坐著飛機去找鉀

“黑化肥發灰，灰化肥發黑”，這句耳熟能詳的順口溜放到現在依然洗腦。化肥中的鉀元素有什么作用？化肥的原料都是從哪里來的？我們可以從空中探測到鉀元素嗎？

探尋土壤中的鉀元素

礦物質中提取的金屬鉀片

鉀元素能提高農作物光合作用，促進莖稈健壯，增強抗病蟲害和倒伏（指直立生長的作物成片發生歪斜，甚至全株匍倒在地的現象）的能力。而它另外一個妙用就是促進糖分和淀粉的生成。鉀元素對于農作物的作用，類似于蛋白質對于人類，營養跟得上，才能長得壯。

作物熟制多是一年一熟或一年多熟，如果土壤中的鉀元素得不到及時補充，就會被吸收殆盡。據不完全統計，中國缺鉀土壤已經達到4.5億畝，若要給這些土壤“補鉀”，則需要6000萬噸鉀肥。因此，如何開發利用自然界中的鉀資源，成為科研工作的重中之重。

地球上的鉀真的就這么少嗎？

?鉀鹽是指含鉀的礦物，分為可溶性鉀鹽和難溶性鉀鹽

盡管農作物生長的土壤中可被植物吸收的鉀元素普遍缺乏，然而鉀元素卻是地殼中分布極其廣泛的元素之一。但不是所有的鉀元素都能被植物吸收，裝修石材之一的花崗巖板中也有不少鉀元素，但是把花崗巖板磨成粉，把植物種進去，大概率是活不成的。

用作鉀資源提取的礦物可以分為兩類：可溶性鉀鹽礦和難溶性鉀鹽礦。可溶性鉀鹽是可以溶解于水的礦物，是目前常用的鉀資源提取礦物，在它們大規模溶解之后，可以變成一望無際的鹽湖。難溶性鉀鹽是不溶于水或者極少量溶于水的礦物。中國因為可溶性鉀鹽資源不足，從難溶性鉀鹽礦中提取鉀元素是未來發展的方向。

雜鹵石是一種分布廣泛的難溶性鉀鹽礦。用它來制作肥料可保持土壤團粒松散、穩定土壤持水性、避免土質板結，讓土壤不至于鹽堿化。并且，把雜鹵石打磨成礦粉，就可直接利用，因此它也成為比其余鉀鹽礦更具現實價值的鉀肥資源。

如何從天上找地下的“寶藏雜鹵石”

雜鹵石主要分布在北緯20°～50°區域，中國恰好處于這一環帶之中。中國在四川省渠縣首次發現雜鹵石礦床后，又在湖北、山東、江蘇、河北、新疆、青海等地發現雜鹵石礦床。其中，四川盆地和江漢盆地的雜鹵石礦量大、礦層厚、富集程度高。據估算，四川盆地東部的雜鹵石資源儲量超過百億噸，足夠國內百年的鉀肥供應。

位于中國新疆羅布泊的超大規模鉀鹽礦（供圖/ 張林杰）

如果想在天上找出地下的巖石礦產，就需要給飛機裝個“耳朵”，“聽見”那些看似安靜的礦石們的喃喃低語，伽馬能譜測量就是其中重要的檢測手段。

伽馬射線具有很強的穿透力，可以穿透幾十厘米厚的巖石和數百米的空氣。不同類型的巖石，其放射性元素的含量是不相同的，即使是不同時代的同一種巖性的巖石或不同地區的同一種巖性的巖石，其放射性核素含量也是不相同的。伽馬能譜測量可根據地表巖石、土壤和大氣中伽馬射線能量強度的差異，來判斷地下是否有雜鹵石的存在。

華鎣山地形復雜，難以采用傳統的人工物探方式（供圖/ 張林杰）

如果使用人工物探方式尋找雜鹵石鉀鹽礦床，一方面工作時間長，另一方面工作難度、危險程度高。快板書《劫刑車》開篇第一句說：“華鎣山，巍峨聳立萬丈多。”這里中提到的華鎣山，就位于雜鹵石資源豐沛的四川盆地東部。在地面測量幾乎不可能的情況下，航空物探測量就派上用場了。航空物探與人工物探相比，測量效率高、成本低、不受地形因素限制，可大大提升找礦效率，利于后期劃定重點靶區，開展調查工作。

把航空物探伽馬能譜測量引入尋找雜鹵石鉀鹽礦產的過程，大大提升了測量工作效率，對中國提高鉀肥產量，發展鉀肥新品種具有重要意義。

雜鹵石樣品照片（供圖/ 張林杰）