作者：张林杰（中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心）
摄影：张京卯
“黑化肥发灰，灰化肥发黑”，这句耳熟能详的顺口溜放到现在依然洗脑。化肥中的钾元素有什么作用？化肥的原料都是从哪里来的？我们可以从空中探测到钾元素吗？
探寻土壤中的钾元素
矿物质中提取的金属钾片钾元素能提高农作物光合作用，促进茎秆健壮，增强抗病虫害和倒伏（指直立生长的作物成片发生歪斜，甚至全株匍倒在地的现象）的能力。而它另外一个妙用就是促进糖分和淀粉的生成。钾元素对于农作物的作用，类似于蛋白质对于人类，营养跟得上，才能长得壮。作物熟制多是一年一熟或一年多熟，如果土壤中的钾元素得不到及时补充，就会被吸收殆尽。据不完全统计，中国缺钾土壤已经达到4.5亿亩，若要给这些土壤“补钾”，则需要6000万吨钾肥。因此，如何开发利用自然界中的钾资源，成为科研工作的重中之重。
地球上的钾真的就这么少吗？
钾盐是指含钾的矿物，分为可溶性钾盐和难溶性钾盐尽管农作物生长的土壤中可被植物吸收的钾元素普遍缺乏，然而钾元素却是地壳中分布极其广泛的元素之一。但不是所有的钾元素都能被植物吸收，装修石材之一的花岗岩板中也有不少钾元素，但是把花岗岩板磨成粉，把植物种进去，大概率是活不成的。用作钾资源提取的矿物可以分为两类：可溶性钾盐矿和难溶性钾盐矿。可溶性钾盐是可以溶解于水的矿物，是目前常用的钾资源提取矿物，在它们大规模溶解之后，可以变成一望无际的盐湖。难溶性钾盐是不溶于水或者极少量溶于水的矿物。中国因为可溶性钾盐资源不足，从难溶性钾盐矿中提取钾元素是未来发展的方向。
杂卤石样品照片(供图：张林杰)
杂卤石是一种分布广泛的难溶性钾盐矿。用它来制作肥料可保持土壤团粒松散、稳定土壤持水性、避免土质板结，让土壤不至于盐碱化。并且，把杂卤石打磨成矿粉，就可直接利用，因此它也成为比其余钾盐矿更具现实价值的钾肥资源。
如何从天上找地下的“宝藏杂卤石”
杂卤石主要分布在北纬20°-50°区域，中国恰好处于这一环带之中。中国在四川省渠县首次发现杂卤石矿床后，又在湖北、山东、江苏、河北、新疆、青海等地发现杂卤石矿床。其中，四川盆地和江汉盆地的杂卤石矿量大、矿层厚、富集程度高。据估算，四川盆地东部的杂卤石资源储量超过百亿吨，足够国内百年的钾肥供应。
位于中国新疆罗布泊的超大规模钾盐矿（供图：张林杰）
如果想在天上找出地下的岩石矿产，就需要给飞机装个“耳朵”，“听见”那些看似安静的矿石们的喃喃低语，伽马能谱测量就是其中重要的检测手段。伽马射线具有很强的穿透力，可以穿透几十厘米厚的岩石和数百米的空气。不同类型的岩石，其放射性元素的含量是不相同的，即使是不同时代的同一种岩性的岩石或不同地区的同一种岩性的岩石，其放射性核素含量也是不相同的。伽马能谱测量可根据地表岩石、土壤和大气中伽马射线能量强度的差异，来判断地下是否有杂卤石的存在。如果使用人工物探方式寻找杂卤石钾盐矿床，一方面工作时间长，另一方面工作难度、危险程度高。快板书《劫刑车》开篇第一句说：“华蓥山，巍峨耸立万丈多。”这里中提到的华蓥山，就位于杂卤石资源丰沛的四川盆地东部。在地面测量几乎不可能的情况下，航空物探测量就派上用场了。航空物探与人工物探相比，测量效率高、成本低、不受地形因素限制，可大大提升找矿效率，利于后期划定重点靶区，开展调查工作。
华蓥山地形复杂，难以采用传统的人工物探方式(供图：张林杰)
把航空物探伽马能谱测量引入寻找杂卤石钾盐矿产的过程，大大提升了测量工作效率，对中国提高钾肥产量，发展钾肥新品种具有重要意义。 新闻来源：中科院半导体所，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。
