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李子穎:孜孜不倦找鈾人

  • 發(fā)布時(shí)間:2014-12-10 07:32:22  來源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  文·本報(bào)記者 陳 瑜

  一個(gè)數(shù)十米高的鐵架“披”著綠色的帆布“衣”立在百米高的半山腰,2014年12月7日,“鈾都”相山,簡短的開工儀式后,科研和鉆探人員聚在鉆塔下,投入緊張工作。未來半年,他們將每天24小時(shí)連續(xù)作業(yè),將科學(xué)深鉆向下延伸2000米,開始向深部要鈾多金屬資源的征程。

  “這是一個(gè)在綜合調(diào)查評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過充分論證選址,開辟深部鈾多金屬成礦環(huán)境調(diào)查和資源突破的鉆探工程?!表?xiàng)目負(fù)責(zé)人、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院院長李子穎研究員說。

  這幾年,李子穎往相山跑得勤。2013年,他和團(tuán)隊(duì)在相山另一個(gè)山頭“切”了一個(gè)“小口”,將鈾礦的科學(xué)深鉆伸到地下2818米,刷新了此前1200多米的紀(jì)錄,發(fā)現(xiàn)了鈾多金屬礦化,標(biāo)志著我國鈾礦勘查進(jìn)入更深更廣的新階段。

  過去找鈾礦主要局限于300—500米深度,現(xiàn)在對(duì)500—1000米深度的資源潛力已經(jīng)沒有太多爭論。李子穎說,深鉆是成礦理論和預(yù)測模式的驗(yàn)證手段,二者互相補(bǔ)充,可以為開辟更深找礦空間提供依據(jù)。

  實(shí)現(xiàn)鈾礦找礦第二空間的突破

  如果說鈾礦找礦的深度在500米以淺被稱為第一找礦空間, 那么500米至1500米為第二找礦空間。我國鈾礦勘查的深度直到本世紀(jì)初大部分在500米以淺,新世紀(jì)以來,面對(duì)新的鈾資源需求,拓展新的找礦空間迫在眉睫。

  從南昌驅(qū)車3個(gè)小時(shí),綿延的相山群峰漸漸逼近,越往里走,路越窄也越難走。李子穎似乎已經(jīng)熟悉了這一切。

  “這里的山頭我基本都爬過?!闭驹谌荷江h(huán)抱的中國鈾礦第一科學(xué)深鉆的鉆探平臺(tái),李子穎言語中透出自豪。

  2013年,在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,他和團(tuán)隊(duì)實(shí)施了中國鈾礦第一科學(xué)深鉆。幾分鐘的車程外,每三米深度的巖芯被標(biāo)注、裝成一個(gè)一個(gè)巖心箱,近千個(gè)巖心箱被整整齊齊地碼在倉庫里,科研人員對(duì)它們進(jìn)行著精細(xì)的研究。

  “熱點(diǎn)”,同行這樣形容李子穎的研究,這不僅因?yàn)樗P(guān)注的地表或近地表長期巖漿熱液作用中心,被簡稱為“熱點(diǎn)”,還因?yàn)槠溲芯糠较蛞殉蔀閭涫茆櫟V地學(xué)界關(guān)注的前沿課題。

  按含礦主巖劃分,我國的鈾資源主要有四大類型,即花崗巖型、火山巖型、碳硅泥巖型和砂巖型,前二者為熱液型鈾礦。

  上世紀(jì)90年代初,由于我國鈾礦地質(zhì)找礦中心工作轉(zhuǎn)移至北方可地浸砂巖型鈾礦,熱液型鈾礦的勘查、研究工作幾乎停滯。雖然50年代初至80年代末,前人對(duì)熱液型鈾礦做了大量工作,但找礦深度大都在500米以內(nèi),少數(shù)地區(qū)達(dá)500米及其以下。

  隨著新一輪找礦工作逐步深入,熱液型鈾礦的找礦重點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到鈾礦第二找礦空間,即500米—1500米。

  “新一輪鈾礦找礦著眼于尋找中、大型熱液型鈾礦床,首先必須是成礦理論創(chuàng)新。”李子穎說,只有以新的成礦理論、新思路做指導(dǎo),才能有新的大突破。

  2006年,李子穎經(jīng)過理論與實(shí)驗(yàn)?zāi)M、依據(jù)大量地質(zhì)事實(shí)和地球化學(xué)證據(jù),創(chuàng)新提出了熱點(diǎn)鈾成礦作用理論。它闡明了鈾在長期多次巖漿熱液活動(dòng)中的富集機(jī)制、成礦流體的深源性和還原性及物理化學(xué)條件的變化促使鈾沉淀富集成礦的機(jī)理,從更深層次探究熱液鈾礦床的成因問題。

  這對(duì)鈾礦床學(xué)而言,是研究思路及認(rèn)識(shí)上的重要?jiǎng)?chuàng)新。

  “熱點(diǎn)鈾成礦理論認(rèn)為,鈾的成礦深度可達(dá)3000米?!崩钭臃f說,這一理論成果最直接的影響是認(rèn)為更深部還有鈾礦。事實(shí)上,近幾年,通過工程驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了主要由深部500米至1500米左右的找礦突破,為推動(dòng)向深部和外圍尋找熱液鈾礦做出了重要貢獻(xiàn)。

  描繪能源礦產(chǎn)“家族譜”

  鄂爾多斯盆地被認(rèn)為是我國目前尋找砂巖型鈾礦潛力最大的盆地之一,截至2013年底,評(píng)價(jià)預(yù)測鈾礦資源潛力達(dá)數(shù)十萬噸。

  然而,十年前,雖然該盆地在天然氣、煤炭等資源探明儲(chǔ)量已位居我國前列,但其鈾礦資源潛力前景并不明朗。

  我國鈾礦界為什么會(huì)對(duì)鄂爾多斯盆地的認(rèn)識(shí)發(fā)生根本性的改變?改變背后,不得不提的是包括李子穎在內(nèi)的一群人,他們堅(jiān)信大盆地成大礦,開始孜孜不倦在30萬平方公里的整個(gè)盆地進(jìn)行成礦預(yù)測科技攻關(guān),尋找突破鈾資源。

  在對(duì)最典型的鄂爾多斯東勝特大型砂巖鈾礦研究后,李子穎認(rèn)為,東勝砂巖鈾礦不同于一般的砂巖鈾礦,礦化不是產(chǎn)在黃色和灰色砂巖過渡帶中,而是產(chǎn)在灰綠色至灰色砂巖的過渡帶中,因此,揭示灰綠色砂巖成因非常重要。它主要是因?yàn)槠浔砻娓采w有極薄的一層針葉狀綠泥石。這種綠泥石化與油氣的二次還原作用密切相關(guān)。油氣的強(qiáng)還原作用導(dǎo)致砂巖鈾礦增加了一層面紗,即氧化黃色砂巖變成還原色的灰綠色砂巖。

  這一觀點(diǎn)有助于找到真正的礦化帶,尤其對(duì)勘查同類礦床,特別是在富產(chǎn)油氣、煤的盆地中尋找類似砂巖型鈾礦具有重要實(shí)際指導(dǎo)意義。

  2012年,應(yīng)邀在國際原子能機(jī)構(gòu)作報(bào)告時(shí),李子穎團(tuán)隊(duì)的這一成果得到同行高度關(guān)注和贊揚(yáng),尤其是擁有石油、天然氣的國家特別感興趣?!耙?yàn)檫^去不知道石油、天然氣與砂巖型鈾礦的關(guān)聯(lián)性,現(xiàn)在可以說解釋了石油、煤、天然氣、鈾這四個(gè)家族成員的共生關(guān)系,對(duì)找礦很有指導(dǎo)意義?!?/p>

  建立砂巖型鈾礦快速評(píng)價(jià)預(yù)測技術(shù)方法

  “成礦理論在找礦中起著方向指導(dǎo)作用,找礦技術(shù)是邁向找礦方向目標(biāo)的方法,勘查工程是在找礦目標(biāo)區(qū)實(shí)現(xiàn)資源突破的手段?!崩钭臃f一口氣道出了找礦的三部曲,光有理論創(chuàng)新還不行,還必須創(chuàng)新找礦技術(shù)方法。

  2003年,核工業(yè)北京地質(zhì)研究院聯(lián)合核工業(yè)208大隊(duì)、703航測遙感中心和核工業(yè)203研究所等單位,李子穎帶領(lǐng)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的團(tuán)隊(duì),采用地質(zhì)、物探、化探和遙感及信息集成技術(shù)等多種技術(shù)方法,在鄂爾多斯全盆地開展鈾礦成礦快速預(yù)測評(píng)價(jià)工作。

  但要在30萬平方公里的廣大盆地上,快速圈出一個(gè)或幾個(gè)地表沒有直接信息顯示的鈾礦成礦帶,難度極大。因?yàn)槌傻V帶寬一般只有數(shù)十到數(shù)百米,埋藏在地下數(shù)百米,有些區(qū)域經(jīng)歷了多期次的地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)事件,加上油氣疊加作用影響,找礦人員很容易被誤導(dǎo)。

  李子穎回憶,項(xiàng)目組勇于創(chuàng)新、打破常規(guī),突破改進(jìn)多項(xiàng)直接和間接找鈾關(guān)鍵技術(shù),在鄂爾多斯盆地北部、西部和南部快速預(yù)測了三片一級(jí)遠(yuǎn)景區(qū),其中鄂爾多斯東北部和西部寧東遠(yuǎn)景區(qū)經(jīng)工程查證,已落實(shí)成為重要的鈾資源勘查基地,尤其東北部成為超大型鈾礦基地。

  2007年,該項(xiàng)目順利結(jié)題,創(chuàng)新建立了東勝特大砂巖型鈾礦“疊合成礦模式”,豐富發(fā)展了砂巖鈾礦成礦理論。這些鈾成礦理論和模式為指導(dǎo)鈾資源遠(yuǎn)景預(yù)測發(fā)揮了重要作用。2012年,項(xiàng)目成果獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

  搞科研貴在堅(jiān)持鉆進(jìn)去

  談及創(chuàng)新的源泉,李子穎坦言,得益于學(xué)習(xí)期間接受的嚴(yán)格專業(yè)訓(xùn)練和貴在堅(jiān)持。

  1991年,全國只有40人獲得德國科技交流獎(jiǎng)學(xué)金(DAAD獎(jiǎng)學(xué)金),李子穎名列其中。沒有德語基礎(chǔ)的他從零起步,先過語言關(guān),然后在德國柏林工業(yè)大學(xué)攻讀地質(zhì)學(xué)專業(yè)博士,同時(shí)擔(dān)任國際合作項(xiàng)目課題負(fù)責(zé)人。

  他的博士論文研究方向是埃及巖漿巖地球化學(xué)和稀有元素礦床地質(zhì),5年間,他每年有幾個(gè)月“泡”在撒哈拉沙漠里,“從野外取樣、送樣、磨片、數(shù)據(jù)分析,全部親力親為,因此可深入發(fā)現(xiàn)科學(xué)問題,并帶著疑問查證求證,取得創(chuàng)新成果。”

  上世紀(jì)90年代初,熱液型鈾礦的勘查工作幾乎停滯。1996年回國時(shí),我國鈾礦找礦處于低潮時(shí)期,核地質(zhì)院的形勢也一樣。為了維持生計(jì),李子穎和同事曾經(jīng)給中小學(xué)生賣過地質(zhì)標(biāo)本,甚至買來復(fù)印機(jī)賺取復(fù)印費(fèi)。就是在這樣的情況下,李子穎仍然帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)孜孜不倦堅(jiān)持科研工作,特別是對(duì)貴東花崗巖型鈾礦的系統(tǒng)研究,為熱點(diǎn)鈾成礦作用理論的提出奠定了基礎(chǔ)。因此,他認(rèn)為,做科研工作堅(jiān)持就會(huì)有創(chuàng)新,堅(jiān)持就是勝利,特別是困境中的堅(jiān)持。

  “我從大學(xué)一直學(xué)的就是這個(gè)專業(yè),中途放棄心有不甘?!痹诓槐蝗岁P(guān)注的低潮期,李子穎認(rèn)為有更多精力投在科研上?;貒?,他拿著國家給歸國留學(xué)人員的5萬元科研經(jīng)費(fèi),扎進(jìn)廣東貴東,研究巖漿巖和鈾成礦作用,一呆就是幾個(gè)月,白天跑山,中午山上就著咸菜吃隨身帶的饅頭,晚上整理資料,也可以說是苦中有樂, 有付出,就會(huì)有產(chǎn)出。這也是對(duì)他從事30多年鈾礦地質(zhì)工作結(jié)出豐碩成果的寫照。

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