創(chuàng)新路上的靚麗風(fēng)采

2020年，中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)定出科技進(jìn)步獎(jiǎng)共76 項(xiàng)，其中，一等獎(jiǎng) 6 項(xiàng)、二等獎(jiǎng) 19 項(xiàng)、三等獎(jiǎng) 51 項(xiàng)；技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng) 2 項(xiàng)，其中，一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)、二等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)；企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎(jiǎng) 2 項(xiàng)；創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng) 4 項(xiàng)（ 其中 2 項(xiàng)并列第三 ）；青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物 5 名。 

為進(jìn)一步弘揚(yáng)科學(xué)家精神和大國(guó)工匠精神，宣傳核能行業(yè)創(chuàng)新工程、創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新人物，展示核能行業(yè)篤行務(wù)實(shí)、追求卓越的精神，協(xié)會(huì)《中國(guó)核能》雜志從2021年第一期開(kāi)始對(duì)核能科技獎(jiǎng)部分獲獎(jiǎng)的創(chuàng)新集體和創(chuàng)新個(gè)人進(jìn)行綜合報(bào)道，以饗讀者。

鈾是“核工業(yè)的糧食”，是戰(zhàn)略核力量的基石。我國(guó)鈾礦資源較為匱乏且稟賦不佳，難以滿(mǎn)足國(guó)家能源安全和國(guó)防科技工業(yè)發(fā)展需要，制約我國(guó)核工業(yè)發(fā)展的瓶頸一直存在。因此，鈾礦成礦作用、鈾礦地質(zhì)勘查等相關(guān)問(wèn)題成為我國(guó)眾多學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。2020年，由東華理工大學(xué)聶逢君教授牽頭，聯(lián)合核工業(yè)二O八大隊(duì)、核工業(yè)二四三大隊(duì)申報(bào)的“沉積盆地砂巖型鈾礦成礦理論與找礦關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及其應(yīng)用”項(xiàng)目瞄準(zhǔn)國(guó)防安全、核能發(fā)展對(duì)鈾資源的重大需求，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合，通過(guò)理論與技術(shù)創(chuàng)新，在砂巖型鈾礦找礦取得了重大突破，其成果榮獲“中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”，也是該校首次榮獲核能行業(yè)協(xié)會(huì)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。

服務(wù)特需，實(shí)現(xiàn)勘查戰(zhàn)略大轉(zhuǎn)移

據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)報(bào)告，上世紀(jì)80年代末至90年代初，我國(guó)鈾礦探明儲(chǔ)量排在世界前十名以外。在我國(guó)鈾礦分布版圖中，南方多為硬巖型鈾礦，北方多為砂巖型鈾礦。我國(guó)鈾礦資源規(guī)模小、品位低、選冶難度大，常有其他礦產(chǎn)伴生，導(dǎo)致大量復(fù)雜、難處理的鈾資源尚未得到有效開(kāi)發(fā)利用。但地質(zhì)人最不怕的，就是啃“硬骨頭”。

作為全國(guó)核資源與環(huán)境領(lǐng)域?qū)W科體系最為齊全的高校，東華理工大學(xué)自1956年誕生之日起，始終堅(jiān)持“為核成立、因核成名、以核成勢(shì)”的發(fā)展思路，數(shù)十年如一日地開(kāi)展“入地”攻關(guān)。一代代東華理工人堅(jiān)守“國(guó)家利益至上、民族利益至上”的宗旨，牢記服務(wù)國(guó)防的歷史使命，不懼地質(zhì)行業(yè)之苦，專(zhuān)攻國(guó)防之需，在鈾礦地質(zhì)勘查與采冶等方面取得了一系列突出成就，“沉積盆地砂巖型鈾礦成礦理論與找礦關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及其應(yīng)用”項(xiàng)目就是其中之一。

聶逢君教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)（包括）在中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)有限公司重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目、中央地勘基金、生產(chǎn)單位項(xiàng)目等項(xiàng)目群的資助下，堅(jiān)持產(chǎn)、學(xué)、研、用緊密結(jié)合，耗時(shí)12年，實(shí)現(xiàn)了鈾礦成礦理論與找礦關(guān)鍵技術(shù)的突破。此時(shí)，鈾礦勘查技術(shù)和儲(chǔ)量結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性變化，項(xiàng)目正契合了鈾礦勘查國(guó)家戰(zhàn)略大轉(zhuǎn)移：南方硬巖→北方砂巖。針對(duì)層間氧化帶卷狀鈾礦成礦理論不完全適用于我國(guó)北方中東部系列沉積盆地復(fù)雜的成礦地質(zhì)背景，通過(guò)攻關(guān)研究，創(chuàng)新性地提出了“雙階段雙模式”鈾成礦理論，按照“依據(jù)地質(zhì)特征定技術(shù)”“突破傳統(tǒng)理論選方法”“依據(jù)成礦作用布鉆孔”“利用綜合技術(shù)圈礦體”等原則，研發(fā)集成了砂巖型鈾礦找礦的關(guān)鍵技術(shù)組合，建立了不同類(lèi)型砂巖型鈾礦床成礦模型，創(chuàng)建了對(duì)應(yīng)的找礦模式，發(fā)明了數(shù)字多道能譜儀等系列關(guān)鍵探測(cè)裝備，創(chuàng)建了γ能譜反演解析系統(tǒng)。項(xiàng)目成果在我國(guó)二連、開(kāi)魯、巴音戈壁盆地及尼日爾阿澤里克鈾資源勘查中廣泛應(yīng)用，獲得了成功，節(jié)約了勘查成本，縮短了找礦周期，發(fā)展和豐富了砂巖型鈾礦成礦理論和找礦技術(shù)，推動(dòng)了砂巖型鈾礦找礦取得重大突破，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

課題組成員野外合影

攻堅(jiān)克難，實(shí)現(xiàn)找礦空間大轉(zhuǎn)移

全球鈾礦資源豐富，但分布極為不均，主要集中在澳大利亞、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯等國(guó)。鑒于鈾資源的重要性，美國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)多年前就已建立起充足的鈾礦資源儲(chǔ)備。在鈾礦勘探方面，加拿大、澳大利亞等具有資源優(yōu)勢(shì)的國(guó)家走在世界前列，其深部鈾礦勘查可達(dá)2000～3000米。目前我國(guó)絕大部分地區(qū)的勘查深度不足500米，在深地（500～2000米）探測(cè)中仍有巨大的找礦潛力。隨著核電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國(guó)鈾礦資源需求持續(xù)攀升。因此，擴(kuò)大儲(chǔ)量、提升產(chǎn)能，保障鈾資源供應(yīng)安全成為一塊難啃的“硬骨頭”。

聶逢君教授研究團(tuán)隊(duì)為實(shí)現(xiàn)自己心中的“找礦夢(mèng)”，長(zhǎng)達(dá)15年，每年至少4個(gè)月在野外工作生活，以研究區(qū)內(nèi)巴音戈壁、二連、松遼（開(kāi)魯）盆地大量的野外勘探資料分析結(jié)果為基礎(chǔ)，建立了各盆地不同類(lèi)型的砂巖型鈾礦成礦模型，開(kāi)展了“模型+”普通與放射性地球物理、構(gòu)造識(shí)別、砂體追蹤等找礦組合關(guān)鍵技術(shù)研究，創(chuàng)建與各沉積盆地砂巖型鈾礦相適應(yīng)的找礦模式，并據(jù)此在巴音戈壁、二連、松遼（開(kāi)魯）盆地等地分別圈定了成礦遠(yuǎn)景區(qū)。團(tuán)隊(duì)著力攻深找盲，開(kāi)展第二空間找礦，在預(yù)測(cè)的二連盆地賽漢高畢-齊哈日格圖古河道砂巖型鈾成礦遠(yuǎn)景區(qū)和松遼盆地西南部大林地區(qū)的找礦預(yù)測(cè)區(qū)，結(jié)合地球物理信息，開(kāi)展鉆孔驗(yàn)證，在深地（500～1000米）探測(cè)中平均見(jiàn)礦成功率62%左右，最高見(jiàn)礦率達(dá)81%，有效拓寬了找礦空間。

為進(jìn)一步拓寬找礦空間，聶逢君團(tuán)隊(duì)還把視野擴(kuò)展到了國(guó)外。尼日爾是世界著名鈾礦產(chǎn)地，其北部令人生畏的茫茫大漠上，沒(méi)有什么地標(biāo)性的建筑，卻有豐富的鈾礦資源。在阿巴拉卡（Abalak）和阿加德茲（Agadez）之間的輔路上，哪怕只是開(kāi)車(chē)行上幾百英尺，也不得不擔(dān)心司機(jī)難以回到高速路上。聶逢君教授研究團(tuán)隊(duì)，幾年來(lái)篳路藍(lán)縷，艱難勘查，在Tim Mersoi盆地中阿澤里克鈾礦找到非表生氧化流體作用證據(jù)，勘查結(jié)果表明，阿澤里克砂巖型鈾礦由3個(gè)小礦床組成，即T礦、G礦、IR礦。研究組通過(guò)野外露頭地質(zhì)調(diào)查，利用鉆孔巖心觀察、測(cè)井曲線分析，結(jié)合阿加德茲盆地區(qū)域構(gòu)造、巖相演化分析，認(rèn)為阿澤里克礦床中，無(wú)論是G礦、T礦，還是IR礦，鈾礦化均賦存在阿薩烏阿組砂巖中（該砂巖沉積于濱淺湖環(huán)境，是砂壩相產(chǎn)物）。

尼日爾項(xiàng)目（2008）是中國(guó)鈾資源勘查走向海外市場(chǎng)的第一個(gè)項(xiàng)目，戰(zhàn)略意義非同一般，帶動(dòng)了后來(lái)整個(gè)非洲、澳洲、美洲市場(chǎng)的發(fā)展，為走出國(guó)門(mén)在海外開(kāi)展鈾礦找礦與研究工作開(kāi)辟了道路，為我國(guó)鈾資源儲(chǔ)量提供了重要補(bǔ)充。

勠力創(chuàng)新，從跟跑到并跑的跨越

我國(guó)砂巖型鈾礦成礦理論的發(fā)展過(guò)程如圖所示，經(jīng)歷了大約四個(gè)階段。第一階段：學(xué)習(xí)引進(jìn)。蘇聯(lián)解體之后，鄰近我國(guó)西北的中亞蘊(yùn)藏著的巨量可地浸砂巖型鈾礦震驚了我國(guó)核工業(yè)同行，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始學(xué)習(xí)“次造山”作用下形成的“表生氧化流體”致礦。第二階段：吸收應(yīng)用。首先在鄰近哈薩克斯坦的伊犁盆地開(kāi)展應(yīng)用，取得了顯著效果。第三階段：?jiǎn)栴}質(zhì)疑。當(dāng)“次造山”理論從北方西部向中東部應(yīng)用時(shí)，發(fā)現(xiàn)巴音戈壁、二連、開(kāi)魯盆地的鈾礦床特征與西部不同，這些鈾礦床在礦體形態(tài)與熱流體蝕變上與“次造山”成礦并不一致。第四階段：發(fā)展創(chuàng)新。團(tuán)隊(duì)的研究顯示，中國(guó)東部的區(qū)域地質(zhì)背景不同造成了鈾成礦作用的差異，新的成礦理論與模型開(kāi)始建立。

構(gòu)造-砂體-氧化流體成礦是學(xué)習(xí)并跑的成果：在模型建立上，結(jié)合實(shí)際，通過(guò)滲入研究與分析大量的資料信息，突破傳統(tǒng)理論束縛，建立符合客觀的模型；在方法選擇上，根據(jù)研究地形、地貌、地質(zhì)特征，優(yōu)選適應(yīng)性的方法組合；在深部信息淺表識(shí)別上，對(duì)地表采集到的深部信息，通過(guò)多解性、多方法的組合加以甄別，獲得真實(shí)信息。構(gòu)造-熱流體雙模式雙階段疊加成礦是領(lǐng)跑的結(jié)果：首次將地面高精度重力測(cè)量用于砂巖型鈾礦勘探。

經(jīng)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)成果鑒定，該成果總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。項(xiàng)目形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)25項(xiàng)，出版了系列專(zhuān)著5部，發(fā)表論文70余篇，其中SCI/EI檢索論文30余篇，中文核心40余篇。依托該項(xiàng)目，培養(yǎng)了博士研究生10余人，碩士研究生130余人，其中大多數(shù)畢業(yè)的博士、碩士研究生正在從事鈾礦勘探方面的工作，為我國(guó)國(guó)防科技和核能持續(xù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。