国科大科研工作者发现这座超大型锂矿,他们爬到了海拔5480米

多迈一步,向着更高更远处

  • 文/倪思洁 (中国科学报)
  • 创建于 2022-02-16
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科研人员在锂矿所在地考察  

  车停在海拔5100米的山脚处,雨已经下了一个小时。这是2021年6月26日上午,尽管已是夏季,高海拔山上的雨还是带着十足的寒意。

  “不等了,上吧!”看着打在车窗上的雨点,中国科学院地质与地球物理研究所(以下简称中科院地质地球所)副研究员赵俊兴、中国科学院大学(以下简称国科大)博士生何畅通从背包中掏出雨衣,决定冒雨上山。

  他们走下车,抬头看了看面前的秃山。这座山名叫“穷家岗峰”,山上没有树也几乎没有草,只有石头。他们此行的目的,是寻找可以作为国家战略资源的锂矿。

  5100米、5380米、5480米

  “看到了一个锂辉石矿,应该很大!”

  之所以要爬这座山,是因为他们此前在山脚下发现了一些与周边岩石不同的石头。赵俊兴和何畅通判断,那是从山上滚下来的、富含锂资源的锂辉石伟晶岩。

  伟晶岩是一种亮白色的大颗粒晶体岩石,穷家岗一带的锂辉石伟晶岩因为微量元素的原因,亮白中泛着一种独特的淡绿。对于他们来说,辨认出这种石头并不难,这是他们从学生时代就开始训练的基本功。

  高海拔地区空气稀薄,对于一般人来说,连呼吸都费劲,更别说爬山了。为了节省体力,他们习惯性地减少了言语交流。

  爬到海拔5380米时,他们发现了一处“长”在地里、露出地表、宽约两三米的伟晶岩。两人围着岩石露头观察了一会儿,确定这是锂辉石矿化伟晶岩。

  “看那里。”赵俊兴拍了拍何畅通的肩,用手指向山的更高处。何畅通沿着赵俊兴指的方向望去,看到了一个大而醒目的白色岩体,他向赵俊兴点了点头,两人默契地向更高处爬去。

  他们的默契源自中科院地质地球所研究员、国科大博士生导师秦克章。秦克章一直倡导“向强分异花岗岩的更远端、更高处找锂”。

  越往上爬,伟晶岩滚石块就越多,锂辉石晶体也越大。两人虽然没说话,但都暗自兴奋起来。

  爬坡路上,何畅通听到了自己加速的心跳。在海拔5480米大面积白色伟晶岩岩体的地方,他难以抑制心中的激动。“看到好东西了,师兄快来!”何畅通大声地招呼赵俊兴。

  赵俊兴闻声从侧面赶了上来。两人欣喜地看到了大片大片裸露于地表的原地矿化伟晶岩。“锂辉石集合体如此密集,一定是富矿。”赵俊兴说。

  仔细观察之后,两人又继续顺着山脊向西,沿着裸露的矿体走了好半天,都没走到矿体的尽头。

  下午4点,他们将取好的样品装进背包返程。回到营地时,夜色已降临,赵俊兴按捺不住内心的激动,拨通了导师秦克章的电话:“秦老师,我们看到了一个锂辉石矿,应该很大!”


 

以科研人员为“参照物”的伟晶岩锂矿体

  实践、理论、实践

  “为什么找不到锂矿呢?”

  此时,远在北京的秦克章并不怀疑两位年轻人的判断。他带领的这支野外地质科考队已经在喜马拉雅区域工作了近5年。对他们的科考能力,秦克章心中有数。

  从2017年开始,在喜马拉雅高分异淡色花岗岩研究的先行者吴福元院士的多次鼓励下,秦克章带领他的团队从新疆阿尔泰稀有金属矿、西藏班公湖与冈底斯斑岩铜矿带南下,转入喜马拉雅地区。

  2017年,赵俊兴从主攻斑岩铜钼矿转向主攻稀有金属矿,何畅通研究生入学即选定稀有金属矿床作为主攻方向。现在,两位年轻人都已经成为队伍里的“小专家”。

  秦克章团队之所以去喜马拉雅地区寻找稀有金属矿,与该地区淡色花岗岩分布广泛有关。

  过去很长一段时间,喜马拉雅地区的淡色花岗岩都未被当作稀有金属的找矿目标,因为传统观点认为,大面积花岗岩是由于沉积岩重熔、原地侵位而成,不成矿。

  但基于对淡色花岗岩的实地考察研究,吴福元提出,喜马拉雅地区的淡色花岗岩为高度结晶分异的花岗岩,它们在华南与钨、锡、铌、钽、铍、锂等稀有金属成矿作用关系密切,喜马拉雅很可能具有稀有金属成矿潜力。

  此后,不少研究团队对喜马拉雅区域的淡色花岗岩体进行了考察,发现20余处岩体含有铍—铌—钽稀有金属矿化,吴福元的理论得到一次又一次验证。但遗憾的是,一直没有人在喜马拉雅区域发现工业级别的锂矿体。

  “为什么找不到锂矿呢?”这个问题一直困扰着秦克章。他的团队在喜马拉雅地区开展过大量野外考察,第二次青藏科考启动以后,他们还拓展了考察区域。

  一天,看着地图上自己和团队成员用脚步丈量过的一个个“小点”,他突然发现了一个规律:“新疆阿尔泰、秦岭地区花岗岩和稀有金属伟晶岩具有‘靠近母体花岗岩边部的地区铍—铌—钽资源多,远离母体花岗岩体的地区锂资源多’的岩浆演化与金属分带特点。喜马拉雅地区会不会也是这样?”

  基于这一想法,他提出了“向强分异花岗岩的更远端、更高处找锂”的科学预判。2020年底,依照此判断,结合前人与团队前期工作线索,他们优选出纳木那尼区域、库曲区域、普士拉—穷家岗一带的3处5300米至5750米的高海拔目标区,作为2021年科学考察时检查的重点。

  坚持、希望、坚持

  “上了多少没有矿的山顶,才找到这里。”

  在6月26日之前,赵俊兴等人已经在西藏进行了20天的野外工作。他们发现,2021年科考规划的3个重点检查区域中,纳木那尼区域没有锂矿化迹象,库曲区域有锂矿化迹象但山体太陡无法采样。穷家岗是他们此次科考的最后一站。

  从电话中了解赵俊兴和何畅通的考察情况后,秦克章与他们商定了科研填图和采样的大致方案。很快,博士生施睿哲赶来加入了考察队伍,赵俊兴、何畅通、施睿哲3人按照方案继续工作。一周后,秦克章处理完北京的事务,也赶到了锂矿所在地。

 

科研人员根据考察结果手绘的琼嘉岗锂矿平面图  

  “一看就是个‘大家伙’。”秦克章回忆起看到锂矿时的感受。

  之后,他们又用了一周多时间在周边进行实地考察追索。最终,他们发现有40余条囊状体、厚板状的锂辉石伟晶岩脉,组成了4条岩脉群和4条矿带。4条矿带长度都超过1000米,其中2条矿带宽度大约为100米,集中分布在5390米至5581米的高海拔地区。而在当时,国内上百米宽、上千米长的超大型伟晶岩体只有两处,一个在南疆白龙山,一个在川西甲基卡。

  本轮考察工作完成时,秦克章和赵俊兴把登山鞋扔了,因为爬山走路太多,他们的鞋底都已裂开。


 

从琼嘉岗锂矿下山的4位科研人员,从左至右分别是施睿哲、秦克章、赵俊兴、何畅通

  他们采集了100多件样品寄回北京。回京后,他们委托多家机构测量了样品中的氧化锂含量。根据保守估计,他们判断这4条伟晶岩脉群的氧化锂资源量超过100万吨,达到了超大型规模。

  2021年11月,《岩石学报》出版了一本专刊,系统介绍了他们的这次发现及其理论价值。

  此时,大家除了感到“幸运”之外,更深的感受是“欣慰”。“我们上了多少没有矿的山顶,才找到这里。”秦克章感慨道。

  和团队成员一起爬山的时候,秦克章总是走在最前面,他深信,只有到达山顶才能看到全貌和更远处的地质现象。即便被学生们评为“登山最厉害的人”,他也常有快要坚持不住的时候。但他一直这样激励自己和团队里的年轻人:“哪怕再多走一步,都可能有新发现。”

  这些年,为了找矿,他们尽可能多走多看。秦克章印象最深的一次,是他们在5700米至5800多米的大雪山暴走了6小时,晚上12点回到驻地后,学生们累得连晚饭都咽不下去。

  一些地质科学家在对岩体等地质现象拍照时,常会用车和人作为比例尺,可是秦克章团队考察的照片里常常只有人和石头而没有车,因为他们去的全是车上不去的地方。

  秦克章常跟科考队员说:“很多人是因为看到希望,所以坚持,对于我们来说,只有坚持,才能看到希望。”

  坚持,让他们看到了希望,怀着美好的愿望,他们以“穷家岗”的谐音“琼嘉岗”为锂矿命名。“今年,我们准备早一点上山,在琼嘉岗锂矿周边进一步考察研究,寻找新的含锂伟晶岩,以确定琼嘉岗锂矿及周边能否形成一个更大的完整锂矿带。”秦克章说。

  向着新的无人区,他们仍在坚持,一如既往,一往无前……

责任编辑:脱畅