創(chuàng)新路上的靚麗風(fēng)采

2020年，中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎評定出科技進步獎共76 項，其中，一等獎 6 項、二等獎 19 項、三等獎 51 項；技術(shù)發(fā)明獎 2 項，其中，一等獎 1 項、二等獎 1 項；企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程獎 2 項；創(chuàng)新團隊獎 4 項（ 其中 2 項并列第三 ）；青年優(yōu)秀創(chuàng)新人物 5 名。 

為進一步弘揚科學(xué)家精神和大國工匠精神，宣傳核能行業(yè)創(chuàng)新工程、創(chuàng)新團隊、創(chuàng)新人物，展示核能行業(yè)篤行務(wù)實、追求卓越的精神，協(xié)會《中國核能》雜志從2021年第一期開始對核能科技獎部分獲獎的創(chuàng)新集體和創(chuàng)新個人進行綜合報道，以饗讀者。

鈾是“核工業(yè)的糧食”，是戰(zhàn)略核力量的基石。我國鈾礦資源較為匱乏且稟賦不佳，難以滿足國家能源安全和國防科技工業(yè)發(fā)展需要，制約我國核工業(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)問題成為我國眾多學(xué)者關(guān)注的焦點。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、核工業(yè)二四三大隊申報的“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”項目瞄準(zhǔn)國防安全、核能發(fā)展對鈾資源的重大需求，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合，通過理論與技術(shù)創(chuàng)新，在砂巖型鈾礦找礦取得了重大突破，其成果榮獲“中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎”，也是該校首次榮獲核能行業(yè)協(xié)會的最高獎項。

服務(wù)特需，實現(xiàn)勘查戰(zhàn)略大轉(zhuǎn)移

據(jù)國際原子能機構(gòu)報告，上世紀(jì)80年代末至90年代初，我國鈾礦探明儲量排在世界前十名以外。在我國鈾礦分布版圖中，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發(fā)利用。但地質(zhì)人最不怕的，就是啃“硬骨頭”。

作為全國核資源與環(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，始終堅持“為核成立、因核成名、以核成勢”的發(fā)展思路，數(shù)十年如一日地開展“入地”攻關(guān)。一代代東華理工人堅守“國家利益至上、民族利益至上”的宗旨，牢記服務(wù)國防的歷史使命，不懼地質(zhì)行業(yè)之苦，專攻國防之需，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”項目就是其中之一。

聶逢君教授帶領(lǐng)的研究團隊（包括）在中國核工業(yè)集團有限公司重點項目、國家自然科學(xué)基金、中國地質(zhì)調(diào)查局項目、中央地勘基金、生產(chǎn)單位項目等項目群的資助下，堅持產(chǎn)、學(xué)、研、用緊密結(jié)合，耗時12年，實現(xiàn)了鈾礦成礦理論與找礦關(guān)鍵技術(shù)的突破。此時，鈾礦勘查技術(shù)和儲量結(jié)構(gòu)也發(fā)生了根本性變化，項目正契合了鈾礦勘查國家戰(zhàn)略大轉(zhuǎn)移：南方硬巖→北方砂巖。針對層間氧化帶卷狀鈾礦成礦理論不完全適用于我國北方中東部系列沉積盆地復(fù)雜的成礦地質(zhì)背景，通過攻關(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，建立了不同類型砂巖型鈾礦床成礦模型，創(chuàng)建了對應(yīng)的找礦模式，發(fā)明了數(shù)字多道能譜儀等系列關(guān)鍵探測裝備，創(chuàng)建了γ能譜反演解析系統(tǒng)。項目成果在我國二連、開魯、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)，推動了砂巖型鈾礦找礦取得重大突破，取得了顯著的經(jīng)濟、社會效益。

課題組成員野外合影

攻堅克難，實現(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。鑒于鈾資源的重要性，美國、俄羅斯、日本等國多年前就已建立起充足的鈾礦資源儲備。在鈾礦勘探方面，加拿大、澳大利亞等具有資源優(yōu)勢的國家走在世界前列，其深部鈾礦勘查可達2000～3000米。目前我國絕大部分地區(qū)的勘查深度不足500米，在深地（500～2000米）探測中仍有巨大的找礦潛力。隨著核電產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，我國鈾礦資源需求持續(xù)攀升。因此，擴大儲量、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”。

聶逢君教授研究團隊為實現(xiàn)自己心中的“找礦夢”，長達15年，每年至少4個月在野外工作生活，以研究區(qū)內(nèi)巴音戈壁、二連、松遼（開魯）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型的砂巖型鈾礦成礦模型，開展了“模型+”普通與放射性地球物理、構(gòu)造識別、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（開魯）盆地等地分別圈定了成礦遠景區(qū)。團隊著力攻深找盲，開展第二空間找礦，在預(yù)測的二連盆地賽漢高畢-齊哈日格圖古河道砂巖型鈾成礦遠景區(qū)和松遼盆地西南部大林地區(qū)的找礦預(yù)測區(qū)，結(jié)合地球物理信息，開展鉆孔驗證，在深地（500～1000米）探測中平均見礦成功率62%左右，最高見礦率達81%，有效拓寬了找礦空間。

為進一步拓寬找礦空間，聶逢君團隊還把視野擴展到了國外。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，哪怕只是開車行上幾百英尺，也不得不擔(dān)心司機難以回到高速路上。聶逢君教授研究團隊，幾年來篳路藍縷，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個小礦床組成，即T礦、G礦、IR礦。研究組通過野外露頭地質(zhì)調(diào)查，利用鉆孔巖心觀察、測井曲線分析，結(jié)合阿加德茲盆地區(qū)域構(gòu)造、巖相演化分析，認為阿澤里克礦床中，無論是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）。

尼日爾項目（2008）是中國鈾資源勘查走向海外市場的第一個項目，戰(zhàn)略意義非同一般，帶動了后來整個非洲、澳洲、美洲市場的發(fā)展，為走出國門在海外開展鈾礦找礦與研究工作開辟了道路，為我國鈾資源儲量提供了重要補充。

勠力創(chuàng)新，從跟跑到并跑的跨越

我國砂巖型鈾礦成礦理論的發(fā)展過程如圖所示，經(jīng)歷了大約四個階段。第一階段：學(xué)習(xí)引進。蘇聯(lián)解體之后，鄰近我國西北的中亞蘊藏著的巨量可地浸砂巖型鈾礦震驚了我國核工業(yè)同行，團隊開始學(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展應(yīng)用，取得了顯著效果。第三階段：問題質(zhì)疑。當(dāng)“次造山”理論從北方西部向中東部應(yīng)用時，發(fā)現(xiàn)巴音戈壁、二連、開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。團隊的研究顯示，中國東部的區(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)合實際，通過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；在深部信息淺表識別上，對地表采集到的深部信息，通過多解性、多方法的組合加以甄別，獲得真實信息。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量用于砂巖型鈾礦勘探。

經(jīng)中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)成果鑒定，該成果總體達到國際領(lǐng)先水平。項目形成了自主知識產(chǎn)權(quán)25項，出版了系列專著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，為我國國防科技和核能持續(xù)發(fā)展做出了重大貢獻。