他从事铀矿地质工作40年,上下求索、孜孜不倦,不断创新突破,取得令人瞩目的成就。在热液铀成矿领域,他带领团队首次发现自然界中的零价态金属铀,提出了“热点铀成矿作用”理论;在砂岩铀成矿领域,创建了“渗出”和“叠合复成因”砂岩铀成矿理论,创新发展和颠覆突破了传统渗入氧化还原砂岩铀成矿理论。在铀矿勘查技术方面,构建攻深找盲和高效预测评价技术体系。他积极践行找矿实践,建立的铀成矿理论和技术系列创新推动铀资源重大突破。他还将科研视野延伸至地外,带领团队开展月壤研究,成功发现了我国第一个月球新矿物——嫦娥石。从南方绵延的深山密林,到北方辽阔的戈壁草原;从地下浅部“第一找矿空间”,不断向深部“第二找矿空间”乃至3000m以深的“第三找矿空间”拓展;从立足国内到走向世界,他的科研足迹,不仅勾勒出中国核工业改革开放以来探寻“工业食粮”铀矿的开拓历程,也映照出他一直秉持的“铀矿报国”初心和赤子情怀。他就是中核集团首席科学家、国际知名铀矿专家、博士生导师李子颖。

李子颖,江西余干人,1964年1月出生,中核集团首席科学家,中国地质学会核地质专业委员会主任,正高级工程师(二级),博士生导师,兼任《铀矿地质》和《世界核地质科学》主编,国际原子能机构铀矿专家。1983年毕业于东华理工大学(原华东地质学院)地质系放射性地质普查勘探专业,1986年获核工业北京地质研究院铀矿地质硕士学位、1996年获德国柏林工业大学地质学博士学位,先后负责承担国家级和国际合作项目20余项,出版发表论文论著230余篇(部),获得国家科学技术进步奖二等奖2项,中国专利银奖1项,国防科学技术奖一等奖8项,中核集团科技特等奖2项,12项成果被评为全国十大地质科技成果。他是“新世纪百千万人才工程”国家级人选,享受国务院政府特殊津贴专家,全国地质工作者最高荣誉李四光地质科学奖、钱三强科技奖、中国核学会杰出成就奖获得者,全国优秀科技工作者,2016年度国防科技工业十大创新人物、央视CCTV2016年度科技创新人物候选人,第十二届、第十三届全国政协科技界委员,第四届全国创新争先奖获得者。

 


赤子之心,甘坐冷凳不懈坚守

谈及创新成果的源泉,李子颖坦言,这既得益于学习期间接受的严格专业训练,也离不开数十年如一日的坚韧与坚持。

1991年,全国只有40人获得德国科技交流奖学金(DAAD奖学金),李子颖以优异的成绩被录取。毫无德语基础的他从零起步,仅用9个月便通过了大学注册所需的德语语言关,随后在德国柏林工业大学攻读地质学专业博士,并同时担任一项国际合作项目课题负责人。

他的博士论文研究方向是埃及岩浆岩地球化学和稀有元素矿床地质,研究地区是撒哈拉沙漠埃及东部。4年间,他每年有几个月“泡”在撒哈拉沙漠里,“从野外取样、制样、磨片、化学分析、数据处理到论文撰写等,全部都是自己独立完成,这样才能深入发现科学问题,带着疑问查证求证,从而取得创新成果。”他如是说。也由此养成“脚踏实地、一丝不苟、求实求是”的科研作风,取得优秀的博士论文成果。

1996年他学成回国时,正值我国铀矿找矿工作低潮时期,核地研院的形势也一样。李子颖为了维持生计,筹措科研经费,李子颖曾和同事们尝试过售卖地质标本,承接横向市场服务项目等方式。即便是在这样艰难的条件下,他依然带领团队孜孜不倦坚持科研工作,尤其是系统开展了贵东花岗岩型铀矿的研究,延续了他博士期间的研究工作,为日后创建热点铀成矿作用奠定了扎实基础。回首这段岁月,李子颖深有感触:科研工作,重在实干,贵在坚持——坚持方能出成果、有创新,在逆境中的坚守,尤为可贵,也终将迎来胜利。

“我从大学起一直在这个专业领域学习,中途放弃实在心有不甘。”在行业不被人关注的低潮期,李子颖反而觉得更能沉下心来投入科研。回国之初,他凭借国家给予归国留学人员的5万元科研课题经费,扎进广东贵东,专注研究岩浆-流体演化和铀成矿作用,他常常在野外一待就是数月,白天翻山越岭,中午在山上就着咸菜吃随身带的馒头或包子,晚上则整理标本、绘制图件,与同事讨论进展。虽然艰苦,但由于对专业工作的喜爱、明确的目标和不懈的追求,让他感到苦中有乐,他始终相信,有付出、有追求,终会有所收获。这段经历,也正是他40年铀矿地质生涯结出累累硕果的生动缩影。

 


攻坚克难,颠覆突破传统砂岩铀成矿理论

传统理论认为,砂岩型铀矿是富含还原物质的灰色沉积建造,经氧化还原作用形成,铀主要由无机的大气降水流体溶解岩石中铀并迁移,在含矿层中被还原沉淀成矿,受氧化还原过渡带控制,形成“卷状”矿体和灰色矿石,该理论主要由美、苏专家创建,在砂岩铀矿找矿中,发挥了重要指导作用。红色氧化砂岩因缺乏还原物质被认为“难成矿”或“无矿区”。但他在实践中很早就发现,红色砂岩中有铀成矿现象,其特征不同于传统砂岩铀矿,矿体呈多层“板状”,受红杂色砂岩中灰色砂体控制,矿石有红色,而这不可能在传统砂岩矿石中见到。针对这些现象和难题,他不拘泥于传统理论的解释,而是广泛调查、深入求索,带领团队对典型矿床进行了抽丝剥茧般的系统研究,对难点问题一一破解,以其深厚的学术积淀和敏锐的洞察力,创建了“渗出砂岩铀成矿理论”,即深部具有一定温度和压力的富含有机物的成矿流体,在动力驱使下渗出至浅表,由于温压、酸碱度等物理化学条件的变化,导致铀沉淀富集成矿,铀来自深部富铀有机质建造,铀迁移是以有机络合物形式,揭示了红杂色砂岩铀成矿全新机理。这把理论“金钥匙”,打开了一种找矿全新思路,颠覆突破了传统砂岩铀成矿理论的束缚,得到了国际原子能机构等国际知名铀矿专家的高度评价,开拓了从“灰色”砂岩到“红色”砂岩、从“盆缘”到“盆中”、从“浅部”到“深部”砂岩找矿新领域新空间,大大拓展了我国广泛分布的砂岩铀矿找矿前景,指导和推动砂岩铀矿实现找矿重大突破,并被乌兹别克斯坦等中亚铀资源大国用于指导找矿,具有广泛的国际影响力。

 


建立叠合复成因砂岩铀成矿理论。我国铀矿界为什么会对鄂尔多斯盆地的认识发生根本性的改变?改变背后,不得不提的是包括李子颖在内的一群人,他们坚信大盆地成大矿,开始孜孜不倦地在30万km2的整个盆地进行成矿预测科技攻关,寻找突破铀资源。

21世纪初,针对鄂尔多斯盆地东北部砂岩型铀成矿问题,即铀矿产于侏罗系直罗组灰绿色砂岩与灰色砂岩之间的过渡带中,矿化目标层砂岩颜色均呈还原色调,矿石中铀矿物主要是铀石。这些铀矿化的特征也是不同于一般的砂岩型铀矿床,矿化受黄色氧化砂岩和灰色还原砂岩过渡带控制。他带领团队,从铀源、铀的迁移和富集等方面,阐明了鄂尔多斯盆地东北部砂岩铀矿床的成矿机理和改造过程,创建了该矿床形成的氧化还原—油气还原—热改造—时序多重作用叠加的“叠合铀成矿作用”理论,即成矿铀源多来源的叠合、成矿多源流体的叠合和成矿多作用(潜水氧化、层间氧化和油气)叠合的复杂成矿机理,揭示灰绿色与灰色过渡带控矿是因为其表面覆盖有极薄的一层针叶状绿泥石。这种绿泥石化与油气等还原流体的二次还原作用密切相关。油气的强还原作用导致砂岩铀矿增加了一层面纱,即氧化黄色砂岩变成还原色的灰绿色砂岩。反映我国地质构造演化复杂背景条件叠加复合的铀成矿过程。

 


这一新的理论模式回答了油气、煤炭等多种能源盆地,又增添了一种核能矿产资源巨大的成矿前景,推动并实现了鄂尔多斯盆地找矿的重大突破。

笃行致远,创新发展热液型铀成矿理论

如果说砂岩型铀矿是“沉积的乐章”,那么热液型铀矿则是“岩浆热液的诗篇”。面对我国热液型铀矿勘查长期停留在500m以浅“第一空间”的困境,李子颖前瞻性地将目光投向了500~1500m乃至更深的“第二空间”。

2006年,李子颖经过理论与实验模拟、依据大量地质事实和地球化学证据,创新建立了热点铀成矿作用理论。它阐明了铀在长期多次岩浆热液活动中的富集机制、成矿铀源、流体的深源性和物理化学条件的变化促使铀沉淀富集成矿的机理,从更深层次揭示了热液铀矿床的成因问题,从理论上不仅阐明了地质构造作用、交代变质作用、岩浆作用和成矿作用相互之间的成因和成生联系,而且也解释了为什么在同一构造—岩浆带,有的有矿,有的无矿的现象。这一理论认识拓宽了找矿思路,对找矿具有重要意义。

“热点铀成矿理论指出,铀的成矿深度可延伸至3000米,且成矿载体不限于单一岩性,在热点作用与构造活动叠加的有利区域,均可形成铀矿体。”李子颖解释道。该理论最直接的启示是,深部仍具巨大找矿潜力,多岩性构造空间均可能赋存铀矿。2020年,在诸广地区长江矿田实施的科学钻探工程取得突破性验证。李子颖带领团队于1550米深处发现了我国迄今最深的工业级热液型铀矿体,刷新了70年来我国热液型铀矿的找矿深度纪录。这一重大发现不仅实证了热点铀成矿理论的科学性,更极大拓展了热液型铀矿的勘查空间,引领我国深部铀矿探测迈向新的阶段。

 


协同攻关,构建铀矿快速评价预测技术

“成矿理论在找矿中起着方向指导作用,找矿技术是迈向找矿方向目标的方法,勘查工程是在找矿目标区实现资源突破的手段。”李子颖一口气道出了找矿的三步曲,光有理论创新还不行,还必须创新找矿技术方法。因此,在主持国家重大项目科研期间,李子颖不仅致力于成矿理论的突破,同样高度重视找矿技术方法的攻关和应用,如他作为项目负责人或首席科学家牵头承担的国家原子能机构重大项目、国家科技部“863计划”、重点研发计划等项目。他始终坚持理论先导,在成矿机理研究取得突破的基础上,建立起新的成矿与找矿模型,系统提出具有指导意义的找矿预测标志。同时,他与项目组成员一道,打破常规、勇于探索,创新集成了地质、物化探及遥感等多种探测技术,构建基于大数据的数字化预测方法体系,逐步形成了覆盖“天—空—地—深”的立体铀矿勘查技术系统。这一技术体系显著提升了铀矿探测的精度、深度与维度,实现了大深度、多维度下的资源预测与探测能力突破,为我国铀资源的高效发现与重大突破提供了关键技术支撑。

 


他带领团队在进行技术研发的同时,始终注重与工程验证相结合。如在相山实施3000m以上超深铀矿科学深钻过程中,一方面依据成矿理论模式和技术探测获得的数据设计钻孔,另一方面用工程实施的结果对技术方法结果进行校验,找出偏差原因,完善技术方法,从而提高探测的精度和分辨率。相山等地区的科学深钻工程,更在同一钻孔中不仅探获了铀矿,还发现了铅、锌、铜等多金属矿化,这不仅验证了技术方法的有效性,也为铀及多金属矿的协同勘查开拓了新的找矿空间。

锐意进取,走向世界开拓新领域

李子颖在科研中始终秉持这样的理念:“关注学科发展动态、立足前沿领域,必须具备国际视野,这是取得创新成果、特别是原创性突破的重要前提。”他不仅是这样说的,更是这样做的。凭借深厚的专业造诣与掌握英语和德语出色的外语能力,他积极推动国际合作与交流,尤其注重加强与国际原子能机构等组织的联系。通过“走出去”与“引进来”,他不断拓宽科研视野,也将中国铀矿研究的成果带到世界舞台,显著提升了我国在该领域的国际学术影响力。

此外,李子颖将铀矿科研和找矿评价从国内拓展到国际,本世纪初以来,他带领团队,发挥技术优势到国外寻铀探宝,如在非洲纳米比亚、尼日尔和中亚乌兹别克斯坦,取得找矿突破,并形成一支国际化的团队。

在核地质科研的征程中,李子颖始终以“关注学科前沿、立足国际视野”为准则,不仅深耕理论创新与技术突破,更积极推动科研走向世界、迈向深空。

他带领团队主动参与国际铀资源市场的竞争,依托原创理论和技术优势,在国际竞争中成功承担沙特铀钍资源国家项目。面对研究区面积广阔、基础资料匮乏、周期紧张及沙漠戈壁极端干旱高温等多重挑战,团队迎难而上,最终取得铀多金属资源重大突破,彰显了我国在该领域的国际竞争力,并获得沙特政府嘉奖,为中国地质勘查赢得了世界声誉。

与此同时,他将科研视野从地球拓展至月球,带领团队发挥核地质科技优势,开展月壤研究。在超微量毫克级样品、超细小微米级矿物分离等难题面前,团队攻坚克难,成功发现我国首个月球新矿物——“嫦娥石”。该命名融合了中国科技成就与传统文化寓意,既体现了他与团队的情怀,也是核科技对我国探月工程与星辰探索的重要贡献。

 


从青丝到华发,从学子到首席科学家,李子颖用40年光阴,将论文写在祖国的山川大地,把成果融入核工业的血脉。他的上下求索,寻的不仅是深埋地下的铀矿资源,更是一位核地质科技工作者科技报国、许身事业的壮阔人生。而他的故事,依然在求真、求知、求是、求新的漫漫征途上,向着核地质科技的未知之境不断延伸。