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  不久前,贵州省地质矿产勘查开发局在松桃苗族自治县探获我国有历史记载以来的第一个特大型富锰矿床,改变了世界超大型锰矿床主要分布在南半球的格局。这一突破的取得,离不开锰矿勘查专家周琦,他也是我国地质科学领域的最高奖――李四光地质科学奖获得者。

  

  找矿有“瘾”,发现4个世界级超大型锰矿床

  “找矿,我是有‘瘾’的。”周琦说。

  在周琦的办公室里,墙面上挂着的中国地质图和贵州省地质矿产图很显眼。他对着两幅地图时常琢磨。

  周琦1981年到贵州铜仁103地质大队工作,至今已从事找矿事业37年,如今他已是贵州省地质矿产勘查开发局总工程师。谈起找矿,他如数家珍。

  “找矿其实和看病差不多,医生面对的是患者,我们面对的则是整个地球。先是初步‘诊断’,观察地表特征、分析地质结构,判断成矿的可能性;然后就要采样,做系列‘检查’;确定了矿床的位置,再‘穿刺’,把矿找出来。”周琦说。

  实际找矿工作,远不像周琦说的这般轻松。由于地表浅层的锰矿几乎勘探清楚,再找矿通常要往地下一两千米的深部勘查。地表没有明显的指征,我国锰矿矿床又多是呈狭长“带状体”展布,通常只有两三公里宽,且深部锰矿体展布的方向难以判断,要从地表精确地找到锰矿所在地,犹如大海捞针。

  “当年国家号召我们要多找矿、找大矿、找富矿,上学时,老师给我们打气,说这辈子能为国家找到一个中型矿床就很不错了。”周琦说。37年过去,周琦交出了比老师的预期更为出色的成绩单。近年来,他带领团队发现了松桃普觉、道坨、高地、桃子坪等4个世界级超大型锰矿床,这些新发现的锰矿占目前我国已探明锰矿资源总量的60%。

  “无锰不成钢”。作为重要的金属矿种,锰是钢材尤其是高端装备制造所需特种钢中的重要成分,这些年在新能源电池、通信设备所用的磁性材料中被广泛应用。周琦团队的工作有助于扭转我国锰矿依赖进口的局面。

  多年的找矿实践,使周琦形成了自己的小窍门。“上世纪80年代,我发现有矿的地方,取出的岩芯中锰和铬的比值总是在40左右,当时不知道为什么如此。”周琦说。

  周琦的这一统计发现,被业内专家称为“早期的地质大数据分析挖掘”。他的这一秘诀也帮助勘探人员成功找到矿床。

  “有一次,一个地质队打了好几个孔都没有发现矿床,他们都灰心了。我分析发现岩芯中锰和铬比值在40左右,就鼓励他们再打一个孔试试。正是这个孔,使他们最终找到了锰矿。”周琦说。

  突破传统, 提出锰矿成矿新理论

  谈起为何能找到大型锰矿,周琦谦虚地归于运气。但其实,这与他在锰矿成矿理论上的创新密切相关。

  上世纪40年代,国外专家提出了传统的锰矿成矿理论――海相沉积型锰矿床的成矿模式。该理论认为,天牛3d图库,锰矿一般是在盆地边缘或者是在海边成矿,其成因是远古锰矿经过长期的风化、剥蚀、搬运等,最终在海边或盆地边缘沉积。这一理论长期以来支撑着锰矿找矿。

  2000年初,一次找矿的经历使周琦开始意识到传统理论可能存在不足。当时,周琦是103地质大队的总工程师。好不容易争取到一个项目,他准备带领队员在松桃县笔架山地区大干一场。按照传统理论和相关经验,地质队钻下了两个孔,但打下去四五百米,仍一无所获。成矿特征和传统理论吻合,为何找不到矿床的位置,难道传统理论有误?周琦开始对传统找矿理论心生质疑,并当机立断,决定要去继续深造,并结合实践工作,找出原因所在。

  周琦一边工作,一边到中国地质大学(武汉)学习。经过大量的阅读和思考,他认识到,传统理论并没有错,只是它不符合我国华南、贵州地区的锰矿成矿特征。

  “我国地质构造条件复杂,与南非、澳大利亚等锰矿存在远古地盾中不同,经过数亿年的板块运动,我国锰矿已经被新生地层覆盖,不管是矿床分布区域,还是成矿方式都与风化、剥蚀、搬运形成的锰矿不同,按照传统理论找矿自然会有偏差。”周琦说。

  周琦提出了一套新的理论――古天然气渗漏沉积成锰。周琦提出的锰矿成矿新理论及其衍生出来的找矿方法,突破了传统找矿理论的局限,成功应用到贵州、重庆、湖南等地的锰矿勘查中。松桃普觉、高地等超大型锰矿床的发现,正是得益于这一理论的指导。

  周琦的锰矿成矿新理论也逐渐被国际学术界所关注。“下一步,我们还将进一步思考、完善这一理论,并验证它在其他地区的有效性,推动人们对地球科学特别是锰矿成矿的认识。”

  反复琢磨,认真研究观察到的现象

  提出新的锰矿成矿理论,与周琦30多年的从细微处观察、慢慢积累分不开。他没有想到,自己在锰矿找矿中取得的成绩和锰矿成矿理论上的突破,会如此受益于多年来他在矿区细致观察所画下的素描和拍下的那些照片。

  上世纪80年代,周琦与行业前辈到锰矿区勘查常常会发现,一些矿坑中的锰矿体有沥青。“沥青怎么会跑到锰矿体中去呢?为什么有些矿区有,有些又没有?这些现象,传统理论怎么也解释不了。”

  “我虽然也不清楚为何如此,但比一般人多留了一分心。”起初周琦是用素描把这些坑道情况画下来,后来就用相机记录下这些奇异的现象。“其实,在贵州大塘坡地区锰矿找矿时这种现象比比皆是,但好像没几个人较真去研究,而是往往把这当作偶然现象。我却在完成工作后,反复琢磨。”

  这一当时难以解释的奇特现象,成为周琦的研究题目。积累的丰富资料,给他的研究提供了巨大的支持,也使他逐步接近真相。

  一次在成都参加全国学术研讨会,听报告时,周琦意识到报告者描述的现代海底天然气渗漏现象,和松桃大塘坡矿区6亿多年前形成的锰矿体中的发现高度一致。受到启发,他脑洞大开,想到了解释锰矿体中会有沥青的思路。

  “如果锰矿不是风化、剥蚀、搬运等沉积而成,而是从海底之下的地幔涌现出来的,自然就会和来自壳幔的天然气融合在一起,出现沥青也就不奇怪了。”周琦说。

  这一发现让周琦感到非常兴奋。顺着这个思路下去,他发现,此前观察到的难以解释的现象都迎刃而解。

  “如果说我的科研工作有点成绩的话,核心就在于坚持不懈地琢磨。”周琦说。


  《 人民日报 》( 2018年08月03日 20 版) (责编:王仁宏、曹昆)

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