董樹文：大地探索者

瞭望東方周刊│山旭葛江濤

幾乎每個家庭都會有不銹鋼制品。加之工業(yè)和其他應(yīng)用，每年中國需要至少800萬噸鉻。

鉻可以與碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生高強度、高硬度、防腐蝕的金屬化合物，這就是不銹鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵。

中國的鉻礦年產(chǎn)量只有約20萬噸。在董樹文和他的項目啟動前，中國的鉻遠景儲量剛剛超過1000萬噸。

站在位于中國地質(zhì)科學(xué)院大院的“深部探測技術(shù)與實驗研究”專項（以下簡稱“深部專項”）辦公室里，這位略顯疲憊的中國地科院副院長指向巨幅中國地圖的下沿：沿雅魯藏布江，也就是印度次大陸和東亞大陸碰撞的區(qū)域上，有一道漫長的紫色弧帶。

“通過‘深部專項’發(fā)現(xiàn)，在這里有一個長2000多公里的地帶，鉻儲量豐富。”專項首席科學(xué)家董樹文說，這個鉻鐵礦帶有金剛石包體，與俄羅斯烏拉爾地區(qū)的同類礦石十分相似，那里有6億噸鉻礦遠景儲量。

不過，“超級鉻礦”并非“深部專項”的主要任務(wù)。所謂深部，是指地下幾公里到幾十公里范圍內(nèi)的巖石層。

作為中國地學(xué)界有史以來最大的科學(xué)項目，董樹文希望能從深部的視角重新解釋中國大地的形成和現(xiàn)時運動。

如此，礦產(chǎn)、能源、地震等一系列當(dāng)今中國急需回答的問題，都有望獲得更加深入的解釋。

耗資超過12億元人民幣的“深部專項”，正在總結(jié)它過去五年的工作成果。而能否對中國大地的最根本問題作出全面回答，恐怕還有賴于國家對于“地殼探測工程”的決心。

服務(wù)“百年大慶”

可能存在“超級鉻礦”的這個區(qū)域，在地質(zhì)術(shù)語中叫做雅魯藏布江縫合帶。中國唯一的大型鉻礦羅布莎就位于這個海拔超過4000米的區(qū)域，其儲量一直被認為只有500萬噸。這個結(jié)論自改革開放以來就沒有改變過。

“深部專項”在羅布莎實施科學(xué)鉆，探測深度1800多米，創(chuàng)造了西藏最深鉆探的紀錄。后來因為新發(fā)現(xiàn)，拓展為四個井位。

驚人的新發(fā)現(xiàn)是，這里的鉻礦石中存在金剛石，“過去認為洋殼很淺，表層壓力小，不應(yīng)該生成金剛石。鉻礦的包體里發(fā)現(xiàn)金剛石，說明這個鉻礦形成于高溫高壓的地幔深層。”董樹文解釋說。

“深部專項”科學(xué)鉆探項目的首席科學(xué)家楊經(jīng)綏不由想到：世界上最有名的烏拉爾鉻礦，就是與金剛石共生的。

所以后來楊經(jīng)綏團隊的研究，為雅魯藏布江縫合帶西段尋找大型、特大型鉻鐵礦提供了依據(jù)�？赡艽嬗羞@種礦藏的羅布莎超鎂鐵質(zhì)巖帶僅有30多平方公里，而同在雅魯藏布江縫合帶上的普蘭，有700多平方公里。

“超級鉻礦”并非“深部專項”在青藏高原南部的唯一發(fā)現(xiàn)。通過科學(xué)鉆取得的地下深處的巖芯柱中，竟然有純金屬物質(zhì)。這種近乎純質(zhì)的金屬球團，只能形成于數(shù)百千米深度的地幔過渡帶，極為罕見。

上世紀80年代初，兩位地質(zhì)學(xué)家方青松、白文吉就在羅布莎的巖體中發(fā)現(xiàn)了金剛石。

“全世界都不相信，因為洋殼不可能形成那么大壓力，壓力很低，溫度很低，怎么形成金剛石？這個文章發(fā)表以后，大家都認為實驗分析可能存在污染，也許是篩選時容器里有過去留下的殘余。”董樹文說。

現(xiàn)在已經(jīng)完成的第一種新礦物，被命名為“青松礦”，紀念已于2010年去世的方青松，“他為在西藏羅布莎鉻鐵礦石中找到第一粒金剛石作出了杰出貢獻”。

如羅布莎一般的科學(xué)鉆共有六個，大多位于中國重要的礦產(chǎn)區(qū)。如南嶺成礦帶——中國最大的稀土和鎢錫金屬產(chǎn)地，經(jīng)過數(shù)十年高速開發(fā)已經(jīng)進入枯竭階段。

“稀有的鎢礦存在于石英脈，過去一般認為它有五層，但底下是否有巖漿供應(yīng)，不然從哪來呢？可誰也證實不了。”科學(xué)鉆打入地下3000米，中國地質(zhì)科學(xué)院礦床資源研究所研究員王登紅的團隊證實了“五層樓”之下確實有這樣一個“地下室”。

“也就是說，不是這‘五層樓’采完了就沒有了，在深部把‘地下室’找到，很可能開辟一個非常大的資源空間。”董樹文說。

如南嶺成礦帶發(fā)生的情況，在地下500米至2000米的深部第二找礦空間，可能是人類未來礦藏開發(fā)的集中地區(qū)。“深部專項集成多種探測技術(shù)，可以初步實現(xiàn)3000米至5000米的‘透明化’。”董樹文解釋說。

“深部專項”中最大的科學(xué)裝置是創(chuàng)紀錄的“地殼一號”萬米大陸科學(xué)鉆機。目前，它已經(jīng)開始在擁有大慶油田的松遼盆地實施大陸科學(xué)鉆探工程。

中國地質(zhì)調(diào)查局局長、黨組書記鐘自然曾談到，萬米科學(xué)鉆的目標(biāo)之一是穿過白堊系地層探尋新的盆地，服務(wù)“百年大慶”新目標(biāo)，建立基礎(chǔ)地質(zhì)研究的“金柱子”，為松遼盆地及其類似盆地的地球物理勘探提供科學(xué)“標(biāo)尺”。

白堊系地層一直被認為是大慶油田的主要成油區(qū)域。

“我們要知道，這些物質(zhì)到底是如何形成的，哪些運動造就了礦藏和能源，現(xiàn)在下面是什么情況。這樣到哪里去找、找什么，都很清楚。”董樹文說，這就是“深部專項”的現(xiàn)實意義之一。

羅布莎是目前中國唯一的大型鉻礦，由于“深部專項”，中國將獲得幾百倍于羅布莎的鉻儲量。

(關(guān)鍵字：鉻 鉻鐵 鉻礦)