一个找矿人的“深地长征”——记贵州省地质矿产局首席科学家周琦

来源：科技日报

“无锰不成钢”，锰是钢铁工业的基本原料之一，广泛应用于新兴产业。长期以来，寻找隐伏锰矿却是世界难题。美国、加拿大等发达国家砸重金、布精锐，一个个国家级找矿计划高调亮相，却大多黯然收场。

按照传统地质理论，我国被扣上了“贫锰”的帽子，锰资源供应高度依赖进口。

贵州省地质矿产局首席科学家周琦带领团队，在崇山峻岭间跋涉40余载，不仅开创了全新的锰矿找矿理论，还在新理论指引下，探明4个世界级隐伏锰矿床，潜在经济价值超万亿元。全球锰矿资源版图为之改写。

近日，由周琦主持的贵州省智能找矿勘查实验室正式亮相，借助“大数据+”“人工智能+”这些新时代的“钻头”，周琦将继续他追逐锰矿资源的“深地长征”。

“这一辈子，我就只做一件事——为国找矿！”如今年逾六旬、鬓角花白的周琦，依然声若洪钟。“能够为家乡、为国家奉献几代人享用的锰矿资源，是我最幸福的事情。”他说。

“如果那么容易找到矿，还要科学家做什么”

上世纪六七十年代，武陵山区是我国重要的锰矿富集区之一，远古时期的地壳运动让锰矿显露山间。但到上世纪八九十年代，浅表矿应采尽采，找不到新矿了。有人断言：“贵州的锰矿已经枯竭了。”

周琦不信。

2000年，时任贵州省地质矿产局103地质大队总工程师的他，带队在松桃县笔架山找矿。这里的地质特征与传统理论完全吻合，按经验，钻孔打到300米深，必见矿。没想到，先后两个钻孔，一无所获。

在找矿靶区的帐篷里，周琦彻夜难眠。“我们学这个，干这个，就是要想办法突破难题。如果那么容易找到矿，还要科学家做什么？”

周琦翻开野外记录本，一页一页地重算地层元素数据。突然，他的目光落在了一个数字上——“40”。

上世纪八十年代初给外国专家当锰矿科研助理的时候，周琦曾手工计算了几万个相关地层元素比值，正是从这些数据中，他找到了规律。“大多数发现锰矿的地方，地层剖面中的锰铬比值都在40左右，反之，则小于5。”周琦说。

周琦想试试，他把找矿靶区挪到20公里开外的西溪堡。根据已有地层剖面资料，其锰铬含量比值为40，却还没有发现过锰矿。

钻机在深山轰鸣，他常常在井架旁守到深夜。

2000年10月10日凌晨3时许，急促的电话铃声猛然炸响。周琦从床上弹起来，一把抓起听筒，那头是一声声嘶哑而激动的呼喊——“见矿了！见矿了！”

在历经30多个日夜的煎熬之后，他终于长舒了一口气——地下500米，锰矿资源储量2000万吨。

周琦用最朴素的“土办法”，打破了贵州长达20年的锰矿找矿僵局。

“科学的事一点儿也不能含糊，必须搞清楚”

锰铬比值背后，究竟藏着什么科学原理？教科书上没有答案。应邀作学术报告时，面对追问周琦诚恳回应：“对不起，我还没有完全搞清楚。”

但平时连一个标点、一个数字都“斤斤计较”的周琦，心里铆着一股劲儿：“科学的事一点儿也不能含糊，必须搞清楚。”

为了寻找证据，他带着“老三样”扎进了松桃县大塘坡锰矿区。那里资源已枯竭，但地层剖面却保存着远古成矿的完整记忆。

一把地质锤、一个放大镜、一枚罗盘，周琦在岩层间一寸一寸地搜索。矿区蚊虫肆虐，胳膊上叮得全是红点，他浑然不觉。在某次敲开一块深色矿石时，周琦愣住了——截面布满串珠状的“小气泡”，有的还填着黑色沥青。他凑近了看，用放大镜反复端详，眉头越拧越紧。

国际上通行的锰矿成矿理论认为，成锰物质来自远古大陆风化，经水体搬运沉积于海岸或盆地边缘，即“外生沉积成矿”。但那些“小气泡”和沥青，显然不是风化搬运能解释的。周琦蹲在矿堆旁，百思不得其解。

转机出现在2005年。在武汉举行的一次全国学术研讨会上，一位专家讲现代海底天然气渗漏形成冷泉碳酸盐岩的过程。原本靠在椅背上听讲的周琦忽然坐直了身子——远古含锰流体会不会也像现代天然气一样，从海底喷溢而出呢？如果来自大地深处的含锰流体沿着裂谷通道向上喷溢，在盆地中心沉积成矿，那么气泡和沥青极可能是喷溢的产物。

周琦发表了论文，结合找矿实践，阐述自己的新发现和新成果。一时间，非议四起。有人认为他的结论不过是“猜想”；还有人直白讥讽：“一个中专生，凭什么挑战国际权威？”

周琦没有辩解。他一边弥补理论短板，回到校园从本科、硕士，一路读到博士毕业；一边结合学到的新知识新方法，寻找验证自己理论的“关键证据”。

常用于油气、煤层勘探的二维地震技术，被周琦搬进了大塘坡锰矿区，他要给锰矿区做一次“CT”。

“一开始我都觉得不可能。”团队成员杨炳南回忆，以前没人用过这种方法寻找锰矿成矿通道，“我们心里完全没有底”。

布线20多公里，人工爆破的闷响在山谷间回荡，检波器阵列如大地的听诊器，接收着来自地壳深处的回声。通过对地震波信号的分析，团队成功生成地震剖面图。

宽3公里、高45公里，一条漏斗状异常体从地球深部直贯而上——当图像呈现在眼前，周琦凑近电脑屏幕，凝视良久，眼眶潮热，指尖微微发颤，低声说了一句：“找到了！”

这就是被周琦称为“底辟构造”的喷溢管道，它为“喷溢沉积型锰矿”的成因模式，提供了最直接的可视化证据。

曾经的质疑，在这一刻被彻底击碎。

中国科学院院士金振民和许志琴，赞其为“颠覆性成果”，可为破解我国锰矿找矿困局提供全新思路。中国工程院院士陈毓川、中国科学院院士翟裕生也认为，周琦创建了符合客观实际的锰矿成矿新理论和找矿新方法。

“‘卡脖子’的紧迫感，也是前行的动力”

武陵山脉横亘贵州东北部，亿万年的地质演化造就了层峦叠嶂的雄浑山势。但在周琦眼里，再美的风光，也比不上深埋地下的那一块块黝黑矿石。生于斯、长于斯的他，太清楚这些矿石对改变家乡面貌意味着什么。

2011年，周琦的锰矿找矿新理论新技术正式投入“实战”，300米、1240米、1740米、1900米……随着钻孔向地心不断推进，普觉、道坨、桃子坪、高地等世界级超大型隐伏锰矿床接连现身。其中高地超大型锰矿床还赋存0.75亿吨富锰矿，成为我国第一个特大型富锰矿。从此，我国不再“贫锰”。

如今，贵州以8.93亿吨锰矿资源储量跃居亚洲第一，其中周琦团队探明8.05亿吨，超过此前我国锰矿保有资源储量的总和，这直接改写了世界超大型锰矿床“偏爱南半球”的分布格局。一个千亿级新型功能材料产业集群，随之在贵州铜仁日渐成势。“富矿精开”、“锰”力全开，巨大的“地下宝藏”正是当地新材料产业发展的底气所在。

周琦没有停步。

在贵州省地质矿产局的展厅里，两个锈迹斑斑的钻头静静伫立，与满墙的荣誉形成鲜明对比。这是他着意安排的陈设。

“这两个钻头，代表着两次失败。”周琦俯下身，伸手拿起钻头，声音低沉而平静。“它们时刻提醒我，科研无坦途，探索无止境，我们必须怀抱初心，永不懈怠。”

我国锰矿对外依存度高达90%。“对于我而言，锰矿资源‘卡脖子’的紧迫感，一刻都没有放松过，这也是鞭策激励我前行的动力。”他说。

在贵州省科技厅的大力支持下，周琦正通过贵州省智能找矿勘查实验室，将地质锤敲出来的经验，变成屏幕上跳动的数据流。面向“十五五”，他希望借助“大数据+”“人工智能+”，让锰矿找矿的“地心掘进”之路更加精准、高效。

“对于一个科技工作者来说，最大的幸福莫过于将自己的所学所长贡献于脚下的这一片土地。”周琦依稀记得，40多年前单位宿舍墙上的标语——“为祖国多找矿，找大矿，找富矿！”

那是国家的重托，也是每一位地质科技工作者滚烫的家国情怀！