自然资源科普与文化, 2022, 0(4): 40-45 doi:

人物访谈

盐湖绵盛 平实创新——记中国工程院院士郑绵平

文图/邢恩袁, 张永生, 侯献华, 乜贞, 陈文西, 伍倩

责任编辑: 陈慧

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第一作者简介:邢恩袁,高级工程师,主要从事盐类矿床成矿机制研究。

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文图/邢恩袁, 张永生, 侯献华, 乜贞, 陈文西, 伍倩. 盐湖绵盛 平实创新——记中国工程院院士郑绵平 . 自然资源科普与文化[J], 2022, 0(4): 40-45 doi:

人物简介: 郑绵平(1934— ),中国工程院院士,著名盐类学家、矿床学家,盐科学及其矿业的奠基人和开拓者之一。2014—2022年初任国际盐湖学会主席,自然资源部盐湖资源与环境重点实验室主任。在锂钾硼等盐类资源基础研究、调查评价及提取利用等方面有着长期的工作积累,是察尔汗钾盐湖的发现和评价者之一,为缓解中国农用钾肥短缺和丰富陆相成钾理论做出了重大贡献;主持、带领建成我国首条盐湖提锂工业化生产线;作为海相锂钾找矿新领域开拓者,提出了滇西南侏罗系钾盐“二层楼”和四川三叠系找钾锂新方向;提出盐类学(Salinology)研究方向,以及“盐湖农业”和盐湖地质生态学新概念。先后获得国家科学技术进步奖一等奖1项、二等奖2项、省部级奖多项,获无机盐协会终身荣誉奖。

> 盐湖绵盛 伍倩/ 摄


2020年春节前夕,一位耄耋老人以树枝为杖,艰难地行走在思茅盆地杂草丛生的小径上,他,就是中国工程院院士,著名盐类学家、矿床学家郑绵平。这是郑绵平院士带领云南钾盐科研项目团队野外科考的一个场景,也是他60年如一日耕耘盐湖事业的一个缩影。他从事盐类矿产地质和盐湖资源综合利用研究60余载,对青藏高原盐湖和我国西部古代钾锂盐矿勘查评价进行了系统和创新性研究,取得诸多国际先进水平的成果;他成功地将科研与产业结合在一起,为推动我国西部地区盐矿业发展作出了杰出贡献;他将国内外多年的盐类资源勘查开发成果与前沿探索研究相结合,创建“盐类学”(Salinology)和“大盐类科学工程”,为盐类资源科学开发拓展了新的发展方向。

少年立志 奉献边疆

1934年11月,郑绵平出生于福建漳州一个贫困家庭,全家10余口人靠父母的竹器手工业维持生计,艰难度日。幼年时的郑绵平经历了日军侵华、兵荒马乱的至暗时刻,“天下兴亡、匹夫有责”的信念也在那个时候深深地植入了他的心中,立志报国、改变国家贫穷命运的信仰激励着他、鞭策着他……

> 青海调查钾盐( 左一为郑绵平)


> 1956 年,在大柴旦盐湖取样( 左一为郑绵平)


新中国成立后,郑绵平进入初中学习,并以优异成绩考入高中。当时的中国满目疮痍,百废待兴,周恩来总理发起了“向科学进军”号召,给少年郑绵平心中注入了新的希望。中学时的他夜以继日、发奋苦读,小小年纪就通过探寻科学奥秘认识到“新中国的发展建设最需要的是矿产资源”。报考大学时,他以南京大学地质系作为第一志愿并顺利考取。

1956年10月,郑绵平大学毕业,机缘巧合接到了去柴达木盆地参加寻找钾盐等盐类资源的普查和科学考察任务,他兴奋不已。当时的西部地区天寒地冻、荒无人烟,从北京一路向西,路途坎坷艰辛,抵达目的地大柴旦后,迎接他们的是异常艰苦的工作环境和生活条件。当时的郑绵平怀揣一心找矿的赤子之心,艰苦的环境非但没有磨平郑绵平的斗志,反而更加坚定了他找矿的决心。对于这一段往事,他总是津津乐道:“因为那个时代国家教育、培养了我们,毕业第一志愿就是到祖国的边疆去,我们认为(这些地方)正需要我们去作贡献。我们觉得我们责任很大,我们应该这样做,我们那代人(都会这样做),不是我一个人要这样做。”

从此,郑绵平所有的人生轨迹,都集中在盐湖资源的研究发现及拓展应用上,一路走来,脚步执着而坚定……

探求未知 有所作为

“一口尝出”我国首个大型陆相钾盐基地——察尔汗。该事件发生在1957年钾盐探查团队到达干盐湖营地的翌日清晨。当日,郑绵平与柳大纲队长沿着盐湖东南盐壳营地小路散步,发现路边每隔十来米即有一个浅坑出现,太阳照射下亮晶晶的,发着金光。出于对新事物的敏感,他当即趴在浅坑边探向里面,发现坑底不仅有盐湖区常见的卤水,坑壁四周还附着有繁多蚕豆般大小的透明斜方双锥晶体,舌尖碰触之有些许辣味。郑绵平意识到,这有可能是一种钾盐矿物。随即对采集的样本进行了化学分析和镜检。结果显示,这些晶体是一种新沉积的钾盐——光卤石,在国外是专门用来生产氯化钾的,也是钾肥的重要原料。郑绵平和同事们立刻对盐湖附近区域进行深度调查,惊喜地发现这片区域的盐滩地层中同样有早期沉积的光卤石。通过对盐湖区不同地段采取固、液相样品进行分析,表明其含钾量都很高,这就意味着这里很可能藏着一个储量丰富的钾盐矿。

> 1984 年,郑绵平(中)在扎布耶北湖观察盐藻


经过多次对全湖不同位置采取卤水样,包括浅钻采取固、液相样品等系统勘查后,郑绵平1958年主撰《柴达木盐湖科学调查报告》,报告中记录了他对当地盐湖区钾盐的估算资源量:氯化钾1.5亿吨,氯化锂376万吨,并论证了察尔汗钾盐湖陆相成因及其经济价值。该报告成为海西地质队对察尔汗进行钾盐勘查的主要依据,这一估算结果被后来(1958—1967年)的地质勘查所证实,为缓解我国钾肥短缺和发展“陆相成钾”理论作出了重大贡献。目前,察尔汗已成为我国最大的钾盐基地(也是我国最大的锂盐基地),是我国钾盐资源的压舱石。这一重大成果的取得,不是偶然的,正像郑绵平院士平时常对学生们说的:“搞地质科学的人,要重视到野外调查实践,去探求大自然的未知奥秘,才能有所发现,有所作为。国外很多实例也是如此,去了解前人不知道的东西。事实证明,后来获得了很大的收获。”

> 扎布耶碳酸锂343 万平方米工业化生产线现场景观


> 柴西大浪滩盐野外工作(左为郑绵平院士)


自主创新 成果丰硕

探求未知的路上,郑绵平院士解决了我国长期悬而未决的盐湖微细沉积锂赋存状态之谜,主持建成我国首条盐湖提锂工业化生产线。

20世纪60年代,郑绵平指出,青藏高原特种盐湖中硼、锂、铯、铷、钾的来源主要与印—欧亚板块碰撞引起的重熔岩浆热水活动有密切成因联系,随后在80年代期间,在他的带领下,科技团队克服了高原缺氧、物质条件匮乏、交通不便、人烟稀少等种种困难,发扬吃苦耐劳的精神,扎根西藏盐湖,并由郑绵平主笔首次编撰了“青藏高原湖泊水化学分带图(1∶25万)”,揭示了高原盐湖水化学类型分带性规律,同时提出了“多级盐湖成矿模式”,并以此作为找矿方向,成功找到一批钾、锂、硼盐湖矿床,该成果荣获国家科技进步奖一等奖。他尤其注重科技成果的转化,其中最为显著的例子,就是在扎布耶盐湖天然碳酸锂矿物的发现,及主持勘探锂钾储量找矿成果的基础之上,开展了多年现场提取实验,找到了一条符合当地实际条件的提锂钾工艺路线,并首创“盐梯度太阳池”,使我国首条年产5 000吨碳酸锂的盐湖卤水提锂工业化生产线全线建成投产,真正完成了科技成果转化和落地。

1980—1983年,郑绵平率领盐湖队在西藏自治区班戈湖和扎布耶盐湖打钻取样,对盐湖微细含锂沉积进行了深入研究,查明了该类沉积主要含天然碳酸锂,发现了含锂新矿物——扎布耶石、含锂白云石及含锂菱镁矿,解决了我国长期悬而未决的盐湖细微沉积锂赋存状态之谜,该项成果确立了一种新型、巨大的碳酸盐型锂矿床类型。

随后的20余年,郑绵平带领盐湖团队开展盐湖长期观察—地质勘查—盐田制卤—太阳池积热析锂—碳化法加工提纯“一条龙”研究,成功研发了扎布耶盐湖锂资源开发利用成套新技术,并实现工程化产业示范。2001年,国家发展和改革委员会(以下简称“国家发改委”)将扎布耶盐湖提锂工程列入盐湖提锂示范工程,2003年,郑绵平团队完成“西藏扎布耶盐湖资源评价——矿床成因、地质调查、动态观察和开发实验”,并荣获国家科技进步奖二等奖。2006年11月12日,“西藏扎布耶锂资源开发产业化示范工程”正式通过国家发改委主持的竣工验收,标志着中国首次实现了从盐湖中提锂的工业化生产,并成为由高成本的硬岩提锂转为低成本盐湖提锂的里程碑。2009年,相关专利成果获国家知识产权局“中国专利优秀奖”,2011年,获得有“能源领域诺贝尔奖”之誉的国际埃尼奖提名。郑绵平用实际行动向国际同行证明:中国人有能力自主开展科技创新并取得达到国际先进水平的科技成果。

开天辟地 永续发展

在郑绵平60余年的地质工作中,他不拘泥于已有的成矿模式与理论认识,为中国的锂钾找矿事业坚持奋斗,锲而不舍。他提出的柴达木盆地西部“新型砂砾层钾卤矿床”成因新认识,开拓了柴达木盆地深部下更新统(Q1)的找矿新层系;在滇西南建立了侏罗系钾盐“二层楼”成矿模式;在四川盆地发现了巨量海相可溶性的固体钾盐“新型杂卤石钾盐矿”,指明了我国海相找钾新方向。

从专注找矿到对盐湖农业的拓展,郑绵平院士越来越认识到盐湖及盐类矿产是一个系统的体系,对自然生态、人类生存发展均有着重要的影响。他继首次在我国西藏自治区扎布耶盐湖发现大面积嗜盐藻(1982年)后,提出盐境地质生态学研究方向,进而提出“盐湖农业”新概念,指出它是从事盐水域与盐碱地生物系统生产食物和多种材料的科技与生产活动行业,引起国内外有关学术界的重视,开拓了盐湖研究的新领域。

在国际经济快速发展的今天,碳中和得到了世界各国前所未有的关注,郑绵平团队研究表明,碱性盐湖和盐碱湿地具有碳汇功能,盐穴等具有储碳功能,初步探明我国现有的碱性盐湖(pH值>7)有178个,预示着未来全球性碱性盐湖和盐碱地的碳汇研究将成果发挥更大的作用。

当今,盐类科学研究已进入多学科、多领域交叉融合的崭新时代。郑绵平院士主张,继承盐类科学百年积累,运用新时代科技成果,以系统论为指导,创建“大盐类科学工程”:它是研究盐类体系的化学、物理、生物与其资源环境与资源性质及特点,并推进其工程的一门交叉型综合学科;其基本任务和基本原理是综合调查研究盐类聚集体,阐明盐湖形成原理和演化规律,为人类与盐聚集体的和谐发展、科学管理与合理利用提供科学依据与技术标准,为发展全球大盐类产业服务;它涵盖盐类矿业、盐湖农业、盐境旅游业、盐碱地碳中和与生态保护等。全球盐湖、地下盐类和盐沼广布,蕴藏丰富的无机和有机资源,与人类宜居宜业发展息息相关,以“大盐类科学工程”为引领的相关科研工作,势必会在人类与盐类资源和谐发展过程中发挥重要作用。郑绵平院士认为,盐类科学技术研究边界必将不断延伸,创建中国特色的盐类学派,将服务我国和全球盐类自然资源高质量可持续发展,“共迎全球挑战,共谋人类福祉”。

征途漫漫,郑绵平院士继续带领团队在未来盐类学研究之路永续求索……

> 大盐类工程概念图解


参考文献

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