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找大礦、找好礦、找急需的礦!他,不負眾望

2024-07-28科學

◎ 劉烜 張繼勇 李惜

近日,一則「雲南省紅河州發現超大規模離子吸附型稀土礦」的新聞受到社會各界廣泛關註。這一重要找礦新發現,無疑為新一輪找礦突破戰略行動「找大礦、找好礦、找急需的礦」再添濃墨重彩的一筆。

作為雲南紅河州稀土礦專案負責人, 中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所研究員、聯合國教科文組織全球尺度地球化學國際研究中心首席科學家王學求再次受到關註。

這位地球化學科學家,從事勘查地球化學研究已近40年,為中國金礦和稀土礦的發現作出了積極貢獻。而由他提出並行起的「化學地球」國際大科學計劃,不僅編制了第一張全球地球化學基準圖,還揭示了全球尺度化學元素分布規律。他也因此被譽為「將元素周期表繪制在地球上的科學家」。

「學求同誌,

歡迎你獻身中國化探事業!」

擇一事以終生,專一行而成峰。或許,地球化學註定要伴隨王學求的一生。

1982年,18歲的王學求以優異成績考入長春地質學院。由於高中時期化學成績優秀,並在省內化學競賽中取得過優秀名次,他選擇報考勘查地球化學專業。「那時候考大學,我們對地質工作並不了解,但是一看到有地球化學專業,可以和自己喜歡的化學長期打交道,便毫不猶豫地報名了。」談及求學經歷,王學求笑著說。

1986年,王學求大學畢業時學習成績在全系排名第一。在老師的建議和學校的推薦下,他申請了著名地球化學家、中國科學院院士謝學錦的研究生。但是,直到推薦日期臨近結束,卻依然未收到謝院士的回復。正在王學求焦急等待之際,謝院士的一封電報如同一盞明燈點亮了他的求學生涯。這封電報的文字十分簡短卻鏗鏘有力——「學求同誌,歡迎你獻身中國化探事業!」從此,王學求正式步入套用地球化學研究領域。

在謝院士的指導下,王學求的眼界和思路更加開闊。同時,謝院士的找礦思想「迅速掌握全域,逐步縮小靶區」也深深啟發和影響了他。雲南省紅河州稀土找礦專案便是一個很好的例證。

「2008年,我們團隊在‘全國地球化學基準計劃’的支持下分析了81個指標,獲得全國高質素稀土元質數據,這是首次給出全部16個稀土元質數據,並在全國圈定35處稀土異常,同時新發現稀土超常富集區9處,其中便包括雲南紅河州地區。」王學求解釋說,「這個過程就是謝院士說的‘迅速掌握全域,逐步縮小靶區’。」隨後,專案團隊透過進一步研究發現,該地區輕重稀土比值與華南稀土異常最為接近。因此,他們選擇在該區域開展1∶25萬、1∶5萬和風化剖面地球化學勘查,經鉆探驗證,最終發現潛在超大型離子吸附型稀土礦。

根紮得不深何以長出參天大樹?在近40年的工作中,王學求先後主持國家重點研發專案等20余項,在金礦勘查地球化學、穿透性地球化學和全球地球化學基準研究領域均取得系統性創新成果,不僅突破了傳統理論認識和技術瓶頸,還創立和發展了金和稀土礦勘查地球化學理論及探測技術,指導發現大型金礦16處,主持發現大型稀土礦1處,為中國勘查地球化學處於世界領先地位作出了傑出貢獻。

從最初喜愛化學,到成為一名傑出的地球化學科學家,正是因為這份熱愛與專註,激勵他不斷探索,勇攀地質高峰。

找礦,勘查地球化學大有可為

「謹以此書獻給所有從事科研與勘查,歷經千辛萬苦找金的人。」在王學求辦公室的書桌上,有一本由他和謝院士共同撰寫的專著【金的勘查地球化學理論與方法·戰略與戰術】。這本書為現代金礦勘查地球化學提供了翔實可靠的基礎資料和更趨完善適用的理論基礎,同時也見證了王學求一路走來,在金礦找礦過程中的感悟和取得的成果。

原地質礦產部和中國地質調查局統計數據顯示,中國透過地球化學填圖發現金礦900余處,占全國黃金資源量的約40%。而其中由王學求團隊發展的金礦地球化學理論與技術,為探明金礦資源儲量做出了巨大貢獻。也正因此,有媒體贊譽,中國已探明的黃金資源儲量中,有近一半都是由謝學錦和王學求科研團隊發展的地球化學填圖技術「發現」的。

據了解,20世紀80年代之前,「發現金地球化學異常」一直是全球性的難題,因此世界各國的地質學家均未開展過金礦區域地球化學填圖。針對這一難題,王學求率先開展了研究。他透過使用光譜量和透射電鏡技術,發現自然界中的超微細金,並且具有極強的活動性。這一發現,不僅圓滿解釋了金區域異常形成機理,還解決了采樣代表性難題,同時也使金礦化探從一種找礦手段上升為一門科學。

隨後,由這一重要發現發展演變而來的超微細金地球化學填圖技術,被廣泛套用於高寒草原區和幹旱荒漠區地球化學調查中,並取得一系列重要找礦成果——在西秦嶺,發現刷經寺、平武銀廠、大水5個超大型金礦;在荒漠區,發現甘肅南金山、小西弓、余石山3個大中型金礦。據統計,依據該技術探獲的黃金資源總價值超過2500億元。

這些數碼的背後,是王學求為國找礦的責任與擔當,更是他矢誌不渝堅守地質事業的初心與理想。

隨著工作的不斷深入,從20世紀90年代末開始,王學求的科研工作逐漸從金礦找礦向鈾、銅、鎳、稀土等國家亟需的關鍵礦產資源延伸。透過長期的野外實踐和實驗室科研攻關,王學求及其團隊針對覆蓋區找礦難題,提出穿透性地球化學概念和元素大深度遷移理論,開拓了覆蓋區地球化學勘查研究領域,創立穿透性地球化學理論,研發納米地球化學等3種探測技術,為隱伏礦勘查提供了關鍵技術支撐。

在稀土找礦領域,由他帶領的科研團隊更是大放異彩。他們首次在全國開展16個稀土元素的地球化學填圖,歷經13年努力,不僅發現了16個稀土元素的富集規律,還創造性地提出將「輕重稀土比值小於3.5」作為中重稀土礦找礦判別標誌。更重要的是,他們在雲南紅河州發現超大規模富含重稀土離子吸附型稀土礦,對於完善中國稀土產業布局、助力西南地區鄉村振興具有重要的社會價值和經濟價值。

多年來,王學求主編專著2部,發表論文279篇。其研究成果還獲得國家科技進步獎二等獎1項、國土資源科學技術獎一等獎1項,其他省部級成果一等獎2項。

在地球上繪制元素周期表

2008年,是一個重要的轉折點。這一年,國家重點專項【深部探測技術與實驗研究】釋出,這是中國歷史上規模最大的地球深部探測計劃,王學求承擔了【地殼全元素探測技術與試驗示範】工作。其目標是按照全球地球化學基準網格,建立中國出露地殼76種元素的基準值,制作化學元素時空分布基準地球化學圖。同時,發展穿透性地球化學技術和深部物質辨識技術,為深部找礦提供有效手段等。

隨著專案的深入推進,王學求及其團隊的科研成果逐漸顯現,編制【中國地球化學基準圖集】,建成全國地球化學基準網。在此基礎上,全球地球化學基準網開始籌建,王學求擔任了全球地球化學基準委員會主席。由他領導並實施的當時國際地球化學界最大規模的國際合作研究計劃全球地球化學基準計劃也隨之拉開序幕。該計劃匯聚了69個國家的169位科學家,透過建立約占全球陸地面積33%的全球地球化學基準網,為了解全球地球化學背景、全球資源評價、衡量未來全球化學變化和了解過去地球化學演化提供定量參照標尺。

2016年,為全面獲取地球化學權威觀測數據,高效服務全球可持續發展,聯合國教科文組織全球尺度地球化學國際研究中心正式成立,落戶中國地科院地球物理地球化學勘查研究所。

作為該中心的首席科學家,王學求肩負起新的責任與使命。中心成立之際,基於前期開展的大量工作和取得的成果,王學求發起「化學地球」國際大科學計劃倡議,即透過持續記錄全球化學元素基準與變化、分布與迴圈科學數據,將元素周期表繪制在地球上,並建立「化學地球」大數據平台。該計劃得到22個國家的代表簽字響應。2022年,「化學地球」國際大科學計劃被納入全球發展高層對話會主席聲明成果清單。2023年,聯合國教科文組織將「化學地球」國際大科學計劃寫入第37C/33號決議,並由該中心負責實施。

執行8年來,中心取得了一系列豐碩成果,建立了覆蓋全球陸地面積1/3的地球化學基準網和中國陸域地球化學觀測網,發現滇南超大規模中重稀土礦床;初步建立「化學地球」大數據平台,透過數據共享與服務,實作「地球化學」向「化學地球」的華麗轉變,為全球綠色發展和高層決策提供了重要科學依據,為綠色土地保護利用和地方綠色發展提供了大數據支持。

「將元素周期表繪制在地球上」的宏偉科學工程正有條不紊地實作著……

為礦業發聲,讓科研成果服務於民

2008年,王學求還擁有了一個新的身份。

這一年,他當選第十一屆全國人大代表,開啟履職盡責的新征程。

從當選第十一屆全國人大代表開始,他便堅定地表示:「作為一名人民選出的科技工作者代表,我的職責首先是將科研成果和科學數據服務於決策,服務於人民。」

他是這麽說的,也是這麽做的。在連續兩屆擔任全國人大代表期間,王學求先後送出了【建議加快構建國家資源戰略儲備體系】【中國境外資源勘查開發面臨的困境及建議】【建立自然災害分級快速響應機制的建議】等一系列建議,以實際行動踐行一名科學家的責任與使命。

不僅如此,他還熱衷於地球化學科普事業。2023年6月,王學求受邀透過線上直播方式在國內外同步作科普報告,講述「化學地球」國際大科學計劃相關內容。同時,他還熱衷於為學生講授地球化學科普知識。就在幾天前,他剛剛參加了廊坊市一中的「科學家進校園」活動,並圍繞「元素周期表與地球的故事」主題為高中學子作科普報告。他時常說:「校園科普意義重大,不論工作多忙,我都不會拒絕。」

轉眼間,王學求與地球化學結緣已有近40年。這些年,他的足跡遍布荒漠戈壁、高山峻嶺、峽谷盆地、廣袤草原……一次次披星戴月、風餐露宿,他始終樂在其中。他說,一代人有一代人的使命,一項事業的發展總需要一批人的付出與奉獻。正值新一輪找礦突破戰略行動如火如荼推進之際,地球化學仍將發揮重要作用。王學求始終奮戰在一線,為找礦,也為礦業綠色高質素發展,貢獻著一名地球化學科學家的智慧與力量。

本文原載於【中國礦業報】7月23日1版

原標題:

【從「地球化學」到「化學地球」

——記中國地科院地球物理地球化學勘查研究所研究員王學求】