研究人员开创了一种方法，通过研究地表土壤中的微生物 DNA 来探测埋藏在地下的金伯利岩（一种与钻石有关的岩石）。这提供了一种非侵入性的方法来识别地下深处的矿物，证明比传统的地球化学分析更为精确。这项技术在矿产勘探方面的应用更为广泛，可能会重新定义采矿业的未来。

DNA 测序方法也有助于识别对向绿色能源过渡至关重要的矿物。研究人员通过检测地表土壤中微生物的DNA，确定了埋藏在地下的金伯利岩--钻石的岩石家园。

这些"生物指纹"可以揭示埋藏在地表数十米以下的矿物，而无需钻探。研究人员认为，这是首次利用现代微生物群落DNA测序技术来寻找埋藏的矿物。

本周发表在《自然-通讯-地球与环境》（Nature Communications Earth and Environment）上的这项研究是矿产勘探的一种新工具，一个完整的工具箱可以为勘探者节省时间和大量资金，合著者、卑诗大学地球、海洋与大气科学系（EOAS）博士候选人Bianca Iulianella Phillips（比安卡-尤利亚纳拉-菲利普斯）说。

这项技术是对数量相对有限的有助于发现埋藏矿石的工具的补充，包括对地面的初步扫描和对上覆岩石中元素的分析。

Phillips说："这项技术的诞生源于以更高的灵敏度和分辨率透视地球的需要，它有可能被用于其他技术无法发挥作用的地方。"

矿石与土壤发生作用时，会改变土壤中的微生物群落。研究人员在实验室中对此进行了测试，将金伯利岩引入土壤微生物中，观察它们在数量和种类上的变化。

"我们将这些发生变化的微生物群落作为矿石材料存在的指标，或者说是埋藏矿床的土壤中的生物指纹。"

实际测试和可喜成果

利用这些"指示"微生物及其 DNA 序列，研究小组对西北地区一个勘探点的表层土壤进行了测试，该勘探点的金伯利岩之前已通过钻探得到证实。他们发现，65 种指示微生物中有 59 种存在于土壤中，其中 19 种大量存在于埋藏矿石的正上方。他们还发现了新的指示微生物，并将其添加到他们的指标集中。

利用这套指标，他们对西北地区第二个怀疑存在金伯利岩的地点的地表土壤进行了检测，并精确地确定了金伯利岩的地形轮廓和埋藏在地表下数十米处的位置。这表明，一个地点的指标可以预测另一个地点的位置。今后，勘探小组可以建立指示物种数据库，并对未知地点进行测试，以查明土壤下是否埋藏着金伯利岩。

研究人员将他们的技术与另一种称为地球化学分析的技术进行了对比评估，后者是通过检测土壤中的元素来确定土壤下的矿物质。在确定埋藏矿石的位置方面，微生物更加精确。

第一作者雷切尔-西米斯特博士说："微生物是比我们更好的地球化学家，而且它们有成千上万种。可能会用完要采样的元素，但永远不会用完微生物。"

拓宽视野和商业前景

菲利普斯、西米斯特博士、肖恩-克劳博士和已故的彼得-温特伯恩教授等人组成的团队研究出的这项技术可以促进新金伯利岩矿床的发现。众所周知，这些岩石不仅是钻石的潜在储藏地，而且还能捕捉和储存大气中的碳。

这项技术还有可能应用于其他金属矿床。该团队正在进行的研究显示，在识别斑岩铜矿床方面也取得了类似的成果。

该研究的资深作者、EOAS 和 M&I 教授、加拿大地球微生物学研究主席克罗博士说："我们可以利用这项技术寻找矿物，为绿色经济提供燃料。铜是最重要的关键元素，未来我们需要更多的铜。"

Crowe博士与Simister博士和合著者Craig Hart博士共同拥有一家衍生公司Discovery Genomics，该公司为矿产资源部门提供这些测序服务。

Crowe说："这是令人兴奋的，因为人们越来越认识到，在采矿的各个阶段，从寻找矿物到加工矿物，再到将矿区恢复到自然状态，都有可能利用微生物。目前，微生物DNA测序需要特定的专业知识，成本与其他矿产勘探技术相当，但随着行业的采用，这种情况可能会改变。"