全球最高建筑哈利法塔有162层,如果给它再加盖200层,倒过来,再移动到咱们的塔克拉玛干沙漠中央。那么,位于最顶层的你,就能亲手摘到一块铀矿石了。此时你位于地下1820米。
大家好我是火箭叔,你当然不可能真的到那个地方,但是,咱们科学家的钻头到了。我国专家团队在新疆塔里木盆地地下1820米发现全球最深的砂岩型工业铀矿化,刷新了世界同类型铀矿发现的最深纪录,标志着我国在深地砂岩型铀资源勘查方面处世界领先水平。
那么,到底什么是砂岩型工业铀矿化?在地下1820米找到它到底有何意义?我有幸跟项目中几位核心科学家聊了聊,下面我一口气给你讲清楚。
想象一下,地层就像一本地球的历史书,每一层都记录着地质历史时期的气候、河流与沉积物。当古河流在盆地里流淌,砂粒子不断堆积、下埋,就形成砂岩。在地下的水流不断带来溶解在水中的铀元素,会在富含有机质或还原剂的砂岩内的空隙里沉淀下来,久而久之积累到一定数量,就形成了可以工业开采的“铀矿床”。这就是砂岩型铀矿化——水或流体带来铀,还原剂帮忙抓住铀,形成矿。
当然,除了砂岩型,铀在地球上还有多种“宿主”姿态。最常见的是花岗岩型,顾名思义,就是铀存在于深成岩浆冷却形成的花岗岩中;火山岩型则是铀存在于火山喷发物堆积形成的火山灰和熔岩中;碳硅泥岩型铀矿化则发生在富含有机质的海相沉积岩里。这些不同类型的铀矿,就像不同口味的冰淇淋,各有特色,也各自对应不同的成矿环境和勘查方法。
此次科研团队在塔里木盆地地下1820米发现的厚大砂岩型工业铀矿化,不仅震撼了世界,更在成矿理论上划下了一道新坐标。因为传统的砂岩型铀成矿理论,多数聚焦在一千米以浅的氧化还原过渡带,认为只有在稳定构造斜坡帶或盆地边缘“灰色砂岩层”,含铀流体才能运移并导致其中的铀元素在砂岩孔隙中沉淀。但新疆项目组在盆地腹地“红杂色层”——即一个长期被视为找矿禁区——却找到了8米多厚的工业铀矿化。这直接推翻了“盆地腹地红杂色砂岩无矿”这一既有观念,为我们也为全世界的铀矿资源勘查提供了一种新思路:盆地腹地的红杂色层看似不可能的找矿“禁区”,也能形成铀的富集。
支撑这次突破的核心,正是团队提出的“渗出- 渗入复成因区域预测模型”。简单来说,“渗出”指的是盆地深部的铀在特定物理化学条件下逐渐被流体“溶解”带出;“渗入”则是指来自盆地蚀源区的流体携带铀进入砂岩层流动迁移,在合适的压力、温度和还原环境下,其中的铀卸载、沉淀富集进而形成稳定的铀矿化体。
理论上的突破是一方面,而生产储备上的意义则更加深远。深达1820米的厚大铀矿化,可能意味着后续工业级别的可开采资源更为丰富,对支撑我国未来的核能燃料需求提供了一种选择。
当然,找到和开采之间,还隔着几道重要关卡。比如,第一步的资源量评价:即通过多孔深钻和测井,精确绘制1820米处矿体的三维模型,就像医生给病人拍CT要精准到厘米级别;第二步是可行性研究,评估钻采技术、经济效益和环保影响,就好比盖一座大楼前要做地基承载力计算;第三步是开采试验,通常会先做小范围的原地浸出试验,验证铀的提取率和工艺流程;最后才是正式投产,这一步不仅要建设配套设施,还要做到绿色开发。这一套下来,没个一二十年,肯定是搞不定的。
这不禁让我再次对这些科学家肃然起敬——相比起他们有限的生命、有限的青春,地质过程那就是无限的呀。而他们却非要用自己的有限去硬刚地球的无限,只是为了让我们的生活更加美好。科学家精神,此刻在我心中无比具象。