編者按:學(xué)科興則校興,學(xué)科強(qiáng)則校強(qiáng)。學(xué)校始終將強(qiáng)化特色、打造高峰作為學(xué)科建設(shè)的核心任務(wù),從理論創(chuàng)新的持續(xù)深耕到技術(shù)突破的勇毅攻堅(jiān),從人才培養(yǎng)的模式革新到社會(huì)服務(wù)的精準(zhǔn)對(duì)接,在學(xué)科建設(shè)道路上步履堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)步前行。為全方位展現(xiàn)學(xué)校特色學(xué)科建設(shè)的實(shí)踐成果與精神氣象,進(jìn)一步匯聚全校師生干事創(chuàng)業(yè)的磅礴力量,特推出【建設(shè)高峰學(xué)科】專欄,本期將持續(xù)推出“關(guān)鍵金屬的桂工擔(dān)當(dāng)”系列文章,充分展示學(xué)校在關(guān)鍵金屬等前沿領(lǐng)域的創(chuàng)新成果、育人實(shí)踐與服務(wù)貢獻(xiàn),激勵(lì)廣大師生以更加奮發(fā)有為的姿態(tài)投身學(xué)科建設(shè),在夯基壘臺(tái)、立柱架梁中勇攀高峰、續(xù)寫(xiě)新篇,為建設(shè)高水平理工大學(xué)筑牢堅(jiān)實(shí)學(xué)科根基,為學(xué)校高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)能,為服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略與區(qū)域發(fā)展貢獻(xiàn)更大桂工力量?!?/span>
桂林理工大學(xué)地電化學(xué)勘查技術(shù)團(tuán)隊(duì),率先在國(guó)內(nèi)提出并開(kāi)展地電化學(xué)找礦研究,通過(guò)長(zhǎng)期不懈努力和艱苦奮斗,在地電化學(xué)成暈理論研究上,根據(jù)金屬礦體產(chǎn)生電化學(xué)溶解、遷移原理建立了地電化學(xué)元素遷移遞推理論。基于金屬離子的極限電流密度及先后放電、共同放電原理,在電化學(xué)勘查裝備與方法技術(shù)上取得重要突破,成功自主研制出小型輕便適用于我國(guó)厚層覆蓋區(qū)及復(fù)雜地形地貌景觀區(qū)的地電提取裝備。歷經(jīng)數(shù)十年攻關(guān),該技術(shù)正以“透視”地球深部的硬核實(shí)力,為我國(guó)關(guān)鍵金屬資源勘查破解“攻深找盲”難題,生動(dòng)詮釋著地方高校扎根大地、服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略的桂工擔(dān)當(dāng)。
戰(zhàn)略需求:深部找礦的時(shí)代命題
“向地球深部進(jìn)軍”是保障國(guó)家礦產(chǎn)資源安全的重大戰(zhàn)略抉擇。隨著淺部礦產(chǎn)資源日漸枯竭,我國(guó)關(guān)鍵金屬勘查已從“第一找礦空間”(0-500米)轉(zhuǎn)向“第二找礦空間”(500-1000 米),甚至觸及更深地層。鋰、錫、鎢、鈾等關(guān)鍵金屬,作為新能源、高端制造等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的核心原材料,其資源保障能力直接關(guān)乎國(guó)家產(chǎn)業(yè)安全與發(fā)展主動(dòng)權(quán)。
然而,深部找礦面臨著諸多技術(shù)瓶頸:厚覆蓋層遮擋導(dǎo)致礦化信息難以捕捉,復(fù)雜地質(zhì)條件下傳統(tǒng)勘查技術(shù)精度不足,找礦周期長(zhǎng)、成本高且效率低下。廣西作為我國(guó)有色金屬資源富集區(qū),境內(nèi)南嶺成礦帶、西大明山整裝勘查區(qū)等區(qū)域的深部找礦潛力巨大,但喀斯特地貌與復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)交織,讓傳統(tǒng)勘查技術(shù)難以施展拳腳,亟需突破性技術(shù)手段破解困局。
學(xué)校立足“地質(zhì)資源與地質(zhì)工程”學(xué)科優(yōu)勢(shì),錨定國(guó)家戰(zhàn)略需求與廣西產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn),持續(xù)深耕地電化學(xué)技術(shù)攻關(guān),最終形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新地電化學(xué)勘查技術(shù)體系,為深部找礦打開(kāi)了全新通道。

學(xué)校地電化學(xué)勘查技術(shù)團(tuán)隊(duì)在川西地區(qū)開(kāi)展找礦預(yù)測(cè),助力發(fā)現(xiàn)亞洲最大偉晶巖單體鋰礦
技術(shù)突破:地電化學(xué)的“桂工創(chuàng)新”
學(xué)校有色及貴金屬隱伏礦床勘查教育部工程研究中心,是地電化學(xué)技術(shù)的核心研發(fā)陣地??蒲袌F(tuán)隊(duì)基于“活化絡(luò)合-有效碰撞”效應(yīng),首次構(gòu)建了金屬礦床地電化學(xué)成暈物質(zhì)從地下深部到地表的遷移反應(yīng)模型。這一核心理論,清晰揭示了深部成礦物質(zhì)經(jīng)原電池作用電化學(xué)溶解后,在人工電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下向地表遷移聚集的規(guī)律,為精準(zhǔn)捕捉礦致異常提供了科學(xué)依據(jù)。
針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件下的勘查難題,團(tuán)隊(duì)研制出“低電壓偶極地電提取裝置”,并獲得國(guó)家實(shí)用新型專利。該裝置將地球物理與地球化學(xué)技術(shù)融為一體,通過(guò)雙極提取,在低電壓作用下促使深部礦化離子定向遷移并富集,再經(jīng)高精度檢測(cè)分析鎖定礦體位置。
在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)電提取指標(biāo)、輔以土壤吸附相態(tài)汞和離子電導(dǎo)率等方法技術(shù),構(gòu)建了多指標(biāo)綜合異常套合模式,形成了以地電化學(xué)勘查技術(shù)為核心,融合音頻大地電磁測(cè)深等技術(shù)的綜合找礦技術(shù)體系。與傳統(tǒng)技術(shù)相比,該體系探測(cè)深度提升至800米-1000米,異常識(shí)別準(zhǔn)確率提高40%以上,勘查周期縮短一半,大幅降低了深部找礦的盲目性。截至目前,團(tuán)隊(duì)已圍繞該技術(shù)獲得授權(quán)專利10項(xiàng)、計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)1項(xiàng),相關(guān)成果獲得省部級(jí)多項(xiàng)科技進(jìn)步獎(jiǎng),整體水平達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、部分達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
應(yīng)用成效:從桂北到全國(guó)的找礦突破
創(chuàng)新技術(shù)的價(jià)值,最終要在找礦實(shí)踐中檢驗(yàn)。目前,學(xué)校創(chuàng)新地電化學(xué)技術(shù)已在全國(guó)20多個(gè)省區(qū)140余個(gè)礦山推廣應(yīng)用,更走出國(guó)門(mén)服務(wù)澳洲、非洲,取得了一系列具有里程碑意義的找礦突破。
偉晶巖型單體鋰礦作為重要的硬巖型鋰礦,以規(guī)模大、品位高、提鋰效率高的特點(diǎn),成為全球鋰資源的核心來(lái)源。學(xué)校地電化學(xué)勘查技術(shù)團(tuán)隊(duì)與四川省第三地質(zhì)大隊(duì)長(zhǎng)期深度合作,以亞洲迄今探明規(guī)模最大的偉晶巖型單體鋰礦——木絨鋰礦及其外圍區(qū)域?yàn)檠芯炕?,開(kāi)展系統(tǒng)性深部找礦預(yù)測(cè)。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新應(yīng)用地電化學(xué)勘查技術(shù),系統(tǒng)測(cè)量地表介質(zhì)中鋰、鈹、鈮、鉭等元素的異常分布,成功識(shí)別出與隱伏偉晶巖體高度吻合的指示元素峰值區(qū),并結(jié)合音頻大地電磁測(cè)深技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)深部電性結(jié)構(gòu)的高精度解析。經(jīng)鉆探工程驗(yàn)證,該成果成功指導(dǎo)新增鋰資源量30余萬(wàn)噸,極大拓展了木絨鋰礦的資源潛力,為我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入關(guān)鍵資源動(dòng)力。

地電化學(xué)技術(shù)在川西雅江木絨礦區(qū)及外圍找礦成果圖

川西高原冒雪進(jìn)行地電化學(xué)采樣工作
團(tuán)隊(duì)運(yùn)用地電化學(xué)集成技術(shù)在海南抱倫金礦外圍區(qū)開(kāi)展勘查,通過(guò)精準(zhǔn)圈定多處找礦靶區(qū),科學(xué)評(píng)價(jià)現(xiàn)有采礦權(quán)外圍區(qū)域的深部找礦潛力,成功鎖定關(guān)鍵勘查靶區(qū)。對(duì)A1號(hào)找礦靶區(qū)(綜合異常-5)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證時(shí),在350米-400米深度發(fā)現(xiàn)金礦化現(xiàn)象,更在約900米深度探明高品位金礦體,標(biāo)志著抱倫金礦外圍深部找礦取得關(guān)鍵性突破。

地電化學(xué)勘查技術(shù)團(tuán)隊(duì)在海南山金金礦公司完工合影
針對(duì)我國(guó)鈾礦找礦深度有限、部分資源基地面臨枯竭的問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)聯(lián)合核工業(yè)北京地質(zhì)研究院、東華理工大學(xué)等單位,在江西相山、廣東長(zhǎng)江等典型礦區(qū)開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)。通過(guò)優(yōu)選U、U/Th等關(guān)鍵找礦指標(biāo),明確地電化學(xué)異常主要受斷裂控制、多因素疊加區(qū)為找礦有利部位的規(guī)律,成功圈定多處找礦預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景區(qū)。經(jīng)后續(xù)鉆孔驗(yàn)證,在江西相山1500米深度發(fā)現(xiàn)隱伏鈾礦體及鉛鋅礦體,為國(guó)家鈾資源儲(chǔ)備提供了重要支撐。與此同時(shí),在華南戰(zhàn)略性鈾礦基地,團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用深穿透地電化學(xué)技術(shù)圈定4個(gè)找礦靶區(qū),其中CJ1靶區(qū)在950米深度發(fā)現(xiàn)厚大工業(yè)鈾礦化,在1550米深度發(fā)現(xiàn)我國(guó)目前深度最深的工業(yè)鈾礦化,再創(chuàng)深部鈾礦勘查新紀(jì)錄。
2024年,在桂北廣子田鈾礦區(qū)農(nóng)用地覆蓋區(qū)開(kāi)展地電化學(xué)技術(shù)深部找礦研究,共圈定5個(gè)找礦靶區(qū),對(duì)A類-1靶區(qū)進(jìn)行鉆探工程驗(yàn)證,在深部見(jiàn)到50米厚的鈾多金屬礦,為在南方農(nóng)用地覆蓋區(qū)深部尋找隱伏硬巖型鈾多金屬礦提供可供參考的有效勘查技術(shù)。

在桂北廣子田礦區(qū)現(xiàn)場(chǎng)討論采樣點(diǎn)的布設(shè)工作
桂工擔(dān)當(dāng):扎根大地的科研堅(jiān)守
這項(xiàng)技術(shù)的突破,源于學(xué)校近七十年來(lái)深耕地質(zhì)學(xué)科的積淀與堅(jiān)守。早在上世紀(jì)八九十年代,我校創(chuàng)建國(guó)內(nèi)第一家隱伏礦床預(yù)測(cè)研究所,相關(guān)成果榮獲1987年國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng),為后續(xù)技術(shù)創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
如今,學(xué)校以“關(guān)鍵金屬成礦理論與勘查技術(shù)”全國(guó)高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)為核心,構(gòu)建了表界面電化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)科研平臺(tái),形成了多學(xué)科交叉的創(chuàng)新生態(tài)。團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持“產(chǎn)學(xué)研用”深度融合,與廣西地礦局、中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院、四川省第三地質(zhì)大隊(duì)、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院等單位建立長(zhǎng)期合作機(jī)制,將實(shí)驗(yàn)室建在找礦一線,讓科研成果快速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
團(tuán)隊(duì)成員常年奔波在崇山峻嶺間,足跡遍布全國(guó)各大礦區(qū),用腳步丈量大地,用科技破解難題,生動(dòng)詮釋著“艱苦創(chuàng)業(yè)、敬業(yè)奉獻(xiàn)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、開(kāi)拓創(chuàng)新”的桂工精神。
面向未來(lái),學(xué)校將繼續(xù)深化地電化學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,推動(dòng)技術(shù)與人工智能、無(wú)人機(jī)遙感等現(xiàn)代科技深度融合,圍繞有色金屬資源、新能源材料等領(lǐng)域持續(xù)攻關(guān),為廣西“工業(yè)強(qiáng)桂”戰(zhàn)略提供技術(shù)支撐。進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)際合作與交流,推動(dòng)技術(shù)在“一帶一路”沿線國(guó)家推廣應(yīng)用,助力我國(guó)地質(zhì)勘查技術(shù)“走出去”。進(jìn)一步優(yōu)化人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)更多高素質(zhì)創(chuàng)新人才,讓“地質(zhì)報(bào)國(guó)”的初心代代相傳,為國(guó)家資源安全、廣西經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)持續(xù)貢獻(xiàn)桂工力量!
(一審:王洪華;二審:劉希軍;三審:雷紹湖)