品的约束。研究团队依托嫦娥六号返回的月背玄武岩样品，开展了高精度年代学和铅同位素研究，取得了具有国际影响力的成果。一是发现了六号玄武岩源区具有高放射性特征，揭示其混合了岩浆洋残余熔体，国际上首次通过月背样品直接验证了全球性岩浆洋的假说，为建立月球形成与演化模型提供了关键实证。二是确认了嫦娥六号玄武岩的性质与月球正面低钛玄武岩相似，形成于28.23亿年前，为约束月球岩浆演化史提供了关键证据。三是揭示了大型撞击会重塑不同区域月幔的物理化学性质，为理解月球三大地体演化机制提供了新的理论框架。相关成果发表于《Science》，得到各大主流媒体报道，展现出显著的学术影响力和社会关注度，在推动月球科学发展、提升我国深空探测国际影响力方面发挥了重要作用。

图1 嫦娥六号着陆区玄武岩样品

　　《青藏高原可可西里关键区浅-深地壳结构与动力学机制》成果由我所卢占武研究员牵头，郭晓玉，李文辉，高锐等参加完成，参加单位为中国地质科学院地质研究所、中山大学、长安大学、中国地质科学院。长期以来，青藏高原的隆升机制一直是国际地学界高度关注的重大科学问题，而青藏高原巨厚地壳是如何形成的？这一科学问题的解答是研究高原隆升机制的关键。团队利用在青藏高原可可西里关键区实施的高分辨率深地震反射剖面，获得了研究区独特浅-深地壳精细结构，为研究高原隆升、板块汇聚及可可西里盆地形成机制提供了可靠地球物理学证据，主要创新点包括：（1）首次通过深部地震成像揭示了青藏高原可可西里关键区地壳漏斗状结构，提出“重力失稳-岩石圈滴落-地幔物质上涌-岩石圈剥离”动力学过程，为理解高原隆升与板块汇聚的深部过程提供了关键约束。（2）基于P波速度结构认为上地壳缩短变形是可可西里盆地形成的主因，提出可可西里盆地地壳加厚三个主要阶段：晚白垩世-早始新世由逆冲断裂引起上地壳变形和缩短；中始新世-渐新世，上地壳缩短变形和碎屑物堆积导致重力均衡补偿；新近纪以来，上地壳构造缩短减弱，地幔对流剥蚀导致的岩浆膨胀可能是地壳加厚的主要原因。相关学术论文发表在国际一流学术期刊《Geology》和《Lithos》上。

图2 青藏高原中部岩石圈拆沉演化的深部动力学过程

　　《岩浆与围岩反应驱动碳酸岩固结和稀土成矿》成果由我所刘琰研究员牵头，郑旭、朱鑫祥、曾之遥等参加完成，参加单位为中国地质科学院地质研究所。稀土元素（REE）是现代高科技产业和绿色能源技术不可或缺的关键原材料，碳酸岩型REE矿床是全球最重要的REE矿床类型，其成因是国际矿床学研究的重大前沿。研究团队聚焦克拉通边缘典型的川西冕宁-德昌碳酸岩型REE矿带等，通过系统的野外地质调查、矿物学、岩石地球化学、高温高压实验和热力学模拟，并展开全球对比，取得了以下创新性成果：（1）查明了成矿碳酸岩的源区组成，明确深海富REE沉积物中REE的赋存状态及物质来源；提出了岩石圈地幔中REE的富集受底辟作用控制；（2）提出了碳酸岩岩浆通过和硅酸盐岩浆不混溶作用形成，其中REE在碳酸岩岩浆分异结晶过程中大量富集；（3）明确了碳酸岩岩浆与围岩中硅混染导致的碱消耗→熔体固化→稀土沉淀反应链，提出了岩浆-围岩反应驱动碳酸岩结晶及REE成矿理论。系列成果发表在《Nature Communications》、《Geology》、《Economic Geology》、《Journal of Petrology》、《Geochimica et Cosmochimica Acta》等国际地学权威期刊，为理解碳酸岩型稀土矿床成因及指导REE勘查提供了中国范式。

图3 牦牛坪矿床中霓长岩化和反矽卡岩化特征