四赴高原,续写找矿征程 | 地质足迹印山川

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编者按
“是那山谷的风,吹动了我们的红旗……我们满怀无限的希望,为祖国寻找着富饶的矿藏。”
新一轮找矿突破战略行动启动以来,广大地质工作者大力弘扬爱国奉献、开拓创新、艰苦奋斗的优良传统,把智慧、汗水洒遍山川大地,为地质找矿事业书写崭新的时代篇章。《中国自然资源报》开设“地质足迹印山川”栏目,通过系列报道展示地质人物和团队的感人事迹,推动新一轮找矿突破战略行动取得更大成果。
亚欧板块与印度洋板块的大碰撞,导致了神秘的特提斯洋消亡,同时也造就了平均海拔超过4000米的青藏高原。
青藏高原雄伟广袤,隐藏着无穷的地质奥秘,是揭示地球沧海桑田变迁、探索地球动力学深部过程的理想窗口,也是广大地质工作者为之向往和施展才华的科学圣地。
为探寻青藏高原的地质奥秘,中国地质调查局成都地质调查中心二级研究员李光明,足迹踏遍冈底斯山脉的崇山峻岭,羌塘、可可西里无人区的大漠荒原和雅鲁藏布江、金沙江的千沟万壑,在青藏高原地质矿产调查与研究一线奋战近40年。在第十八次李四光地质科学奖评选中,李光明荣获野外奖。
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李光明(左)在野外工作现场。
今年以来,李光明又4次踏上青藏高原,继续他为国找矿的征程。
“捡石头”激发找矿兴趣
李光明1965年生于重庆市开县的一个工人家庭。从事建筑行业的父亲,本希望李光明大学也能攻读建筑专业,但从小生活在西南大山里的李光明,却想到大山外面的世界走一走、看一看,因此选择了和地球“打交道”的地质学专业。
1985年,李光明从武汉地质学院地质系毕业后,进入成都地质矿产研究所青藏高原研究室工作,从此开启了他与青藏高原的不解之缘。
参加工作最初的两年,李光明主要在西南“三江”地质找矿和西藏油气勘探项目中从事相关岩相古地理方面的研究工作。1987年,李光明随项目组赴西藏昌都地区东达山开展剖面测量,偶然间在山上捡到几块蓝绿色的石头。“一开始只是觉得石头很好看,后来通过查阅资料,发现这几块石头很有可能就是铜矿石。而这一地区虽然有专家预言有铜矿,但一直没有获得找矿线索。”回忆起在高原第一次发现“宝藏”,李光明仍难掩兴奋。
野外的意外发现,激发了李光明对找矿的兴趣和热情,也令他对青藏高原这片神秘之地更加心驰神往。
此后的几年间,李光明先后参加了原地质矿产部“七五”科技攻关“西南三江地区沉积建造与成矿”、原地质矿产部直管局“西藏藏东西部地区铅锌多金属矿成矿规律研究”等项目的研究工作;1995年~1997年作为项目骨干和副项目负责人,参加了中国石油天然气总公司“羌塘盆地西金乌兰湖—兹格塘错路线油气地质调查”“羌塘盆地半岛湖地区1:5万油气地质调查”“羌塘盆地玛尔果茶卡—向阳湖地区1:5万油气地质调查”等项目的调查工作,对藏东三江地区铜铅锌等矿产的成矿地质背景、羌塘盆地成油地质条件等有了更加深入的认识。
随着工作的逐步推进,尤其是在羌塘盆地油气地质调查过程中,李光明逐渐发现自己所学知识还有很多欠缺,于是决定继续深造,并于1997年~2002年在中国地质大学(武汉)地球科学学院先后攻读了古生物学与地层学专业在职硕士、博士研究生。
对于李光明继续攻读地层古生物学与地层学专业,很多人都感到奇怪,认为这个专业与找矿关系不大。但李光明却认为,古生物学和岩相古地理研究,为树立大地质观和了解区域地质演化至关重要,而这种交叉学科的研究为他日后开展地质找矿提供了重要指导,也为进一步认识青藏高原的地质演化奠定了基础。
谈到认识高原,李光明难忘潘桂棠老师对他的指导和教诲。
潘桂棠,是中国地质调查局成都地质调查中心研究员,曾任原国土资源部成都地质矿产研究所所长,是我国长期从事青藏高原地学研究的著名学者,也是李光明的博士生导师之一。
“那是1999年,为了给即将启动的地质大调查作准备,我跟随潘老师团队到青藏高原开展地质考察。我们从青藏高原的最东缘出发,到青藏高原的最北面,从祁连山走到柴达木,翻过昆仑山到拉萨,最后到喜马拉雅山,花了一个多月时间,穿越整个青藏高原,一个露头一个露头地看。其间,潘老师和我们谈到认识高原、理解高原、情系高原,给我留下了非常深刻的印象,也指引我今后几十年坚守青藏高原开展地质研究。”如今,李光明回想起那段岁月,仍感触颇深。
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李光明(前排右四)与潘桂棠(前排右五)等在雅鲁藏布江结合带对野外露头进行研讨。
在潘桂棠和刘本培教授的启发下,李光明确立了自己博士论文研究方向——西藏冈底斯构造带侏罗纪沉积盆地类型与多岛弧盆演化。
揭开冈底斯巨型“铜山”神秘面纱
回忆起初次赴青藏高原出野外,李光明直言:“不觉得艰苦,只觉得新鲜。”对大自然的心驰神往,令他对青藏高原的一切充满好奇。探寻青藏高原的地质奥秘,也自此成为李光明孜孜以求的目标。
令他至今难忘的一次经历,是1995年7月,带领“羌塘盆地西金乌兰湖—兹格塘错路线油气地质调查”项目团队近20人、4台车翻过可可西里无人区腹地的祖尔肯乌拉山。团队进入祖尔肯乌拉山区,根本没有路可走,只能摸索着前进。一开始,车子还在坑坑洼洼的地面上颠簸前行,可走着走着就被陷住了。原来,这里广泛分布着季节性融冻层,一到夏季,本来硬邦邦的路面变得稀软。“我们就一路走,一路陷。用来拉陷车的钢绳,断了接,接了又断,本来50米长的钢绳,最后只剩10来米。”李光明说,他们用了整整3天时间才走完了平时一天时间就能走完的路程。
尽管自然环境恶劣、工作条件艰苦,但李光明早已习以为常。在参加工作近40年的时间里,他每年都要花上几个月到青藏高原野外开展地质调查和科学研究工作,最长的一次野外调查长达8个月。迄今为止,他已进藏近100次,在青藏高原的野外工作时间累计近3000天。因为,上高原为国找矿,一直都是李光明心中坚定的信念。
位于青藏高原南部的冈底斯成矿带,被我国地质科学家认为具有斑岩铜矿形成的地质背景与成矿条件,但一直未取得重大突破。为此,随着1999年地质大调查工作启动,中国地质调查局先后在冈底斯成矿带部署了多个地质矿产调查计划项目,实施以斑岩铜矿为主要找矿目标的攻坚战。
身为成都地质调查中心矿产研究室主任的李光明,作为计划项目负责人,在1999年~2015年,先后主持了地质大调查“雅鲁藏布江成矿区铜多金属资源调查”和“冈底斯成矿带地质矿产调查评价”两轮计划项目,以及“西藏一江两河地区成矿规律与找矿方向综合研究”“雅鲁藏布江成矿区重大找矿疑难问题研究”等综合研究项目。其间,2002年李光明还申请获得了他主持的第一个国家自然科学基金项目——“西藏冈底斯斑岩铜矿地球动力学与成矿模型研究”。
随着调查和研究工作的开展,李光明对冈底斯成矿带的“庐山真面目”也逐渐明晰。
李光明介绍,冈底斯构造带位于东特提斯构造域的中段,夹在班公湖一怒江和雅鲁藏布江两条板块结合带之间。这并不是一个简单的陆块,而是在晚古生代—中生代期间经历了复杂的多岛弧—盆系演化,形成了多个次级构造单元。
千百万年间,随着地壳不断隆起又下沉、板块碰撞或消减、岩浆喷发或冷凝,分散地球内部的元素物质活化、迁移,最终在特定的地质环境中集聚、沉淀在一起,从而形成了矿床。
“冈底斯成矿带在多岛弧—盆系演化阶段,因构造作用、岩浆活动、沉积作用的方式差异,形成了不同矿化类型及其相应的优势矿种。尤其在弧—弧(陆)碰撞阶段,由于碰撞和陆内汇聚作用,形成了与中酸性岩浆侵入活动和多起断裂活动有关的斑岩型、矽卡岩型等铜、铁、多金属及金矿床。后续发现的甲玛、驱龙大型铜矿,都属于碰撞型斑岩铜矿。”李光明进一步解释。他主持的计划项目,系统总结了冈底斯典型斑岩铜矿床的矿化蚀变特征、控矿因素与找矿标志,建立了相应的成矿模型与预测评价指标体系,开展大比例尺潜力评价,在青藏高原先后新发现并确立了冈底斯斑岩铜矿带、念青唐古拉铅锌矿带、班公湖—怒江铜多金属矿带等三条巨型金属成矿带。
结合跟进的商业性勘查,西藏驱龙、朱诺等多个大型斑岩铜矿床相继被发现,极大地改变了我国铜矿资源分布格局。这些矿床的发现,也有力证实了芮宗瑶、黄崇轲、徐正余、陈福忠等老一辈地质学家提出的冈底斯成矿带巨型斑岩型铜矿带的存在。
李光明及其项目团队在冈底斯斑岩铜矿调查评价与研究取得的成果,作为原国土资源部重大集成项目“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破”的主要核心成果之一,于2011年获得国家科技进步奖特等奖,并多次获得了国土资源科学技术奖一等奖、二等奖等成果奖励。
打开喜马拉雅稀有金属找矿大门
在喜马拉雅成矿带调查研究工作中,李光明及团队发现在喜马拉雅山地区广泛分布着一种颜色较浅的花岗质岩石。
“这些花岗岩与我国华南地区广泛分布的淡色花岗岩十分相似,往往具有形成三稀矿产的潜力,比如锂、铍、铷、铌、钽等稀有金属矿产,稀土,锡钨、铅锌、锑等有色金属矿产,金、银等贵金属矿产,还可能孕育祖母绿、碧玺、海蓝宝石等贵重宝石矿产,是一种非常重要的成矿母岩。”基于这一认识,李光明找矿的目光锁定喜马拉雅带的淡色花岗岩。
2016年到2021年的5年多时间里,李光明通过主持实施地质调查项目、国家重点研发课题以及国家自然科学基金重点项目,对喜马拉雅山地区的淡色花岗岩有了进一步的认识。
李光明解释,从距今2300万年开始,青藏高原进入快速隆升阶段。这一时期,由于喜马拉雅山脉北侧的大型正断层系统(地质上称藏南拆离系)与南侧的大型逆断层系统(地质上称主边界断层)的强烈活动,导致了喜马拉雅山脉的快速崛起,并于大约300万年前达到了现今平均6000米的高度,而成为世界上最高大的山脉。值得一提的是,喜马拉雅造山运动至今尚未结束,喜马拉雅山脉现今仍然处于隆升阶段。
大陆碰撞和青藏高原的快速隆升,在喜马拉雅山区导致了较为强烈的花岗质岩浆活动。淡色花岗岩就是在这一过程中形成的。
以前普遍认为,这些淡色花岗岩由于形成深度浅,是上部地壳物质局部熔融的产物,明显不同于冈底斯等岩浆带下部地壳形成的岩浆,岩浆分异程度不高,不利于岩浆或驱动深部热液循环形成大规模的金属矿产。
但李光明及团队在喜马拉雅成矿带开展的大规模地质矿产调查和科学研究工作,逐步改变了以前的传统认识和找矿思路。
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李光明(前排右二)与团队研讨喜马拉雅成矿带找矿工作。
“2016~2018年,我们发现,在藏南发育错那洞大型片麻岩穹隆构造,在穹隆核部的部分淡色花岗岩具有岩浆分异较高、氧逸度较低的特征,十分有利于铍、锂、铌、钽等稀有金属矿产和锡钨矿、铅锌矿等有色金属矿产的形成。”李光明说。
结合进一步的调查研究,李光明团队提出了藏南大型多金属成矿系统受控于错那洞伸展热穹窿构造与中新世深熔高分异花岗质岩浆作用的新认识,建立了热穹窿与淡色花岗岩控稀有金属矿—外围张扭性断裂控铅锌锑矿—压扭性断裂控金矿的成矿模型,并在此基础上发现了一处超大型锡铍稀有金属矿床。
“这一找矿发现是喜马拉雅成矿带稀有金属找矿取得的首次重大突破,拉开了喜马拉雅稀有金属找矿的序幕。”谈及这一重大找矿突破,李光明脸上洋溢着自豪的笑容。
在春夏秋冬的四季更迭中,流逝的是探索的岁月,不断延续的,是李光明对高原的痴迷和对地球科学的无限热爱。一路走来,李光明迈出的每一步都铿锵有力、坚定无比。他说,李四光精神指引他,作为科研人员,要有国家情怀,要坚持真理、勇于创新。李四光精神激励他40年始终坚持一件事,那就是在高原为国找矿。
如今,作为学科带头人的李光明,依然坚守在青藏高原地质调查与矿产勘查的最前线,以奋进的姿态和昂扬的斗志迎接未来新的挑战。
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来源:《中国自然资源报》