廣闊天地踐行遙感找礦方寸之間尋求創(chuàng)新之道
——記中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所研究員代晶晶

譚 凱

有著中國(guó)銅礦“巨無(wú)霸”之稱的西藏多龍礦集區(qū)有何遙感特征？矽卡巖礦床能夠用先進(jìn)的光譜技術(shù)開展分帶研究嗎？作為重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,稀土和鋰如何能被高光譜傳感器更好地探測(cè)到？……進(jìn)入中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所遙感地質(zhì)學(xué)科帶頭人代晶晶研究員及其同伴的研究世界，各種各樣的礦產(chǎn)資源信息以別樣的姿態(tài)出現(xiàn)在他們野外考察的路途中，更出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的海量光譜分析數(shù)據(jù)里。

近年來(lái)，我國(guó)遙感技術(shù)的發(fā)展，極大地增強(qiáng)了人們?cè)趨^(qū)域乃至全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)利用的能力。其中的高光譜技術(shù)能夠探測(cè)和識(shí)別到多光譜遙感中探測(cè)不到的地物特性，使得它在礦產(chǎn)勘探等領(lǐng)域大放異彩。從地質(zhì)找礦全過程來(lái)看，高光譜遙感技術(shù)有如“先頭兵”，指導(dǎo)著找礦勘查選區(qū)和布控地質(zhì)找礦重點(diǎn)勘查類型，特別是在高海拔、深切割等地形地貌復(fù)雜地區(qū)，可以大大節(jié)省人力與物力，成為地質(zhì)找礦的重要技術(shù)手段之一。

代晶晶參加第15屆國(guó)際礦床地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)議

代晶晶是自然資源部“西藏主要成礦帶大型-特大型礦床勘查評(píng)價(jià)和研究科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”與“稀有稀土稀貴戰(zhàn)略性礦產(chǎn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”核心骨干，長(zhǎng)期深耕遙感地質(zhì)領(lǐng)域。十余載風(fēng)雨兼程，她以現(xiàn)代遙感技術(shù)為創(chuàng)新利器，取得了一系列亮眼的科研成績(jī)，如創(chuàng)新性地建立礦物特征波譜勘查模型，指導(dǎo)找礦勘查，取得重要進(jìn)展；優(yōu)化多種類型大宗礦產(chǎn)資源遙感找礦方法技術(shù)，開拓偉晶巖型鋰礦及鹽湖鋰資源遙感找礦技術(shù)方法研究及應(yīng)用，取得了良好找礦效果；深化遙感與GIS技術(shù)在礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，服務(wù)綠色開發(fā)。這一切成就的取得，與代晶晶多年的積累沉淀不無(wú)關(guān)系。

興趣為航，開啟遙感地質(zhì)研究之門

2000年，代晶晶考入中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）土地資源管理專業(yè)。入學(xué)后，她因成績(jī)優(yōu)異，被選入學(xué)校第一屆地質(zhì)學(xué)理科基地班，學(xué)習(xí)期間與遙感地質(zhì)學(xué)結(jié)下了不解之緣。地質(zhì)學(xué)理科基地班旨在全面培養(yǎng)新時(shí)代地質(zhì)專業(yè)綜合人才，課程豐富，各種不同專業(yè)知識(shí)的交叉碰撞令人耳目一新、受益匪淺。通過這段學(xué)習(xí)經(jīng)歷，代晶晶奠定了扎實(shí)的地質(zhì)學(xué)科基礎(chǔ)，初步萌生了學(xué)科交叉研究的想法，并逐漸對(duì)遙感技術(shù)產(chǎn)生了濃厚興趣。

嗜之越篤，技巧越工。大四那年，憑借優(yōu)異的成績(jī)，代晶晶被保送至中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專業(yè)深造，師從“中國(guó)天眼”FAST系統(tǒng)總工程師聶躍平研究員。經(jīng)過3年積淀，代晶晶對(duì)遙感技術(shù)的應(yīng)用研究越發(fā)癡迷。碩士畢業(yè)后不久，本就是地質(zhì)學(xué)出身的她，結(jié)合國(guó)家需求和自身興趣，進(jìn)入中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所工作，同時(shí)跟隨我國(guó)高光譜遙感領(lǐng)域的資深專家王潤(rùn)生教授攻讀遙感地質(zhì)方向的博士。

一路有興趣牽引，代晶晶在理論研究中不斷沉淀，在項(xiàng)目實(shí)踐中不斷錘煉。正是這份執(zhí)著與付出，讓她與后來(lái)的諸多科研契機(jī)不期而遇，在遙感地質(zhì)領(lǐng)域逐漸站穩(wěn)了腳跟。

瞄準(zhǔn)三稀，收獲系列創(chuàng)新碩果

三稀（稀有、稀土、稀散）資源以其獨(dú)特的性能和作用，成為眾多關(guān)乎國(guó)計(jì)民生和國(guó)防安全行業(yè)所必需的金屬材料，戰(zhàn)略地位日益顯著。代晶晶進(jìn)入中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所之后，正是我國(guó)三稀資源調(diào)查研究的重要階段。2011年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局“我國(guó)三稀資源戰(zhàn)略調(diào)查研究”項(xiàng)目啟動(dòng)，拉開了國(guó)家層面的三稀資源調(diào)查、研究和深度利用的序幕。初出茅廬，就遇上了這一重要研究項(xiàng)目，代晶晶備感幸運(yùn)。

代晶晶在西藏海拔5100米處開展野外工作

跟隨中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所王登紅研究員，代晶晶開啟了三稀遙感的研究歷程。經(jīng)過多年深耕，她的研究結(jié)出了可喜的果實(shí)：如開展了華南地區(qū)離子吸附型稀土礦山開發(fā)利用狀況及礦山環(huán)境遙感調(diào)查與監(jiān)測(cè)，快速準(zhǔn)確地為礦政管理部門制訂礦產(chǎn)資源規(guī)劃、整頓礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序、治理礦山地質(zhì)環(huán)境等提供技術(shù)支撐和決策依據(jù)；提出了基于反射波譜吸收深度開展溶液中稀土濃度定量評(píng)估的新思路，建立了一套基于反射波譜吸收特征的稀土濃度定量評(píng)估模型，精度高達(dá)93%以上，為溶解態(tài)稀土定量評(píng)估及水化學(xué)找礦提供了全新的研究手段；首次建立了四川甲基卡超大型鋰礦資源基地巖石及礦物波譜數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用高光譜技術(shù)區(qū)分含礦巖體及不含礦巖體，并評(píng)估鋰含量，建立了偉晶巖型鋰礦遙感找礦模型，在青海省石渠、四川省馬爾康、新疆維族自治區(qū)阿爾金等地推廣應(yīng)用，取得良好的找礦效果。這些創(chuàng)新探索為她進(jìn)一步在三稀資源遙感研究領(lǐng)域攻堅(jiān)克難奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在這期間，憑借扎實(shí)的研究積累，她申請(qǐng)獲批了國(guó)家自然科學(xué)基金（青年基金）項(xiàng)目“基于反射波譜吸收深度的溶液中稀土濃度定量評(píng)估研究”。

正如“我國(guó)三稀資源戰(zhàn)略調(diào)查研究”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王登紅研究員所說(shuō)：“中國(guó)‘三稀礦產(chǎn)’資源發(fā)展之路，任重而道遠(yuǎn)。”“稀土管得著，稀有找得到，稀散用得好”并非一蹴而就，瞄準(zhǔn)這一國(guó)家戰(zhàn)略布局，踏實(shí)前行，是代晶晶篤定的信念和方向。

另辟蹊徑，率先探究熱紅外技術(shù)

就像每個(gè)人的手指都有獨(dú)特的指紋一樣，礦物也有自己獨(dú)特的光譜特征。遙感找礦正是根據(jù)不同礦物的光譜特性對(duì)其進(jìn)行識(shí)別。近年來(lái)快速發(fā)展的高光譜技術(shù)是一種快速、無(wú)損、精確探測(cè)礦物的技術(shù)手段，其中的熱紅外技術(shù)更是可以探測(cè)含硅氧鍵等原子基團(tuán)的基頻振動(dòng)及其微小變化，因而對(duì)石榴子石等硅酸鹽礦物的精細(xì)識(shí)別具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

通過大量閱讀文獻(xiàn)，代晶晶發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于指針礦物光譜學(xué)的研究多集中于短紅外波段，而短紅外波段探測(cè)不到某些重要硅酸鹽礦物如矽卡巖礦物，鮮有人涉及的熱紅外波卻可以彌補(bǔ)這一缺陷。石榴子石是矽卡巖礦床的重要“指針”礦物，是指示矽卡巖分帶和找礦勘查的重要標(biāo)志之一。所以，代晶晶選取矽卡巖及其“指針”礦物石榴子石作為研究的兩個(gè)切入點(diǎn)，一頭扎入了熱紅外技術(shù)研究的海洋中。

此后，代晶晶基于前期研究，申請(qǐng)獲批國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“矽卡巖礦床石榴子石熱紅外波譜響應(yīng)及分帶模型研究——以西藏甲瑪?shù)V床為例”。項(xiàng)目以西藏甲瑪?shù)V床矽卡巖成礦系統(tǒng)為示范，創(chuàng)新性地提出了應(yīng)用熱紅外技術(shù)開展石榴子石波譜特征及其分帶模型研究。通過光譜學(xué)、礦物學(xué)與礦床學(xué)等學(xué)科交叉，旨在從熱紅外光譜學(xué)角度解決礦物成分快速識(shí)別及指導(dǎo)礦床勘查。研究豐富了礦物學(xué)及礦床學(xué)研究的相關(guān)技術(shù)手段，同時(shí)開拓了熱紅外技術(shù)在找礦勘查領(lǐng)域的應(yīng)用前景。目前，熱紅外技術(shù)已經(jīng)成為代晶晶團(tuán)隊(duì)的重要研究方向之一，她期待著在這方面做出更多成果，發(fā)揮更大作用。

迎難而上，錘煉正確的創(chuàng)新思維

徒學(xué)知之未可多，履而行之乃足佳。遙感地質(zhì)學(xué)是一門典型的遙感與地質(zhì)相互碰撞、理論與實(shí)踐相互融合的學(xué)科。因此，這些年，代晶晶除了埋首實(shí)驗(yàn)室做基礎(chǔ)理論和算法研究外，每年都要開展一段時(shí)間的野外工作。十余年來(lái)，她的足跡遍布青藏高原、華南等重要成礦區(qū)。

尤其是在海拔四五千米的青藏高原，高寒缺氧、氣候多變，更有甚者處于雷擊區(qū)，或有野牦牛等猛獸出沒。因此，高原區(qū)氣候環(huán)境對(duì)地質(zhì)工作者的工作效率，以及體力和耐力提出了嚴(yán)苛的要求。代晶晶每每考察，都是早出晚歸，為了節(jié)省時(shí)間，常以饅頭咸菜匆匆果腹。就這樣靠著強(qiáng)烈的意志和求知欲，一堅(jiān)持就是十幾年。

科研過程中困難多，在代晶晶看來(lái)，最棘手的還是正確的創(chuàng)新思維的誕生。“在這種情況下，唯有堅(jiān)持交流與學(xué)習(xí)，請(qǐng)教前輩和同行，以項(xiàng)目為導(dǎo)向，以創(chuàng)新為主線，以他山之石攻玉，邊實(shí)踐邊完善，盡力做好每一步。”

每當(dāng)回首自己的科研生涯，代晶晶都會(huì)想起那些亦師亦友的前輩。作為自然資源部“西藏主要成礦帶大型—特大型礦床勘查評(píng)價(jià)和研究科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”與“稀有稀土稀貴戰(zhàn)略性礦產(chǎn)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”核心骨干成員，她長(zhǎng)期跟隨唐菊興研究員、王登紅研究員開展科研工作。唐菊興研究員以身作則、關(guān)愛后輩、注重思想品德教育，王登紅研究員兢兢業(yè)業(yè)、認(rèn)真負(fù)責(zé)、科研熱情似火，他們無(wú)私奉獻(xiàn)的精神無(wú)時(shí)無(wú)刻不在感染著她。還有認(rèn)可她的研究、主動(dòng)找她合作的趙元藝研究員、武廣研究員……前輩們的厚愛，讓代晶晶在科研的道路上增加了信心和勇氣。如今，她也正將前輩們的精神通過潛移默化的方式，不斷傳遞給自己的研究生。

未來(lái)，代晶晶希望帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家“科技創(chuàng)新指導(dǎo)找礦”的主題要求下，不斷提升遙感技術(shù)在地質(zhì)找礦領(lǐng)域的應(yīng)用水平，不負(fù)國(guó)家，不負(fù)自己，在廣闊的祖國(guó)大地上，為找礦事業(yè)貢獻(xiàn)更多力量！