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創新路上的靚麗風采

2020年，中國核能行業協會科學技術獎評定出科技進步獎共76 項，其中，一等獎 6 項、二等獎 19 項、三等獎 51 項；技術發明獎 2 項，其中，一等獎 1 項、二等獎 1 項；企業技術創新工程獎 2 項；創新團隊獎 4 項（ 其中 2 項并列第三 ）；青年優秀創新人物 5 名。 

為進一步弘揚科學家精神和大國工匠精神，宣傳核能行業創新工程、創新團隊、創新人物，展示核能行業篤行務實、追求卓越的精神，協會《中國核能》雜志從2021年第一期開始對核能科技獎部分獲獎的創新集體和創新個人進行綜合報道，以饗讀者。

鈾是“核工業的糧食”，是戰略核力量的基石。我國鈾礦資源較為匱乏且稟賦不佳，難以滿足國家能源安全和國防科技工業發展需要，制約我國核工業發展的瓶頸一直存在。因此，鈾礦成礦作用、鈾礦地質勘查等相關問題成為我國眾多學者關注的焦點。2020年，由東華理工大學聶逢君教授牽頭，聯合核工業二O八大隊、核工業二四三大隊申報的“沉積盆地砂巖型鈾礦成礦理論與找礦關鍵技術創新及其應用”項目瞄準國防安全、核能發展對鈾資源的重大需求，“產、學、研、用”相結合，通過理論與技術創新，在砂巖型鈾礦找礦取得了重大突破，其成果榮獲“中國核能行業協會科學技術獎一等獎”，也是該校首次榮獲核能行業協會的最高獎項。

服務特需，實現勘查戰略大轉移

據國際原子能機構報告，上世紀80年代末至90年代初，我國鈾礦探明儲量排在世界前十名以外。在我國鈾礦分布版圖中，南方多為硬巖型鈾礦，北方多為砂巖型鈾礦。我國鈾礦資源規模小、品位低、選冶難度大，常有其他礦產伴生，導致大量復雜、難處理的鈾資源尚未得到有效開發利用。但地質人最不怕的，就是啃“硬骨頭”。

作為全國核資源與環境領域學科體系最為齊全的高校，東華理工大學自1956年誕生之日起，始終堅持“為核成立、因核成名、以核成勢”的發展思路，數十年如一日地開展“入地”攻關。一代代東華理工人堅守“國家利益至上、民族利益至上”的宗旨，牢記服務國防的歷史使命，不懼地質行業之苦，專攻國防之需，在鈾礦地質勘查與采冶等方面取得了一系列突出成就，“沉積盆地砂巖型鈾礦成礦理論與找礦關鍵技術創新及其應用”項目就是其中之一。

聶逢君教授帶領的研究團隊（包括）在中國核工業集團有限公司重點項目、國家自然科學基金、中國地質調查局項目、中央地勘基金、生產單位項目等項目群的資助下，堅持產、學、研、用緊密結合，耗時12年，實現了鈾礦成礦理論與找礦關鍵技術的突破。此時，鈾礦勘查技術和儲量結構也發生了根本性變化，項目正契合了鈾礦勘查國家戰略大轉移：南方硬巖→北方砂巖。針對層間氧化帶卷狀鈾礦成礦理論不完全適用于我國北方中東部系列沉積盆地復雜的成礦地質背景，通過攻關研究，創新性地提出了“雙階段雙模式”鈾成礦理論，按照“依據地質特征定技術”“突破傳統理論選方法”“依據成礦作用布鉆孔”“利用綜合技術圈礦體”等原則，研發集成了砂巖型鈾礦找礦的關鍵技術組合，建立了不同類型砂巖型鈾礦床成礦模型，創建了對應的找礦模式，發明了數字多道能譜儀等系列關鍵探測裝備，創建了γ能譜反演解析系統。項目成果在我國二連、開魯、巴音戈壁盆地及尼日爾阿澤里克鈾資源勘查中廣泛應用，獲得了成功，節約了勘查成本，縮短了找礦周期，發展和豐富了砂巖型鈾礦成礦理論和找礦技術，推動了砂巖型鈾礦找礦取得重大突破，取得了顯著的經濟、社會效益。

課題組成員野外合影

攻堅克難，實現找礦空間大轉移

全球鈾礦資源豐富，但分布極為不均，主要集中在澳大利亞、哈薩克斯坦、加拿大、俄羅斯等國。鑒于鈾資源的重要性，美國、俄羅斯、日本等國多年前就已建立起充足的鈾礦資源儲備。在鈾礦勘探方面，加拿大、澳大利亞等具有資源優勢的國家走在世界前列，其深部鈾礦勘查可達2000～3000米。目前我國絕大部分地區的勘查深度不足500米，在深地（500～2000米）探測中仍有巨大的找礦潛力。隨著核電產業的迅速發展，我國鈾礦資源需求持續攀升。因此，擴大儲量、提升產能，保障鈾資源供應安全成為一塊難啃的“硬骨頭”。

聶逢君教授研究團隊為實現自己心中的“找礦夢”，長達15年，每年至少4個月在野外工作生活，以研究區內巴音戈壁、二連、松遼（開魯）盆地大量的野外勘探資料分析結果為基礎，建立了各盆地不同類型的砂巖型鈾礦成礦模型，開展了“模型+”普通與放射性地球物理、構造識別、砂體追蹤等找礦組合關鍵技術研究，創建與各沉積盆地砂巖型鈾礦相適應的找礦模式，并據此在巴音戈壁、二連、松遼（開魯）盆地等地分別圈定了成礦遠景區。團隊著力攻深找盲，開展第二空間找礦，在預測的二連盆地賽漢高畢-齊哈日格圖古河道砂巖型鈾成礦遠景區和松遼盆地西南部大林地區的找礦預測區，結合地球物理信息，開展鉆孔驗證，在深地（500～1000米）探測中平均見礦成功率62%左右，最高見礦率達81%，有效拓寬了找礦空間。

為進一步拓寬找礦空間，聶逢君團隊還把視野擴展到了國外。尼日爾是世界著名鈾礦產地，其北部令人生畏的茫茫大漠上，沒有什么地標性的建筑，卻有豐富的鈾礦資源。在阿巴拉卡（Abalak）和阿加德茲（Agadez）之間的輔路上，哪怕只是開車行上幾百英尺，也不得不擔心司機難以回到高速路上。聶逢君教授研究團隊，幾年來篳路藍縷，艱難勘查，在Tim Mersoi盆地中阿澤里克鈾礦找到非表生氧化流體作用證據，勘查結果表明，阿澤里克砂巖型鈾礦由3個小礦床組成，即T礦、G礦、IR礦。研究組通過野外露頭地質調查，利用鉆孔巖心觀察、測井曲線分析，結合阿加德茲盆地區域構造、巖相演化分析，認為阿澤里克礦床中，無論是G礦、T礦，還是IR礦，鈾礦化均賦存在阿薩烏阿組砂巖中（該砂巖沉積于濱淺湖環境，是砂壩相產物）。

尼日爾項目（2008）是中國鈾資源勘查走向海外市場的第一個項目，戰略意義非同一般，帶動了后來整個非洲、澳洲、美洲市場的發展，為走出國門在海外開展鈾礦找礦與研究工作開辟了道路，為我國鈾資源儲量提供了重要補充。

勠力創新，從跟跑到并跑的跨越

我國砂巖型鈾礦成礦理論的發展過程如圖所示，經歷了大約四個階段。第一階段：學習引進。蘇聯解體之后，鄰近我國西北的中亞蘊藏著的巨量可地浸砂巖型鈾礦震驚了我國核工業同行，團隊開始學習“次造山”作用下形成的“表生氧化流體”致礦。第二階段：吸收應用。首先在鄰近哈薩克斯坦的伊犁盆地開展應用，取得了顯著效果。第三階段：問題質疑。當“次造山”理論從北方西部向中東部應用時，發現巴音戈壁、二連、開魯盆地的鈾礦床特征與西部不同，這些鈾礦床在礦體形態與熱流體蝕變上與“次造山”成礦并不一致。第四階段：發展創新。團隊的研究顯示，中國東部的區域地質背景不同造成了鈾成礦作用的差異，新的成礦理論與模型開始建立。

構造-砂體-氧化流體成礦是學習并跑的成果：在模型建立上，結合實際，通過滲入研究與分析大量的資料信息，突破傳統理論束縛，建立符合客觀的模型；在方法選擇上，根據研究地形、地貌、地質特征，優選適應性的方法組合；在深部信息淺表識別上，對地表采集到的深部信息，通過多解性、多方法的組合加以甄別，獲得真實信息。構造-熱流體雙模式雙階段疊加成礦是領跑的結果：首次將地面高精度重力測量用于砂巖型鈾礦勘探。

經中國核能行業協會科學技術成果鑒定，該成果總體達到國際領先水平。項目形成了自主知識產權25項，出版了系列專著5部，發表論文70余篇，其中SCI/EI檢索論文30余篇，中文核心40余篇。依托該項目，培養了博士研究生10余人，碩士研究生130余人，其中大多數畢業的博士、碩士研究生正在從事鈾礦勘探方面的工作，為我國國防科技和核能持續發展做出了重大貢獻。