鋰-鈮鉭-鈹?shù)认∮薪饘偈切乱淮畔⒓夹g、高端裝備制造、新能源汽車領域所需的關鍵礦產(chǎn),被多國列入關鍵礦產(chǎn)清單,具“卡脖子”的戰(zhàn)略意義。特別是2018年中美貿(mào)易戰(zhàn)以來,美國政府發(fā)布了一份針對中國2000億美元商品加增關稅的計劃,產(chǎn)品清單包括了非金屬礦、煤炭、有色金屬、稀有金屬等所有原礦、礦產(chǎn)品及其下游產(chǎn)品,加劇了關鍵礦產(chǎn)供需矛盾。湖南素有“有色金屬之鄉(xiāng)”的美譽,三湘大地聚集了豐富的有色、稀有金屬資源。2019年湖南省科技廳發(fā)布了社會發(fā)展領域重點研發(fā)項目,由湖南省地質(zhì)調(diào)查所牽頭、中南大學、原湖南省核工業(yè)地質(zhì)局311大隊、原湖南有色金屬研究院聯(lián)合組建科研團隊承擔并實施了“湖南省鋰鈮鉭等稀有金屬資源高效勘查與開發(fā)”重點研發(fā)項目,旨在實現(xiàn)湖南省稀有金屬礦產(chǎn)資源理論創(chuàng)新、勘查探測技術創(chuàng)新和綜合利用創(chuàng)新,為國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源安全提供資源戰(zhàn)略儲備。
科研團隊始終堅持以“四個面向”(面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康)為導向,針對戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源國家重大需求和經(jīng)濟需求,聚焦湖南省稀有金屬找礦突破及資源利用問題導向,久久為功,取得了一系列創(chuàng)新成果,科研成果得到國內(nèi)礦床領域毛景文院士、選礦領域姜濤院士、物探領域林君院士以及專家高度評價。項目取得發(fā)明專利4項,發(fā)表高水平學術論文38篇,培育了一支優(yōu)秀的科研隊伍,團隊成員入選了自然資源部高層次科技創(chuàng)新青年人才、晉升為正高級工程師、榮獲了“野外青年地質(zhì)貢獻獎-金羅盤獎”、“湖南省政府津貼”等多項榮譽。一項項科技碩果和榮譽的取得,踐行的是“人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力”的戰(zhàn)略思想。
1、創(chuàng)新了湘東北地區(qū)偉晶巖型稀有金屬礦成礦理論、研發(fā)了探測技術組合及資源利用新工藝,實現(xiàn)了找礦突破及轉化應用。
針對湘東北地區(qū)偉晶型稀有金屬礦成礦規(guī)律不清的問題,揭示了幕阜山地區(qū)偉晶巖成礦差異性的原因,提出了斜長石-鈉長石鈮鉭偉晶巖的母巖為二云母二長花崗巖,鈉長石-鋰輝石偉晶巖的母巖為白云母二長花崗巖新認識,建立了“大巖體成大礦”的偉晶巖型礦床成礦新模式,具有成礦空間大、物質(zhì)足、流體強、規(guī)模大的特點。新模式突破了由復式巖體分異演化晚期白云母花崗巖分異出不同礦化偉晶巖的傳統(tǒng)LCT型偉晶巖成礦模式觀點。揭示了稀有金屬偉晶巖時空分帶演化規(guī)律,建立了“仁里式”偉晶巖找礦模型。推動了湘東北地區(qū)尋找稀有金屬偉晶巖跨越式進展(圖1)。

圖 1 湘東北偉晶巖型稀有金屬礦成礦模式圖
a幕阜山花崗巖與偉晶巖成因關系圖;
b“仁里式”找礦模型圖;
c.偉晶巖型稀有金屬礦成礦模式圖
針對南方地區(qū)云層干擾、高植被覆蓋區(qū)找礦難的問題,探索了空-天-地多維度的物-化-遙-氣稀有金屬礦探測技術組合,獲得發(fā)明專利3項。研發(fā)了巖石標本與野外勘探測量激電參數(shù)的對應方法視電阻率掃面物探技術;研發(fā)了一套非診斷式遙感光譜信息去云霧、去植被提取新方法,高效識別出構造和偉晶巖礦化蝕變信息;應用分析速度快、準確度高的X熒光測量方法(或化探方法)圈出鈮、鉭、鈹、鋰異常;綜合高效識別稀有金屬礦分布異常靶區(qū)(圖2)。

圖2華南厚植被覆蓋區(qū)稀有金屬快速評價技術體系示意圖
攻克了偉晶巖型稀有金屬礦開發(fā)回收率低、尾礦量大、環(huán)境破壞等科技難題,研發(fā)了“刻槽螺旋溜槽+磁選、分級搖床”的組合工藝,提高了鉭鈮回收率及鉭鈮的富集比及鉭鈮資源的高效回收;研發(fā)了中性“調(diào)整劑ZT+混合捕收劑ZB”的鋰輝石浮選新技術,實現(xiàn)了鋰輝石高效回收以及廢水回用;研發(fā)了弱堿性浮選云母新技術和“抑制劑HNY-1+捕收劑HNP-1”的云母浮選技術,實現(xiàn)了云母與長石、石英的高效分離綜合利用。整體研發(fā)了鉭、鈮、鋰等稀有金屬高效選礦回收及云母、石英、長石等非金屬礦高值化綜合利用的成套技術,實現(xiàn)無尾礦、無廢水排放,對稀有金屬礦山可持續(xù)性發(fā)展提供了示范案例。
預測了湘東北地區(qū)潛在資源五氧化二鈮4.4萬噸,五氧化二鉭3.1萬噸,氧化鋰11.3萬噸,氧化鈹3.2萬噸。為打造湘東北貴稀金屬礦產(chǎn)基地奠定了資源基礎。取得的理論創(chuàng)新和技術創(chuàng)新成果在企業(yè)、地勘單位、政府部門等進行了推廣應用,并實現(xiàn)了成果高效轉化應用。引進吉利集團旗下湖南耀寧天賜礦業(yè)有限公司在平江縣永享礦區(qū)投資開展硅石、鋰、鉭礦詳查,并與平江縣政府簽約35億元投資鋰資源合作開發(fā)項目,是平江縣近年來新材料領域投資額最大的項目。
2、深化了南嶺成礦帶湖南段(湘南地區(qū))花崗巖型稀有金屬礦與鎢錫礦時空演化關系,提出了高分異復式花崗巖演化晚期鋰云母(白云母)花崗巖頂部是稀有金屬礦富集空間,從而拓展了南嶺鎢錫礦“五層樓”+深部稀有金屬礦“地下室”模式新認識。
揭示了湘南地區(qū)稀有金屬礦成礦地質(zhì)條件,在太平洋板塊向華南板塊俯沖作用后所形成的伸展型拉張構造環(huán)境下,以及巖石圈拆沉誘發(fā)了湘南地區(qū)地殼物質(zhì)重熔,形成了該區(qū)燕山期的復式花崗巖體,花崗巖的高度分異演化促成了稀有金屬的不斷富集。同位素示蹤研究反映成礦物質(zhì)具殼-地?;旌咸卣?,明確了花崗巖型稀有金屬礦床成礦物質(zhì)來源。
查明了花崗巖型稀有金屬礦成礦規(guī)律,湘南地區(qū)巖漿高分異演化過程形成的復式花崗巖在垂向空間控制了稀有金屬成礦分帶作用,由上往下向表現(xiàn)為頂部為鋰礦(鎢錫礦)、中部鈮鉭礦、底部銣-鈮鉭礦的演化規(guī)律。后期風化淋濾作用可致鋰礦再次富集。
預測了湖南省內(nèi)花崗巖型鋰礦資源潛力大于400萬噸,編制了湖南省鋰礦調(diào)查專項方案,推動了全省鋰礦找礦新熱潮。2022年度鋰礦價格一度飆升至60萬元每噸,眾多大型企業(yè)匯聚湖南省郴州市,爭先投資開發(fā)鋰礦資源,引起政府高度重視。
行遠自邇,篤行不怠。湖南省地質(zhì)調(diào)查所經(jīng)歷了60余年的改革和發(fā)展,建設成基礎性、公益性、戰(zhàn)略性綜合地質(zhì)調(diào)查和地質(zhì)科學研究的一類事業(yè)單位,為國家和湖南省地質(zhì)工作和科研工作提供技術支持。單位擁有湖南省院士專家工作站、博士后科研工作等科研平臺,培育了文春華第一批優(yōu)秀博士后等人才梯隊。文春華博士(博士后)作為該項目負責人之一,自2013年進入單位至今,已致力于戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源研究與調(diào)查工作十年,期間隨著在項目中成長,率領科研團隊創(chuàng)新思維,刻苦攻堅,長期奮戰(zhàn)在野外一線(圖3),從量的積累到質(zhì)的飛躍,逐漸從一名項目負責人成長為自然資源部高層次科技創(chuàng)新青年人才。先后榮獲“中國產(chǎn)學研合作創(chuàng)新獎”、“野外青年地質(zhì)貢獻獎-金羅盤獎”、“湖南省政府特殊津貼”、“湖南省卓越工程師”等榮譽稱號。

圖3 項目團隊野外考察交流
新一輪戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源找礦突破行動發(fā)出了沖鋒號,作為我國新一代的地質(zhì)人,不忘初心、牢記使命,為國家礦產(chǎn)資源安全提供保障,時刻發(fā)揚“三光榮、四特別”的地質(zhì)精神,充分發(fā)揮技術創(chuàng)新支撐作用,創(chuàng)新地質(zhì)科研發(fā)展模式,全力推進技術創(chuàng)新,助力戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源找礦突破,守護祖國礦產(chǎn)資源安全。(文/文春華)