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“铌”好!请查收这份来自青藏高原的“天赐礼物”!

发布时间:2024-04-18 10:31:55 来源:我是科学人 字号: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

世界屋脊、亚洲水塔、地球第三极……青藏高原以其雄伟的身姿屹立在世界的东方,其意义从未被小觑。随着科考活动的不断进行,我们已经为其赋予了太多“身份”——不仅是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,也是中华民族特色文化的重要保护地,但即便如此,它在今天仍源源不断地为人类带来惊喜!

近日,从中国科学院广州地球化学研究所和青海省地质调查院处获悉,在青藏高原东北部的东昆仑大格勒地区,新发现了与碱性岩-碳酸岩杂岩共生的铌-稀土矿(大格勒铌矿床)。这意味着,巨大的矿产资源开发前景在向我们招手。

青藏高原

“Nb”到底有多牛?

如果想真正意义上理解青藏高原本次带来的“天赐礼物”,恐怕要先正确认识一下铌元素。

这个直接以“Nb”两个字母为名的稀有金属元素近年来逐渐成为开采界的“新宠”,因其不仅本身具有高熔点、高强度、高导电性等优良特性,还可作为合金金属提高钢铁等金属的强度、韧性、耐腐蚀性和耐磨性,在航空航天、电子信息、新能源等领域均有着广泛的应用前景。

但铌矿资源分布并不均匀,全球储量超过90%都集中在巴西和加拿大,中国的铌矿资源储量仅占全球总储量的0.4%左右。这使得我国在铌矿资源供应上面临着巨大的压力和风险,也制约了一些关键技术领域的发展。

在国内前些年讨论度甚高的35项制约工业发展的“卡脖子”技术中,多项都与铌元素有关,如航空发动机短舱、激光雷达、真空蒸镀机等。这些设备大多需要用到铌或者其合金作为材料或者零部件,而这些材料或者零部件往往依赖进口,一旦遭遇制裁或断供,就会影响我国相关产业的正常运行和发展。

这种局面直到中国科学家于2023年在内蒙古包头市发现了一种新的富含铌的硅酸盐矿物,并命名为“铌包头矿”,才有了些许转机。不过,由于铌的用途广泛、需求量大,价格仍在持续走高,因此铌矿资源仍在逐步成为一些国家争夺和控制的对象,仍亟须发现新的储量。但直到如今,我国仍没有可供规模开发利用的铌-稀土矿山。

因此可以说,我国在青藏高原北缘首次发现的大型碳酸岩型铌矿资源——大格勒铌矿床为我国工业带来的是新希望,是黎明前的曙光!

据研究人员介绍,虽然铌和稀土矿床在全世界分布广泛、类型多样,但其中与碱性岩-碳酸岩杂岩相关的矿床是铌与稀土资源的重要来源。此外,经初步研究,他们得出了大格勒铌矿床的粒径和赋存形式明显优于国内主要铌矿床的结论。

这既扩展了我国潜在铌资源区及勘查范围,可助力突破我国现有铌资源难以提取和利用的瓶颈;又为开展相关杂岩体成因及成矿机制研究提供了重要机遇,为后续矿产勘查工作提供了科学指引。

青藏高原的馈赠

大格勒铌矿床并不是青藏高原送给我们的第一份礼物。

20世纪70年代,在周恩来总理关于要加强基础理论研究的指示下,中国科学院在兰州召开的珠穆朗玛峰学术会议上专门讨论并制定了《中国科学院青藏高原1973—1980年综合科学考察规划》,确定第一次青藏高原综合考察的中心任务是:“阐明高原地质发展的历史及上升的原因,分析高原隆起后对自然环境和人类活动的影响,研究自然条件与资源的特点及其利用改造的方向和途径。”

1973年我国组建起了中国科学院青藏高原综合科学考察队,队长是孙鸿烈院士。他们的计划是,首先全面考察西藏自治区,然后再扩展到高原的其他部分。于是,在其后的7年时间中,约92个协作单位千余人为国人陆续带回了关于青藏高原的第一份“馈赠”——

从地理学的角度来看,它西起喀喇昆仑,东抵横断山脉,北自昆仑,南至喜马拉雅,域跨西藏、青海、新疆、四川、云南五省区,面积240余万平方公里,约占我国领土的1/4,海拔一般超过4000米,对周围地区气候和自然条件产生广泛而巨大的影响,可以说,这一存在本身就极具价值。

更可贵的是,从地质学的角度来看,这样一个举世无双、雄伟壮观的世界第一高原,也是地球上最年轻的高原。它具有特殊的地壳、上地幔结构和地质发展史,具有独特的自然景观、复杂的生物区系和富饶的自然资源。

所有这些,都使青藏高原在地学、生物学和自然资源的研究领域中占有极其重要的地位,吸引着国内外许多科学工作者的目光,且为第二次科考行动打下基础。

2017年8月19日,第二次青藏高原综合科学考察研究正式启动。

青藏高原科考活动

这一次,随着科技的发展、认知的明晰,科考队对于地球之巅的探索则更为深入,也让我们陆续认识到,青藏高原的宝藏还有多少——例如,总水量超过9万亿立方米的亚洲水塔是全球最重要的水塔;依据气候变化引起的青藏高原碳汇功能和变化特征,科考队自主研发出中国首个获全球碳计划认证的大气碳反演系统“贡嘎模型”,为国际碳收支评估提供了中国系统与中国数据;我们在珠峰海拔8830米处成功架设了世界上海拔最高的自动气象站;创造了浮空艇环境观测的9050米最高海拔世界纪录等。

未来,关于地球之巅的秘密还有多少,我们或许不得而知,但清晰的是,若要解答时代为人类提出的诸如水源、生态、资源环境承载力、灾害风险、绿色发展途径等方面的一道道必答题,青藏高原仍是一座尚可挖掘的“金山银山”。

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