择一事,终一生。58岁的周琦牢记一件事——为祖国找锰矿。寻“锰”40余年“探锰”超7亿吨,贵州省地矿局首席科学家、自然资源部基岩区矿产勘查工程技术中心主任周琦及其团队,成功地打破了我国锰矿找矿久攻不克的困局,实现我国锰矿地质找矿有史以来的最大突破,重构了国家锰矿资源格局,为维护国家锰矿资源安全作出了重大贡献,为贵州实施新型工业化战略,发展新能源电池、新材料产业提供了资源支撑。
突破锰矿传统成矿理论的束缚
“无锰不成钢”,这是周琦挂在口头的话。锰,是新时代高端装备制造、新能源汽车、新材料等战略新兴产业的战略关键矿产资源之一,寻找锰矿是我国的一项重要战略性任务。
1981年,年仅17岁的周琦从地质部昆明地质学校毕业来到贵州省地矿局103地质大队,大队党委看他学习成绩好,安排他到锰矿科研组给老同志当助手,即与锰结下不解之缘。周琦至今还记得,该队单身宿舍挂着大幅“为祖国多找矿、找大矿、找富矿”红底白字的大标语,找矿报国的初心使命慢慢在他心中变得清晰而明确。
1982年元月,周琦跟随锰矿科研组到铜仁市松桃县大塘坡村两界河勘测坡面,当时大塘坡和两界河周边冰天雪地,触手可及之处皆是彻骨的冰凉。为了让测量的数据更加准备,周琦和前辈踩在溪水里,任凭冰凉溪水淹没小腿。
“那时我年轻,尚且被冻得瑟瑟发抖,何况这几个前辈,但他们从未抱怨,这让我十分敬佩。”周琦表示。从那时起他就暗暗告诫自己,今后不论遇到任何困难,都不能打退堂鼓,要将前辈们吃苦耐劳的科学精神传承下去。
对于周琦来说,最困扰的还是知识的不足。2000年和2004年,周琦考入中国地质大学(武汉)分别攻读了硕士研究生和博士研究生。他一边工作一边学习,从科研助手一路成长为项目负责人、分队长、总工程师。工作中他了解到我国锰矿对外依存度高,锰矿资源难以突破的现实始终盘旋在他脑海中。
为解决深部找矿面临的技术难题,省地矿局与中国地质大学(武汉)组成产学研创新团队,在黔东武陵山区开展锰矿成矿理论和深部找矿方法技术研究。周琦牵头的项目组在研究一批中小型锰矿床时,初步总结了锰矿的成矿条件和成矿规律,但对于“大塘坡式”锰矿一些罕见的地质现象无法解释。
比如,锰矿体中含有沥青等。“沥青是怎么跑到矿里来的呢?”为了搞明白这件事,那时每到节假日,周琦就会坐在公路边或者坑道中观察锰矿,甚至会用素描将它们的形态画下来。
2005年8月还在读博的周琦参加了全国第三次沉积学大会。“当听到台上学者讲到现代海底天然气渗漏形成冷泉碳酸盐岩时,我发现其沉积构造、化学特征等和6亿多年前的锰矿何其相似!”周琦说。于是沿着这一思路,在博士导师指导下,他于2008年在其博士毕业论文中给出了一种全新的锰矿成矿理论——古天然气渗漏沉积成锰理论。
并非外生沉积,而是内生外成。锰矿古天然气渗漏沉积成矿系统与成矿模式,突破了国际上锰矿“外生外成”传统成矿理论的束缚。随后在大塘坡锰矿区,相继发现3个6亿多年前的喷溢口,并构成了1个喷溢口群,这一原创理论从而得到实地印证。证明形成锰矿的物质主要来自于地幔,这也揭开了锰矿中含有沥青的谜底——沥青是古天然气渗漏沉积成锰过程中的伴生产物。
打破锰矿找矿久攻不克的困局
2008年,贵州省地矿局与铜仁市人民政府签订合作协议。
“在这个战略合作平台上,我作为指挥部的指挥长兼技术总负责人,最重要的任务就是找锰矿。但是露头的锰矿资源开采殆尽,所以我们的压力非常大。”在这样的背景下,周琦决定直接运用刚刚形成的锰矿成矿新理论和模式,开展锰矿的找矿预测进行风险验证。
周琦创立的锰矿成矿新理论,突破了国际上传统的锰矿外生沉积理论的长期束缚,任何创新事物的接受需要一个过程。双方各持已见,从僵持不下到反复论证,通过一次次失败的实践,创新理论终于得到大家认可。至此贵州锰矿地质找矿拨云见雾,让团队找到了深部锰矿宝库的大门钥匙。
通过“实践-认识-再实践-再认识”,周琦的锰矿气液喷溢沉积成矿理论和新类型隐伏锰矿找矿预测关键技术逐步完善。截止2021年,已提交锰矿资源储量7.37亿吨,使贵州锰矿资源跃居亚洲第一,维护了国家锰矿资源安全。
2010年新发现松桃普觉超大型锰矿床,已累计提交锰矿资源储量2.05亿吨,为亚洲最大、世界第五的超大型锰矿床。
2010年新发现松桃道坨锰矿床,2014提交资源储量1.42亿吨,为亚洲第二、世界第十的超大型锰矿床。
2012年发现桃子坪锰矿床,2016年提交资源量1.06亿吨。
2014年新发现松桃高地锰矿床,2021年提交勘探资源储量1.76亿吨(其中富锰矿资源储量0.76亿吨)……。
与此同时,团队将创立的南华纪新类型锰矿勘查理论技术体系,推广应用到贵州遵义二叠纪锰矿国家整装勘查区找矿实现突破,新增锰矿资源量7700万吨。
一个个超大矿床的发现震惊业内,一组组资源量数据激动人心。站在地质科技前沿,周琦敏锐地意识到勘查工作与大数据发展融合的重要。在贵州省地矿局党委的支持下,2016年在锰矿勘查项目上率先进行数字勘查探索,最终形成了一套固体矿产数字化勘查工作体系,成功推进矿产勘查与大数据融合发展。
锰资源优势助推高质量发展
位于湘黔渝交界的松桃李家湾曾经是偏僻荒山,而今已耸立起座座厂房,新建起现代化的矿山,成为国内目前锰矿开采深度最深的矿山,开采深度达1130米,深部锰矿资源得到利用。
因为勘查有“锰”而兴“锰”,将资源优势转化为经济优势,带动了地方经济发展,为贵州实施新型工业化战略,大力发展新能源电池和新材料产业做出了贡献。
“因锰”结缘,“寻锰”而来。现在周琦每年有超过2/3的时间都活跃在科研一线,带领团队为加大锂和磷、锰、铝等矿产资源绿色勘探开发利用进行相关技术攻关。
作为国家有突出贡献的中青年专家,周琦先后荣获我国地质科学领域最高奖——李四光地质科学奖、全国创新争先奖状、贵州省最高科学技术奖和多项省部级科技成果奖励。2021年10月,在中央组织部、中央宣传部和人社部、科技部联合表彰的“全国专业技术人才先进集体”中,周琦领衔的贵州省锰矿资源预测评价科技创新人才团队脱颖而出。
在国家新一轮找矿突破战略行动实施之际,周琦表示要继续把论文写在祖国大地上,努力保障国家能源资源安全。
“未来还有很长的路要走,身为地质人,我们要怀着找矿报国的初心使命,为祖国多找矿、找大矿、找富矿。”
(局党委办公室)
一审:叶章青
二审:王 琴
三审:何毓敏
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