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揭示铀矿地质奥秘 助绘“双碳”蓝图新篇

    发布时间:2025-04-27

——记成都理工大学地球化学系主任宋昊

   杨 洁  徐艳慧  

  

  “砂岩型铀矿是目前最主要的铀资源类型之一。然而,由于矿床成因类型复杂、矿体规模小而分散、矿石品位低等因素,导致其开发利用面临诸多挑战。为了更好地解决这些问题,我们深入探讨了铀矿石的物化性质、铀的赋存状态、浸出反应机理等关键问题,并首次建立了砂岩型铀矿地浸工艺矿物学数据库,为铀矿资源的合理开发和利用提供了有力支持。”砂岩型铀矿工艺矿物学特性与铀浸出机理研究核心成员、成都理工大学地球化学系主任宋昊教授介绍。

  多年来,宋昊主要从事地球化学研究和铀资源勘查开发方面的教学与科研工作。他的成长经历见证了近年来我国铀矿地质研究的发展。科研之路,逆境重生,三段转折,三重境界,让他更加坚定在这条道路上行稳致远,绘就一幅别具一格的“双碳”蓝图。


结缘铀矿地质研究

  与铀矿地质研究结下不解之缘,于宋昊来说是个一波三折的故事。

  宋昊对理科的偏爱始于中学时代。他对数理化有着浓厚的兴趣,成绩也一直名列前茅。高考时他以优异的成绩被成都理工大学录取,在选报志愿的时候,他原本倾向于数、理、化相关专业,但却在机缘巧合下,被调剂至核技术与自动化工程学院下的地球化学专业。尽管最初有些犹豫,但他很快发现,地球化学是一门与生产、生活和国家需求紧密相关的学科。这让他坚定了学习地球化学的决心,并在本科、硕士和博士阶段始终坚定如一。

  在本科、硕士和博士阶段的学习中,宋昊逐渐深入地球化学领域的研究。他坦言,起初自己对于铀矿地质的研究持有一种被动接受的态度。然而,在导师倪师军、张成江教授的引领和熏陶下,他开始深入了解这一领域的重要性。“老师们的亲力亲为和敬业精神对我产生了深远影响。在野外考察时,他们身先士卒,面对偏远山区恶劣环境毫不退缩。他们的工作作风让我逐渐认识到科研工作的艰辛与光荣。”宋昊表示,这种影响是细腻而正面的,受此影响,他逐渐全身心地投入铀矿地质的研究中来。

  “每一次野外考察都是对研究方向的一次深刻洗礼。我们不仅收集了宝贵的野外一手资料,更重要的是学会了如何尊重并剖析自然现象。”在一次次的野外实地考察中,宋昊意识到,这一领域的研究不仅关乎国家的能源安全,更是自己对科学探索的一种发自肺腑的追求。

  如今的宋昊,已经成为铀矿地质领域的佼佼者。他深知自己的成就离不开那些资深前辈和导师的引导与影响。他希望通过自己的努力,为这一领域作出更多贡献,并继续传承和发扬他们的科研精神。


破局铀矿研究瓶颈

  宋昊的科研生涯始于对中国南方热液型铀矿的研究,他在导师和前辈的指导下,掌握了丰富的方法和技巧。在成都理工大学完成了本科至博士的学业后,他继续秉承这条路径钻研,但是随着工作的深入,他面临的挑战也日益增加。2014年参加工作后,宋昊跟随团队参与的第一个课题是国家“973”课题“中国北方巨型砂岩铀成矿带陆相盆地沉积环境与大规模成矿作用”的研究,这也促使他的研究方向从南方转向北方。研究领域转变的同时带来了新的考验。“面对砂岩型铀矿这一全新课题,团队可借鉴的经验并不多,已有的基础比较薄弱。”宋昊意识到他的科研工作遇到了瓶颈。从本科到博士一直扎根在成都理工大学的他,本就一直想走出去多看看,此时他下定决心迈出舒适区赴海外深造,换个思路沉淀自己。恰好一个机缘为他打开了新的大门。

  时间回溯到2013年读博士期间,在一次关于矿床成因的国际学术会议上,宋昊遇到了自己未来在加拿大的导师——池国祥老师,并深受其影响。他随即表达了继续深造并跟随导师进行研究的强烈愿望。这次邂逅为他铺设了通往国际学术舞台的道路。2016年,他如愿以偿获得国家留学基金委的公派,赴加拿大里贾纳大学(University of Regina)开启了学习生活的新旅程。导师及团队的科研态度精益求精,让他受益匪浅。宋昊也积极向导师表达了参与具体科研项目的愿望,进而获得了参与加拿大自然科学基金项目的研究机会,也成为为数不多的深入研究世界著名的铀矿床(目前已知的最富大铀矿床类型)不整合面型铀矿床的研究者。由于是崭新的方向,他夜以继日地研读一手英文和法文原著,争分夺秒地开展实验测试,逐渐找到了解决问题的途径,并最终突破了技术瓶颈。这期间,他不仅学习了不整合面型铀矿床这一崭新铀矿类型,更重要的是较为系统地学习了盆地铀成矿相关理论,这为他今后的研究打开了一扇重要窗口。同时,他对中国北方砂岩铀成矿作用的研究也并没有中断,这期间沉淀了新的启发,打开了视野,过往的难题也就迎刃而解了。宋昊最终“啃”下了这块“硬骨头”,科研成果也接连获得认可和发表,逐渐树立了自己在科研道路上的一座座里程碑。


直面困难挑战

  国外科研经历使宋昊逐渐认清了自己的科研方向,他发挥对地球化学、矿物学等领域的研究专长并将盆地铀成矿理论结合起来,这为他后来的科研工作奠定了坚实的基础。

  2018年回国后,团队在中国北方砂岩铀成矿方面的研究项目即将结束,如果没有新增项目很可能会面临着被迫终止甚至离开砂岩型铀矿研究的困境。为了延续具有创新点的科研项目和实现学术上的持续创新,宋昊积极投身与国内相关科研机构的合作之中,积极寻求更多的学术支持和资金保障来持续推进砂岩型铀矿的科研工作。也许机会就是留给有准备的人——四川核工业抛出橄榄枝聘请刚刚回国的宋昊带领团队在青海柴达木盆地的铀矿项目中开展研究。他克服高原环境带来的种种困难进行实地调研,最终揭示了柴达木盆地西部新生代含铀砂岩层位的铀成矿机理。尽管当时项目经费紧张、困难重重,但他仍通过不断努力收获了大量珍贵的成果,在这些领域实现了对前沿问题的探索,并再次收获了行业内的认可。

  取得成果时的喜是真的喜,开展科研工作的难也是真的难!在柴达木盆地调研时,在高原的恶劣环境下,一场意外的车辆故障引发了一场生死救援。当时,宋昊带领的团队与兄弟单位联合组成的考察队驾驶两台越野车进入无人区进行采样。由于任务工期紧张,有一天考察队临时决定分开行动,以提高效率。然而,其中一台车在尝试爬上一个陡坡时抛锚,动弹不得。由于信号弱,联系另一台车变得异常困难。天色渐暗,时间紧迫,必须迅速展开救援!“在边走边探路的过程中,我们依靠GPS和微弱的手机光亮指引,终于在深夜凌晨找到了被困车辆,又经过一个半小时的努力将它成功拖出。考察队全体成员在凌晨3点才安全抵达住处。此次经历让我深刻认识到野外考察安全的重要性。”忆及在青海柴达木盆地进行地质考察的经历,宋昊历历在目,他感叹,“对地质野外考察研究来说,不同地区的困难和挑战各异,这些困难是科研中的‘拦路虎’,但也是催促我们解决问题、不断前进的动力。”

  勤思笃学,必有所得。如今,宋昊及其团队已经形成了自己的研究特色。他不仅科研理论方面成果卓著,还在技术研发方面取得了显著成果。迄今为止,宋昊的研究成果已经申请获得国家发明专利十余项,省部级以上科技成果奖二等奖2项。研究成果在国际国内权威期刊发表论文100余篇,成果获多位知名学者的正面评价和引用;在科学出版社、地质出版社等出版社出版专著7部。多年来,宋昊积极参与国家级、省部级等重要科研项目,成功取得多项关于铀矿山的科研成果,攻克了多项行业难题,在指导一线单位深部找矿勘探方面获得突破,为我国清洁能源供给、绿色矿山建设作出了直接贡献。宋昊说:“我们这一代人非常幸运,老一辈科研人员的技术积累达到了一定程度,让我们和更多年轻人可以继承下来,做复杂且细微的砂岩型铀矿矿物学和地球化学研究,这是以往没有的机会,它可以推动能源保障进一步发展,给国家更多底气。”

  展望未来,“还有太多的科学问题需要去解决”,宋昊将继续在铀矿理论探索、开发技术创新与人才培育上深耕细作,并凭借铀矿理论和技术创新,为我国铀资源勘探开发作贡献,助力国家“双碳”蓝图。
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