一座矿床，就是一座宝藏。作为世界上最大的稀土矿床，白云鄂博不仅是中国最大的铌、萤石和钍矿床，还是大型铁矿床，伴生有钪、硫、磷、钾等多种稀有稀散元素，以李以科为代表的科研团队，常年扎根于此，为新矿物发现，成矿理论，找矿突破，资源开发，提供了依据和支撑。
新理论的提出 在地质勘探界，白云鄂博的矿床成因一直众说纷纭，大致可归纳为“水成”学说和“火成”学说，而中国地质科学院矿产资源研究所（以下简称研究所）也早已对其进行了研究。早在上世纪六七十年代，研究所老专家袁忠信与白鸽就曾对白云鄂博特别是矿床成因做过深入的调查和研究，并提出“海相火山喷溢沉积碳酸岩矿床”等认识，可惜因种种原因中断了。作为传承者，李以科扛起了深耕探索的大旗。 科研是一项细致的工作，李以科团队汇集了详细的18条大比例尺剖面、近500件样品、4000多张显微照片、300多个电子探针点资料，研究了白云鄂博矿床的蚀变分带和蚀变矿物成分，绘制了首张白云鄂博矿床蚀变分布图，识别出与火成碳酸岩配套的碱性岩，并对未蚀变碳酸岩进行了地球化学及年代学研究。同时，他们认为，白云鄂博“赋矿白云岩”为岩浆成因的白云石碳酸岩，但遭受了强烈的韧性剪切变形和动态重结晶作用。 具体的成矿过程是：高温高压条件下，碳酸岩浆经持续结晶分异演化成高盐度、超临界流体，稀土元素则大量富集到熔（流）体相中。碳酸岩浆深度小于5000米时，熔体—流体不混熔，流体蚀变不一定成矿；岩浆侵位深度大于5000米时，高压下熔体—流体连续演化过程，超临界流体富集稀土，与围岩反应（反矽卡岩），形成高品位稀土矿。 于是，“与碳酸岩岩浆作用有关的岩浆型+高温热液交代型矿床”的成矿理论诞生了，因其成矿过程跟经典矽卡岩型矿床成矿动力相反，李以科团队将其称之为“反矽卡岩型矿床”。 新的理论，全新的认知，揭开了白云鄂博矿床成因的面纱，也为后续的综合勘查，提供了新的路径。 新矿物的诞生 新矿物研究，是地球科学领域重要的基础性研究工作。其发现数量、研究深度及分析技术水平展现了一个国家基础科技综合实力的体现。耕耘在白云鄂博的李以科，一直以发现新矿物为己任，2022年，梦想走进了现实。 2022年12月2日，由中国地质调查局矿产资源研究所李以科研究团队发现并申报的新矿物“白鸽矿”，获得国际矿物学协会-新矿物命名及分类委员会高票通过，批准号IMA 2021-002a。新矿物英文名称“Nioboixiolite-(□)”，为纪念在白云鄂博地区首次发现铌铁矿并开启铌资源调查研究的白鸽研究员，团队将新矿物中文名称确定为“白鸽矿”，目前其标型样品存放于中国地质博物馆，编号M16118。 白鸽矿发现于白云鄂博稀土-铌-铁床隐伏碳酸岩体中，是在白云鄂博矿床发现的第16个自然界新矿物。它是一种黑色不透明的铌钽氧化物。一直以来，白云鄂博被认为是极度富钍（Th）贫铀（U）和极度富铌（Nb）贫钽（Ta）的碳酸岩型稀土-铌-铁矿床，本次发现的白鸽矿中UO3、Ta2O5含量分别达到20.21%、13.75%，预示着可能经历了特殊的成矿过程。 白鸽矿的发现，不仅丰富了白云鄂博富铌矿物的种类，为铌矿的开发提供了重要启示，同时为找寻更加珍贵的铀、钽资源提供了新方向。
新思路的勘查 在李以科团队看来，白云鄂博矿山开发近70年，消耗了大量探明的铁和稀土资源，，目前，露天开采已经接近尾声，寻找深部接替资源，迫在眉睫。 2019年，李以科所在的研究所与包钢集团签署《白云鄂博科学研究基地合作框架协议》，合作建立白云鄂博科学研究基地，制定了产学研密切融合的“五年计划”。李以科带领团队从找矿理论研究入手，为打破科技创新和资源勘查僵局而另辟蹊径。 2019年到2020年，李以科团队，聚焦构造对深部矿体控制作用，开展了专题地质填图-反射地震-重力-磁法-电法综合勘查技术方法示范，通过专题构造填图，提出了矿区近东西向逆—平移断层导致了主矿、东矿深部矿体向东平移的新认识，明确主矿、东矿深部存在受构造控制的铁矿体。同时，他们利用三维正演的方式，精确地消除了数百米高的矿渣堆等人文干扰源在重力地形改正过程中带来的密度不均一问题，开展重磁联合反演建模，透视主东矿区深部结构，定位深部矿体空间位置。 在计算机的模拟下，白云鄂博的控岩断裂以及主东矿地下矿体的形态清晰可视：600米以浅，矿体并不相连，主东矿分开；600米以下，两部分联通为一个大矿体，且深部可能有共同的岩浆房（通道）。根据这些新认识及对矿床成因的全新理解，李以科团队修正了1954年以来沉积变质型矿床的勘查模型，提出了构造控制的接触交代型矿床勘查模型及深部勘查方向，并圈定3处铁矿找矿靶区。 2021年3月至2023年10月，包钢集团公司对新的勘查模型进行验证，最终完成43个钻孔，钻进35700多米。结合野外编录及化验估算，预计可新增铁矿资源量超2.28亿吨、稀土金属氧化物量895万吨；伴生萤石约2000万吨，与铁矿异体共生的铌金属氧化物量68万吨。 经历了70余年的精细勘查和高强度开发，白云鄂博矿山还有很多未解之谜，还有多少亟待开发的资源？，，是否还有新的矿物诞生，巨量稀土超常富集机理等问题，都需要科研人员的不断是深入研究和探索。为此，李以科将继续以此为使命，披荆斩棘，砥砺前行。 专家简介： 李以科，研究员、博士导师，现任中国地质科学院矿产资源研究所矿物研究室副主任，稀土学会地采选专业委委员，《中国地质》第四届编辑委员会委员，“自然资源部深地科学与探测技术重点实验室”学术骨干成员，中国地质科学院矿产资源研究所科学技术委员会委员。长期从事稀土、萤石、晶质石墨等关键矿产成矿作用研究与勘查评价工作，先后主持国家自然科学基金、地质大调查、行业基金、省地勘基金、企业横向等项目20余项。荣获“全国矿产资源利用现状调查”突出贡献奖，自然资源部找矿战略突破行动优秀成果1项（R1）、冶金矿山科学技术二等奖1项（R1）、国土资源部科学技术进步二等奖1项（R10）、冶金科学技术进步奖1项（R8），包钢集团公司科技成果奖1项（R4）、中国地质科学院矿产资源研究所年度科技成果一等奖2项（R1）。公开发表学术论文40余篇，新矿物“白鸽矿”第一发现人。
责任编辑：赵娜
