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李子颖:孜孜不倦找铀人

发布日期:2020-09-17 01:42 作者:天博

  李子颖,先后负责承担国家级和国际合作项目等20多项,获得国家科技进步奖二等奖两项,国防科学技术奖一等奖3次、二等奖5次、三等奖3次,5项成果全国十大地质科技成果进展,国家人事部“新世纪百千万人才工程”国家级人选,享受国务院政府特殊津贴专家,李四光地质科学奖获得者(全国地质工作者最高奖)和全国优秀科技工作者等荣誉称号,发表论文论著等130多篇部。

  一个数十米高的铁架“披”着绿色的帆布“衣”立在百米高的半山腰,2014年12月7日,“铀都”相山,简短的开工仪式后,科研和钻探人员聚在钻塔下,投入紧张工作。未来半年,他们将每天24小时连续作业,将科学深钻向下延伸2000米,开始向深部要铀多金属资源的征程。

  “这是一个在综合调查评价的基础上,经过充分论证选址,开辟深部铀多金属成矿环境调查和资源突破的钻探工程。”项目负责人、核工业北京地质研究院院长李子颖研究员说。

  这几年,李子颖往相山跑得勤。2013年,他和团队在相山另一个山头“切”了一个“小口”,将铀矿的科学深钻伸到地下2818米,刷新了此前1200多米的纪录,发现了铀多金属矿化,标志着我国铀矿勘查进入更深更广的新阶段。

  过去找铀矿主要局限于300—500米深度,现在对500—1000米深度的资源潜力已经没有太多争论。李子颖说,深钻是成矿理论和预测模式的验证手段,二者互相补充,可以为开辟更深找矿空间提供依据。

  如果说铀矿找矿的深度在500米以浅被称为第一找矿空间, 那么500米至1500米为第二找矿空间。我国铀矿勘查的深度直到本世纪初大部分在500米以浅,新世纪以来,面对新的铀资源需求,拓展新的找矿空间迫在眉睫。

  从南昌驱车3个小时,绵延的相山群峰渐渐逼近,越往里走,路越窄也越难走。李子颖似乎已经熟悉了这一切。

  “这里的山头我基本都爬过。”站在群山环抱的中国铀矿第一科学深钻的钻探平台,李子颖言语中透出自豪。

  2013年,在充分调研的基础上,他和团队实施了中国铀矿第一科学深钻。几分钟的车程外,每三米深度的岩芯被标注、装成一个一个岩心箱,近千个岩心箱被整整齐齐地码在仓库里,科研人员对它们进行着精细的研究。

  “热点”,同行这样形容李子颖的研究,这不仅因为他关注的地表或近地表长期岩浆热液作用中心,被简称为“热点”,还因为其研究方向已成为备受铀矿地学界关注的前沿课题。

  按含矿主岩划分,我国的铀资源主要有四大类型,即花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型和砂岩型,前二者为热液型铀矿。

  上世纪90年代初,由于我国铀矿地质找矿中心工作转移至北方可地浸砂岩型铀矿,热液型铀矿的勘查、研究工作几乎停滞。虽然50年代初至80年代末,前人对热液型铀矿做了大量工作,但找矿深度大都在500米以内,少数地区达500米及其以下。

  随着新一轮找矿工作逐步深入,热液型铀矿的找矿重点已转移到铀矿第二找矿空间,即500米—1500米。

  “新一轮铀矿找矿着眼于寻找中、大型热液型铀矿床,首先必须是成矿理论创新。”李子颖说,只有以新的成矿理论、新思路做指导,才能有新的大突破。

  2006年,李子颖经过理论与实验模拟、依据大量地质事实和地球化学证据,创新提出了热点铀成矿作用理论。它阐明了铀在长期多次岩浆热液活动中的富集机制、成矿流体的深源性和还原性及物理化学条件的变化促使铀沉淀富集成矿的机理,从更深层次探究热液铀矿床的成因问题。

  “热点铀成矿理论认为,铀的成矿深度可达3000米。”李子颖说,这一理论成果最直接的影响是认为更深部还有铀矿。事实上,近几年,通过工程验证,实现了主要由深部500米至1500米左右的找矿突破,为推动向深部和外围寻找热液铀矿做出了重要贡献。

  鄂尔多斯盆地被认为是我国目前寻找砂岩型铀矿潜力最大的盆地之一,截至2013年底,评价预测铀矿资源潜力达数十万吨。

  然而,十年前,虽然该盆地在天然气、煤炭等资源探明储量已位居我国前列,但其铀矿资源潜力前景并不明朗。

  我国铀矿界为什么会对鄂尔多斯盆地的认识发生根本性的改变?改变背后,不得不提的是包括李子颖在内的一群人,他们坚信大盆地成大矿,开始孜孜不倦在30万平方公里的整个盆地进行成矿预测科技攻关,寻找突破铀资源。

  在对最典型的鄂尔多斯东胜特大型砂岩铀矿研究后,李子颖认为,东胜砂岩铀矿不同于一般的砂岩铀矿,矿化不是产在黄色和灰色砂岩过渡带中,而是产在灰绿色至灰色砂岩的过渡带中,因此,揭示灰绿色砂岩成因非常重要。它主要是因为其表面覆盖有极薄的一层针叶状绿泥石。这种绿泥石化与油气的二次还原作用密切相关。油气的强还原作用导致砂岩铀矿增加了一层面纱,即氧化黄色砂岩变成还原色的灰绿色砂岩。

  这一观点有助于找到真正的矿化带,尤其对勘查同类矿床,特别是在富产油气、煤的盆地中寻找类似砂岩型铀矿具有重要实际指导意义。

  2012年,应邀在国际原子能机构作报告时,李子颖团队的这一成果得到同行高度关注和赞扬,尤其是拥有石油、天然气的国家特别感兴趣。“因为过去不知道石油、天然气与砂岩型铀矿的关联性,现在可以说解释了石油、煤、天然气、铀这四个家族成员的共生关系,对找矿很有指导意义。”

  “成矿理论在找矿中起着方向指导作用,找矿技术是迈向找矿方向目标的方法,勘查工程是在找矿目标区实现资源突破的手段。”李子颖一口气道出了找矿的三部曲,光有理论创新还不行,还必须创新找矿技术方法。

  2003年,核工业北京地质研究院联合核工业208大队、703航测遥感中心和核工业203研究所等单位,李子颖带领产学研相结合的团队,采用地质、物探、化探和遥感及信息集成技术等多种技术方法,在鄂尔多斯全盆地开展铀矿成矿快速预测评价工作。

  但要在30万平方公里的广大盆地上,快速圈出一个或几个地表没有直接信息显示的铀矿成矿带,难度极大。因为成矿带宽一般只有数十到数百米,埋藏在地下数百米,有些区域经历了多期次的地质构造活动事件,加上油气叠加作用影响,找矿人员很容易被误导。

  李子颖回忆,项目组勇于创新、打破常规,突破改进多项直接和间接找铀关键技术,在鄂尔多斯盆地北部、西部和南部快速预测了三片一级远景区,其中鄂尔多斯东北部和西部宁东远景区经工程查证,已落实成为重要的铀资源勘查基地,尤其东北部成为超大型铀矿基地。

  2007年,该项目顺利结题,创新建立了东胜特大砂岩型铀矿“叠合成矿模式”,丰富发展了砂岩铀矿成矿理论。这些铀成矿理论和模式为指导铀资源远景预测发挥了重要作用。2012年,项目成果获得了国家科学技术进步二等奖。

  谈及创新的源泉,李子颖坦言,得益于学习期间接受的严格专业训练和贵在坚持。

  1991年,全国只有40人获得德国科技交流奖学金(DAAD奖学金),李子颖名列其中。没有德语基础的他从零起步,先过语言关,然后在德国柏林工业大学攻读地质学专业博士,同时担任国际合作项目课题负责人。

  他的博士论文研究方向是埃及岩浆岩地球化学和稀有元素矿床地质,5年间,他每年有几个月“泡”在撒哈拉沙漠里,“从野外取样、送样、磨片、数据分析,全部亲力亲为,因此可深入发现科学问题,并带着疑问查证求证,取得创新成果。”

  上世纪90年代初,热液型铀矿的勘查工作几乎停滞。1996年回国时,我国铀矿找矿处于低潮时期,核地质院的形势也一样。为了维持生计,李子颖和同事曾经给中小学生卖过地质标本,甚至买来复印机赚取复印费。就是在这样的情况下,李子颖仍然带领团队孜孜不倦坚持科研工作,特别是对贵东花岗岩型铀矿的系统研究,为热点铀成矿作用理论的提出奠定了基础。因此,他认为,做科研工作坚持就会有创新,坚持就是胜利,特别是困境中的坚持。

  “我从大学一直学的就是这个专业,中途放弃心有不甘。”在不被人关注的低潮期,李子颖认为有更多精力投在科研上。回国之初,他拿着国家给归国留学人员的5万元科研经费,扎进广东贵东,研究岩浆岩和铀成矿作用,一呆就是几个月,白天跑山,中午山上就着咸菜吃随身带的馒头,晚上整理资料,也可以说是苦中有乐, 有付出,就会有产出。这也是对他从事30多年铀矿地质工作结出丰硕成果的写照。

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