一百年前,鲁迅先生在文章中写下“真的猛士,敢于直面惨淡的人生”,鼓励国人勇敢面对时艰,为国家、为民族寻找光明与出路;一百年后,山河依旧,中国已发生了翻天覆地的变化。为了这个国家和民族,正如先生文中所言,“我们从古以来,就有埋头苦干的人,有拼命硬干的人,有为民请命的人,有舍身求法的人……这就是中国的脊梁”。
土生土长的贵州人周琦,为了摘掉祖国“贫锰”的帽子,奋战在贵州武陵山区43载,坚守“为祖国多找矿、找大矿、找富矿”的初心,在创立锰矿成矿新理论的基础上,先后探明4个世界级隐伏超大型锰矿床和一批大、中型锰矿床,提交锰矿资源储量7.85亿吨,大幅超过此前我国锰矿保有资源储量的总和,为保障国家能源矿产资源安全作出重大贡献。
四十年来尘与土,从青春到白发,一辈子只做这样一件事,无怨无悔。周琦,用自己的人生在祖国的大地上续写了新时代的“锰”士篇章。
——编者按
寻锰人·寻梦人
刚刚过去的2024年,对于贵州省地质矿产勘查开发局首席科学家周琦先生而言意义非凡。这一年他度过了60岁的生日,按照中国人的传统,人生一甲子,这是一个里程碑似的年份。也是在这一年,周琦收获了两项重量级的国家大奖。1月份,“国家工程师奖”表彰大会在北京人民大会堂隆重举行,周琦被党中央、国务院授予“国家卓越工程师”,这一荣誉,全国上下只有81名在中华民族伟大复兴道路上作出引领性贡献的工程师才有资格获得;6月份,周琦故地重游,由他牵头历经21年的“隐伏超大型喷溢沉积型锰矿找矿勘查理论技术体系与工程应用”项目,在国家科学技术奖励大会上获得国家科学技术进步奖二等奖。这是贵州地勘行业首次以第一完成单位获得的国家科技奖,意义重大。
实际上,对于获奖,周琦并不陌生。在此前若干年里,他早已荣誉等身,几乎收获了地质界相关的大大小小所有奖项:贵州省最高科学技术奖、贵州省杰出人才奖、周光召地质科学奖、国土资源科学技术奖一等奖、全国创新争先奖,以及我国地质科学领域的高规格奖——李四光地质科学奖。
据统计,当前贵州省锰矿资源储量8.93亿吨,位居亚洲第一。其中的7.85亿吨是由周琦及其团队提交的。周琦交出的答卷是一幅波澜壮阔、跌宕起伏的中国锰矿发展事业的宏伟蓝图,但在他低调谦逊的言语中却不过是“完成了自己的本职工作”而已。
踏遍山河,几十年如一日,周琦始终怀抱找矿报国的初心,即便已经60岁了,他依然活跃在找矿科研攻关的第一线。“获奖是对我们工作的一种认可和鼓励,但不管获不获奖,只要国家需要我们去开展的攻关,都要扎扎实实地做好!”相比于浮名,不断追求技术上的创新和突破才是周琦始终最为看重的事。而如今他在科研工作中的创新精神、逻辑思维,以及严谨认真的作风,比起那些正当年的小伙子们都有过之而无不及。
43年前,还是个17岁小伙子的周琦,从原地质部昆明地质学校地质调查及找矿专业毕业,被分配到贵州省地质局103地质大队锰矿专题科研组,成为锰矿找矿战线上的一名新兵。在周琦眼中,成立于20世纪50年代的103地质大队是一个充满传奇色彩的英雄集体,它的前身是中央人民政府地质部西南地质局235队、505队,也是中苏友好合作地质普查大队。中华民族吃苦耐劳的优良传统与苏联专家精益求精的治学精神融合并传承下来,使得这支队伍成为贵州省成立最早且唯一成建制保留至今的综合地勘单位。
周琦回忆,他刚刚加入团队的时候,条件还很落后,但是他看到老一代地质工作者即便在条件不完善的情况下,依然满怀热情,攻坚克难,坚持找矿科研。他们加班加点、风餐露宿,遇到困难解决困难,失败了,从头再来,有非常执着的精神,这给年轻的周琦留下了深刻的印象,让他明白了身为一名地质人应该具有的素质。尤其是大队宿舍外墙上悬挂着的“为祖国多找矿、找大矿、找富矿”的宣传标语,也挂在了周琦的内心深处,铭刻成贯穿他一辈子的人生信条。
为了这个目标,周琦格外努力。作为一个土生土长的贵州人,周琦自幼与大山为伍,对于各种各样的石头和地况并不陌生。他聪明,也吃得了苦,骨子里有一股韧劲,在前辈眼里是搞地质的好苗子,成为组织重点培养的对象,从此与锰矿结下了一生的不解之缘。
业内有一句俗话叫“无锰不成钢”,锰是钢铁工业的基本原料,同时也是支撑新能源、新材料等战略及新兴产业发展的重要原料,小到一粒干电池,大到高铁、航母,都要用到锰。随着社会的高速发展,锰被广泛应用于隧道、桥梁、房屋建设、新能源电池材料等领域,涉及老百姓的衣食住行,关乎人们生活的方方面面,可以说是无处不在。
锰是关系国计民生和国家安全的战略矿产资源,然而也是我国的紧缺战略矿种之一。“我国每年要用4000万至5000万吨锰矿,其中80%以上是从国外进口的。”这让周琦意识到,一旦遇到极端情况就有被“卡住脖子”的风险,找到更多的锰矿成为摆在地质工作者面前一张必答的试卷。
“我们搞地质的,首先脑子里要有矿。其次,你要用对方法,这就需要多走、多看、多对比,积累丰富的经验。”选择了这个领域,就不可能坐在办公室里或者实验室里完成全部的找矿科研工作。一年里,周琦总有至少几个月,甚至更长的时间行走于荒野之间。
松桃大塘坡锰矿区是一个老矿区,其浅部锰矿资源已开采殆尽,但由于矿区的露头良好,地质现象十分丰富,周琦和团队长期在这里开展深入研究。彼时,朝气蓬勃的周琦扛着设备和样品跨山谷、钻荆棘,转战荒山野岭。他吃住都在野外的营地,白天找矿,晚上打着手电翻遍前人的资料,系统梳理技术难点,突破自己的地质认识。松桃大塘坡锰矿区成了周琦研究锰矿找矿的天然实验室,他反复研究前辈们留下的资料和观察到的地质现象,长期坚持学习深造,理论和实践相结合,很快就从一个懵懂的新人成为团队不可或缺的骨干。
在野外,地作床,天作被。旷野的蚊虫多而大,隔着蚊帐就能把人叮得满身血包。毒性凶狠的五步蛇几次就在身边擦身而过。但这些在周琦的嘴里,还只算得上是野外考察的“开胃小菜”。“出野外,总有很多小插曲。”他回忆起有一次进山找矿,山里突然下起大暴雨,他们只好开车返回驻地。半途中经过一条七八十米宽的大河,河上没有桥,来的时候,吉普车就是涉水而过,回去的时候也准备如此。但暴雨让河面开始涨水,吉普车在河中间突然熄火,水还在不停地涨着,随时有被淹没的危险。好在危急时刻,驾驶员沉着冷静终于打着了火,车子在洪水汹涌之前开上了岸。大家都惊魂未定,只有周琦还在开着玩笑鼓励大家:“这一次大难不死,必有后福,我们一定能找到大锰矿!”
长期以来,国际学术界一直认为锰矿大规模成矿是外生沉积作用的产物,即“外生外成”的锰矿传统沉积成矿理论,认为锰矿是在盆地边缘或者是在海边成矿。这被当时国内的地质工作者奉为圭臬,深信不疑。但是随着地表锰矿越找越少,各地的锰矿勘查专家们开始转向寻找隐伏锰矿、深部锰矿时,原有的找矿方法难以指导深部隐伏锰矿找矿,找矿工作陷入了低谷,全国锰矿保有资源储量出现了严重的负增长。
创新突破盲区
为了打破久攻不下的找矿窘境,1999年,103地质大队承接了原国土资源部下达的“贵州铜仁-松桃地区锰矿资源调查评价”的重大项目。彼时,周琦已成长为103地质大队的总工程师。为确保项目进行顺利,他邀请来很多业内资深专家共同进行论证。一开始,专家们依然坚持运用国际上传统的锰矿成矿理论,在黔东地区预测和精心圈定了一个隐伏锰矿找矿靶区,大家一致认为松桃县笔架山一带的深部可能有锰矿,但是,事不遂人愿,先后经过两个钻孔的工程验证全部落了空。
“勘探的投入很大。打一个钻孔,少则几十万元、多则上百万元。如果找得不准,钻头下去没见到锰,那损失不言而喻!”这一次项目的经费一共是300万元,这在当年不是一个小数目,两个钻孔下去已所剩不多。这让团队对寻找隐伏锰矿的信心受到了严重打击,周琦身上背负的压力巨大,他陷入了深深的反思之中。
“既然老方法已解决不了新问题,那就转变思维,打破认知,从传统的锰矿成矿理论开始突破,寻找寻锰的新方法。”周琦意识到国际上的传统理论或许并不符合武陵山地区锰矿的客观实际。
“准确的预测判断对锰矿勘探工作至关重要。”周琦感叹道,同很多科学研究领域一样,锰矿找矿同样需要“大胆假设”,多问几个“为什么”,拓展想象的空间和半径,才会探寻到不为常人所知的边界。而固守老思路就只有死路一条,只有改变认识,解放思想,才能实现勘探新的突破。
在不断总结和反思找矿经验的过程中,周琦想到了自己在做地层剖面的岩石地球化学测量时无意间发现的一个规律,有锰矿的地区和没有锰矿的地区锰/铬微量元素比值是明显不同的。“有锰矿的地区,锰/铬比值在40左右,没有锰矿的地方,锰/铬的含量比值小于5,甚至只有一点多。”周琦想起不久前在松桃县西溪堡地区通过一条地层剖面采样测试计算,锰/铬比值等于40,这会不会就预示着在它附近是有锰矿的?逆境中的周琦果断拍板,调整勘查地区,战略转移到松桃西溪堡一带。
2000年10月10日凌晨三四点——周琦永远记得这个时间点,他被一阵急促的电话铃声吵醒,电话另一端传来西溪堡地区钻探施工负责人兴奋的声音:“见矿了!锰矿体有2米多厚,是块状菱锰矿,结构细腻,说明西溪堡地区具有良好的锰矿潜力。”
锰矿找矿往往具有很强的不确定性,周琦的无心插柳证明了偶然性里也掺杂着必然。在周琦看来,地质家找矿与医生看病有异曲同工之妙,先是初步“诊断”,观察地表特征、分析地质结构,判断成矿的可能性,然后就要采样,做系列“检查”,确定了矿床的可能位置,再“穿刺”,把矿找出来。
“这背后都是辩证思维和严密逻辑,知其然而不知其所以然是不行的。”矿床成因理论和成矿模式,是矿床学的核心科学问题。周琦笃定,支撑找矿勘查的矿床学研究没有捷径可走,必须找准症结,对症下药。
在这段工作中,周琦越发意识到自己的知识储备还远远不够。如果不主动学习,不跟上时代的步伐,就很容易被行业淘汰。为进一步深入研究锰矿成矿理论和找矿技术方法,实现锰矿找矿重大突破的目标,在离开校园将近20年后,周琦决定重新拾起课本,考入中国地质大学(武汉)继续深造,先后攻读硕士研究生和博士研究生,为自己的未来充电。
在地大(武汉)深造的几年时间,对于周琦的专业能力提升起到了不可磨灭的作用,也是对他在过往工作中诸多认知不足的关键补充。经过大量阅读和思考,周琦不断深化对锰矿成矿理论的认识,并长期与团队在矿区开展深入的矿床地质特征研究。他说,创新最能有效突破勘查“盲区”。有了这根“火把”,过去的“盲区”就被照亮了。
转机便出现在细微之处。在一次坑道对比矿体变化的观察中,一个个最大不超过几毫米的小“气泡”引起了周琦的注意,放在实验室的显微镜下后发现,更多肉眼不可见的“气泡”呈串状排列着。
这个现象是原来的外生沉积成矿理论解释不了的。很显然,这种类型的锰矿不是传统意义上外生沉积型锰矿的那种特征。特征不一样,成因就不一样,找矿的技术也不一样,种种迹象都为周琦指向了一种可能的、全新的锰矿成矿理论:锰矿的成矿物质来自地球深部,含锰流体通过传输通道在盆地的中心喷溢沉积成矿,锰矿成矿以后又被新的地层覆盖。
沿着这套思路,周琦聚集大量的时间与精力,不断去探索、假设、试验、求证,用了几年逐步建立起锰矿物质来源、传输通道、空间就位等喷溢沉积成矿理论。他再依托创立的锰矿喷溢沉积成矿理论,进一步研发出包括地质、地球物理、地球化学、地质大数据、遥感地质等一整套隐伏喷溢沉积型锰矿找矿勘查关键技术体系。
周琦的发现和取得的原创性成果,不但揭示了著名的“大塘坡式”锰矿是一种全新的锰矿床类型——喷溢沉积型锰矿床,而且如同掌握了一把金钥匙,开启了黔东巨大的隐伏锰矿资源宝藏之门。周琦带领团队通过将隐伏喷溢沉积型锰矿找矿勘查理论技术体系,应用到2011年到2020年间国家找矿突破战略行动中锰矿国家整装勘查区找矿工程中,在黔东地区发现了亚洲最大的锰矿集区,先后提交了贵州松桃道坨、松桃普觉、松桃高地、松桃桃子坪4个世界级的隐伏超大型锰矿床,以及一批大中型锰矿床,实现了我国锰矿找矿历史性突破。新发现并提交的超大型锰矿床约占全球超大型锰矿总数的三分之一,重构了国家乃至全球锰矿资源分布格局,为维护国家锰矿资源安全提供了“压舱石”。
尤为值得一提的是,从发现新类型锰矿床,到创立锰矿成矿新理论,再到研发锰矿勘查新技术,最终工程应用实现锰矿找矿大突破的全链条创新。在此之前,对于矿床理论的研究大多是由“果”溯“因”,即是在“稀里糊涂”找到矿床之后再进行成矿研究,而像周琦这样先“因”后“果”,在创立一套新的理论技术体系指导下按部就班去找到超大型矿床的实践路径非常少见。这让很多老专家想起当年李四光先有陆相地层生油理论,而后发现大庆油田的先例。
60岁再出发
新类型锰矿找矿勘查理论技术体系与工程应用取得的历史性突破,使得贵州锰矿资源储量跃居亚洲第一位,从而也支撑起国家首批战略新兴产业集群——贵州省铜仁市新型功能材料战略新兴产业集群成功建设,成为国家公布的首批66个国家级战略性新兴产业集群之一。
周琦的锰矿地质科研团队从最初不足10人发展壮大到现在的40余人,年龄结构从“60后”延展到“90后”,基本形成了跨学科跨专业的融合性人才队伍。“我们的成员来自不同单位,有地质队的、高校的、科研院所的、企业的;来自不同学科,有搞大数据的、有搞地球物理的、有地质找矿的,一批胸怀家国、专业过硬的精英,为了实现共同的目标走到了一起。大家一起去面对问题,解决问题。”
一个成功团队的发展史,必然是一群志同道合者的奋斗史。不同专业不同学科的成员在一起携手攻坚,相互欣赏,当然也时常会有争论。“找矿工作的本质是探索未知,在结果清晰之前,自然会产生不同的看法和争议。”在周琦看来,争论不是压力,是动力,某些时候能打开另一种思路。正是这种相对独立又互相配合的团队工作范式,使得每一位成员都得以充分发挥自己的个性与专长,又能够最及时地分享相关领域的信息与想法,促进这个优秀的团队得以健康持续发展。
“正因为有这样好的一支‘联合战队’,有这样一群同甘共苦的合作者,我们的科研才能很快地往前来推进。”周琦坦言,是每一位团队成员的忘我奋斗和精益求精,造就了成果在不断交流实践中成型,并实现从理论到转化的完整闭环。
随着时间来到21世纪第二个10年的中叶,全球进入到以数字技术为运作规则的数字化时代。锰矿找矿工作也在与时俱进。周琦承担起贵州战略矿产智慧勘查重点实验室的牵头工作,借贵州省大数据产业发展的东风,以大数据技术赋能矿产勘查工作,为贵州的“富矿精开”战略打造数字勘查系统。他带领团队在国内率先开展起固体矿产数字勘查,推进地质找矿工作与大数据融合发展,实现了固体矿产勘查全过程数字化。
“在地下获取数据很难,结构信息参数信息都不全,所以在这个过程中如何运用大数据来进行找矿预测,是隐伏矿未来必须攻克的。”在此过程中,周琦和团队不断面临着数据采集标准、平台构架搭建、数字勘查技术应用等方面的新问题和新挑战,有些甚至毫无前人经验可供参考。
为了有效采集数据,周琦首先带领团队成员清理各类矿产勘查数据库,建设起统一的数据中心,制定数据采集、存储的规范及标准体系,并进行数字勘查系统的研发工作。“我们已经成功实现了矿产勘查过程中无纸化的流程。地质工作人员采用平板、笔记本电脑、智能手机等移动设备,就能实现矿产勘查数据的野外数字化采集,并存入固体矿产资源勘查信息系统和大数据中心永久使用。”周琦对自己团队的新成果很自豪,面对新事物保持开放的心态并终身学习,是他对自己的要求。
在国家的新一轮找矿突破战略行动中,周琦带头大力推进矿产资源勘查与大数据的融合发展,积极开展基于大数据的智能找矿预测,探索深部隐伏矿产资源智能预测和数字勘查方法,不断发展和培育找矿新质生产力,助推整个地矿勘查行业的数字化转型,不仅是锰矿,还有新类型锂矿、铅锌(锗)矿、重晶石矿,都有很大的进展和突破,为保障国家能源矿产资源安全作出了全新贡献。
随着年龄的增加,周琦越发重视起地质勘查事业人才梯队的完善和建设。多年来,他一直把勘探人才的培养作为重中之重,为广大青年科技工作者提供扎实系统的培训。“科学研究具有传承性,只有一代人接一代人的不懈努力,才能把科学研究持续不断地提高到新的水平。”为了让年轻人快速成长,周琦带领团队工作时,对每一个细节,都高标准严要求,对每一个数字、每一张图纸、每一个地质代号、每一个钻孔都严谨细致、反复核对,有的甚至修改十余遍,直至完善为止。
周琦将自己的经验和所学毫无保留地传授给下一代,不仅注重研究思路、方法,以及良好的工作态度作风,而且在工作上经常给机会、压担子,让年轻人独立去承担完成专题,锻炼独立完成课题的能力。
“哪怕失败了也没关系。”周琦常鼓励团队年轻人,找矿的过程充满坎坷和曲折,每次失败也都让我们丰富了认知,为我们提供了大量的新信息,认真研究分析这些信息,可以作为未来新一轮找矿勘查的依据,也是一种宝贵经验。
以周琦的资历,现在完全可以不用再劳碌奔波跑野外现场,只需指挥坐镇就行了,可是他并没有,反而是几十年如一日地亲力亲为。“纸上可挖不出锰矿来!”这是周琦朴素的科学观,为年轻人树立起榜样的标杆。做他的学生,首先的条件就是要出野外,要不怕苦、不怕脏、不怕累。
多年来,在周琦悉心培养、严格把关之下,团队里涌现出了不少地质科研的青年才俊,他们先后获得“中国地质学会青年地质科技奖——银锤奖”、中国地质学会十大地质找矿成果、贵州省青年科技奖、自然资源部国土资源科学奖二等奖等,团队也荣获“全国专业技术人才先进集体”等荣誉,越来越多的地质新人行走在祖国的大地上,扛起这一份沉甸甸的国家责任。
长期以来,由于全身心投入工作,周琦与家人聚少离多。地质家的孩子绝大多数都不愿意做“地二代”,因为他们亲眼目睹了父辈的繁忙与艰辛,但是周琦却成为例外,在他耳濡目染的影响下,儿子第一志愿考入了中国地质大学地质学基地班,还拿到了多伦多大学地质学博士学位,和自己成了同行,这也令他颇为欣慰。
和周琦当年的时代相比,当下的社会拥有了更多的科技含量和便捷,但也生出了更多的浮躁和诱惑。“但无论时代如何变化,我们都不应该忘记为国家‘多找矿、找大矿、找富矿’的初心。”周琦表示,2024年的荣誉只属于2024,新的一年又是一段新征程的开始。在这条矿业兴国的道路上,60岁的周琦依然步履坚定地走在队伍最前面。