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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发现了第一个超大型富锰矿床,改变了世界上超大型锰矿床主要分布在南半球的格局。这一突破离不开中国地质科学领域的最高奖项——李四光地质科学奖的获得者、锰勘查专家周琦。

找矿有“瘾”,已发现四个世界级超大型锰矿床

“找矿,我有‘瘾’。”周琦说。

在周琦的办公室里,墙上显眼的是中国地质图和贵州省地质矿产图。他经常仔细考虑两张地图。

周琦1981年在贵州铜仁103地质大队工作,从事勘探工作37年。现为贵州省地质矿产勘查开发局总工程师。谈到勘探,他充满了宝藏。

“探矿实际上类似于看医生。医生面对病人,而我们面对整个地球。首先进行初步诊断,观察地表特征,分析地质构造,判断成矿可能性;然后有必要取样并做一系列的“检查”;确定矿床的位置,然后‘戳穿’并找出矿。”周琦说。

实际的勘探工作远不像周琦说的那么容易。由于浅表层的锰矿几乎可以清楚地探测到,因此通常需要在地下一两公里处进行进一步勘探。表面上没有明显的迹象,我国锰矿床大多分布在狭窄的“带状体”中,通常只有两三公里宽,深部锰矿体的分布方向难以判断。从表面准确地找到锰矿的位置就像大海捞针。

“那一年,国家号召我们去发现更多的矿藏,发现大的矿藏,找到丰富的矿藏。我们上学时,老师鼓励我们,说这辈子能为国家找到一笔中等规模的存款就太好了。”周琦说。在过去的37年里,周琦发的成绩单比老师预期的要好。近年来,他带领团队发现了四个世界级的超大型锰矿床,包括松涛普觉、道坨、高第和陶子坪,占中国已探明锰矿资源总量的60%。

找矿,他比别人多一分琢磨

“没有锰就不能生产钢”。锰作为一种重要的金属矿物,是钢铁的重要组成部分,尤其是高端装备制造专用钢。近年来,它已广泛应用于新能源电池和通信设备的磁性材料。周琦团队的工作有助于扭转中国锰矿依赖进口的局面。

多年的勘探实践使周琦形成了他自己的技巧。“在20世纪80年代,我发现在有矿的地方,取出的岩芯中锰与铬的比例总是在40左右。我不知道为什么。”周琦说。

周琦的这一统计发现被行业专家称为“早期地质大数据分析和挖掘”。他的秘密也帮助探险者成功找到矿藏。

“有一次,一个地质小组挖了几个洞,但没有发现矿床。他们都气馁了。我发现核心中锰和铬的比例大约是40,所以我鼓励他们尝试另一个洞。正是这个洞使他们最终找到了锰矿。”周琦说。

突破传统,提出新的锰矿形成理论

谈到为什么能发现大型锰矿,周琦谦虚地将其归因于运气。但实际上,这与他在锰矿形成理论上的创新密切相关。

20世纪40年代,国外专家提出了传统的锰矿成矿理论——海相沉积锰矿成矿模式。根据这一理论,锰矿一般形成于盆地边缘或海边,其成因是古代锰矿经过长期风化、剥蚀和搬运,最终沉积在海边或盆地边缘。这一理论长期以来一直支持锰矿勘探。

2000年初,一次勘探经验使周琦认识到传统理论可能有缺陷。当时,周琦是第103地质大队的总工程师。他设法赢得了一个项目,并准备领导松桃县笔架山地区的团队成员。根据传统理论和相关经验,地质队钻了两个洞,但钻了四五百米后,他们还是一无所获。成矿特征与传统理论一致。为什么我们找不到存款的位置?传统理论是错误的吗?周琦开始质疑传统的探矿理论,并决定继续他的研究,并结合实际工作,找出原因。

找矿,他比别人多一分琢磨

周琦在工作的时候去了中国地质大学学习。经过大量的阅读和思考,他认识到传统理论没有错,只是它不符合华南和贵州锰矿化的特点。

“中国的地质构造条件复杂,这不同于南非、澳大利亚和其他锰矿的古盾。经过亿万年的板块运动,中国的锰矿已经被新的地层覆盖。矿床分布区和成矿模式都不同于风化、剥蚀和搬运形成的锰矿。根据传统理论进行勘探自然会有偏差。”周琦说。

周琦提出了一个新的理论――古代天然气泄漏沉积锰。周琦提出的锰矿成矿新理论及其派生找矿方法突破了传统找矿理论的局限,成功地应用于黔、渝、湘锰矿勘查。松涛县普觉、高第等超大型锰矿床的发现,得益于这一理论的指导。

周琦的新锰矿化理论逐渐引起了国际学术界的关注。“下一步,我们将进一步思考和完善这一理论,并在其他地区验证其有效性,促进人们对地球科学特别是锰矿化的认识。”

反复思考和仔细研究观察到的现象

锰矿新成矿理论的提出,与周琦30多年来从细微处观察和积累是分不开的。他认为他在锰矿勘查方面的成就和在锰矿形成理论方面的突破不会得益于他在矿区多年仔细观察的素描和照片。

20世纪80年代,当周琦和他的前辈们参观锰矿区时,他们经常发现一些矿山的锰矿体中含有沥青。“沥青怎么会碰到锰矿体?为什么有些矿区有,有些没有?这些现象不能用传统理论来解释。”

“虽然我不知道为什么,但我比一般人更容易分心。”起初,周琦用草图画出这些隧道,后来用照相机记录下这些奇怪的现象。“事实上,这种现象在贵州大塘坡地区的锰矿勘查中很常见,但似乎很少有人重视,而往往将其视为一种偶然现象。完成工作后,我反复思考。”

这一当时难以解释的奇特现象,成了周琦的研究课题。积累的丰富数据为他的研究提供了巨大的支持,使他逐渐接近真理。

在成都参加全国学术研讨会并听取汇报时,周琦意识到,记者所描述的现代海底天然气泄漏现象与6亿多年前在松桃大塘坡矿区发现的锰矿体高度一致。受到启发,他开阔了眼界,想出了解释锰矿体中沥青的想法。

“如果锰矿不是通过风化、剥蚀、运输等方式沉积的。,但从海底下的地幔中出来后,它自然会与地壳中的天然气融合,沥青出现也就不足为奇了。”周琦说。

这个发现让周琦非常兴奋。按照这种思路,他发现先前观察到的无法解释的现象被解决了。

"如果我的研究工作有点成功,核心在于不懈的思考."周琦说。

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