从大学读书时对地质学专业产生浓厚兴趣至今，我几乎把所有时间和精力都倾注在煤地质学这片厚重而深邃的天地。近30年来，在一次次野外调查与实验攻关中，我带领团队持续深耕煤系战略性金属成矿及煤中有害元素富集理论研究，勘查足迹遍及我国西南、华北、西北、东北等地。

  回首来时路，我深深感到，只有将个人志趣与国家需求相结合，才能在服务国家中实现人生价值与社会价值。

  20世纪90年代，在山东矿业学院地球科学系地质矿产勘查专业学习期间，野外考察为我打开了一扇通往广阔世界的大门。不一样的岩石、千姿百态的地貌、特征迥异的地质现象……地质学的万千世界，光怪陆离又隽永神奇，仿佛磁石般牢牢吸引着我，让我沉浸于学业与科学探索之中。

  4年的本科学习转瞬即逝。毕业之际，同学们纷纷有了工作去向。我当时虽然能分配到煤矿工作，可总感觉自己学得还不够。

  与进入社会相比，我自己更喜欢探索科学问题，比如煤是如何形成的，它的物质组成究竟意味着什么……这样一些问题牵引着我走进中国矿业大学（北京），攻读矿产普查与勘探专业研究生。

  读研期间，导师任德贻教授严谨治学、淡泊名利、低调内敛的学者风范，深深影响着我。

  还记得1994年夏季，还未正式踏入校园报到的我，受导师委派，赶赴内蒙古乌达煤田开展野外调查。随后，在导师的带领下，又赴内蒙古准格尔煤田进行野外地质勘查。

  那时候，任老师正在从事准格尔煤田煤样中的有害元素研究。作为参与者，我多次深入煤田腹地，穿行于多个矿区与地质剖面。

  在一次次反复实验与推敲中，我们捕捉到一个非同寻常的现象：所采集的一些煤样中的二氧化硅与三氧化二铝含量比例严重失衡，与过去既有认识存在巨大差异。

  通常情况下，煤中二氧化硅与三氧化二铝的比值应大于1，但我们实验发现，这个比值低至0.4，这在煤地球化学上极为罕见。

  面对这一反常数据，我们曾怀疑实验过程或分析方法存在问题。为寻求真相，我们将这一批样品分别送检。三家单位“背对背”的测试结果基本一致，排除了实验过程中方法存在问题的可能。

  我们把目光重新聚焦到样品本身——在显微镜下反复观察，我们最初认为这是类似高岭石的矿物，但随后的能谱扫描电镜分析显示，其化学成分仅出现铝和氧两个峰。由此，我们推断，这一矿物并非硅铝酸盐，而是铝的氧化物或氢氧化物。经过多轮实验、对比，我们最终确认：样品中富集的是一种在煤中非常罕见的矿物——勃姆石，又称一水软铝石，其主要成分正是三氧化二铝。

  进一步实验证明，准格尔煤田的硅、铝比值的异常并非偶然。我们将煤样品在815℃条件下进行高温灰化，再测定其元素含量，发现灰分中铝含量普遍超过50%，个别样品甚至高达60%以上，同时镓的含量也远超其工业品位。

  如果煤炭高温燃烧后的主要成分是三氧化二铝，而且含量如此之高，那么它本身就具备开发利用的价值！我们没止步于这个初步结论，同时又担心，这个现象在整个准格尔煤田是局部的，而非区域性规律。

  就这样，我们在准格尔煤田不一样的区域，对平均厚度30米的煤层进行了刻槽样品、分层样品、钻孔样品等的系统采集。大量实验最终证实：准格尔煤田6号煤超常富集三氧化铝和镓，同时还高度富集稀土元素和锂。

  这一发现意味着，我们率先发现了内蒙古准格尔煤系超大型镓铝矿床，并揭示了其成矿机理。如果能对其中的铝和镓提取利用，其经济价值将远超传统煤炭本身。更重要的是，从另一角度看，煤炭燃烧后的粉煤灰，长期被视为废弃物，占据土地，并且其中的有害于人体健康的物质可能会污染地下水和土壤。而从中提取铝、镓、锂等关键金属元素，不仅可显著减轻因粉煤灰堆积而造成的环境压力，实现煤炭资源的循环利用，还能为国家战略性关键金属增储作出重要贡献。

  当时，这一突破性发现引起了国内外不小的轰动。俄罗斯科学院地质专家弗拉迪米尔·西利金评价说，“煤中镓铝矿床的发现，是从煤中生产高价值金属、发展传统与替代能源向前迈出的重要一步”。还有的人觉得，这一发现为从煤燃烧产物中提取铝、镓和锂奠定了坚实基础，是一个将传统化石燃料煤炭转化为绿色能源的代表。

  后来，当地对该镓铝矿床开展深入研究，委托我们系统开展镓、铝在煤粉灰中的赋存状态、资源评估、实验室提取技术和开发价值研究，并在2008年取得了显著成果。如今，当地已建成粉煤灰循环生产利用车间，实现了镓、铝、锂等关键金属的规模化提取利用。

  或许，在常人眼中，煤就是一块黑乎乎的燃料，可在我看来，煤中蕴含着大乾坤。自然界中，煤的成分千变万化，煤中不仅含有汞、氟、砷等有害元素，也隐藏着铀、锗、镓、稀土等贵重的稀有金属。煤海寻“金”，成为我乐此不疲的事业。

  这些年，围绕国家重大需求，我先后主持了国家自然科学基金创新研究群体项目、国家自然科学基金杰出青年基金项目、国家973项目、国家自然科学基金重大研究计划等多项重点类基金、国家重点研发计划等科研项目，取得了一批具有原创性和国际影响力的重要成果。

  山高川险又何惧，为国为民志擎天。为了鼓励慢慢的变多的青年人才热爱并投身地质科研工作，成为国家找矿的新生力量，我勉励他们：不仅要沉心静气钻研学术，而且要在国家重大需求目标引领下，探索构建个人自由探索研究范式，在服务“国之大者”中找准人生坐标……

  眼下，我正带领团队回答一个更具战略意义的问题：在准格尔煤田之外，中国乃至全球，是否还蕴藏着类似的煤系关键金属矿床……在这条从煤炭出发、通向关键金属资源的勘查与探索之路上，我们初心如磐，笃定前行。

  （作者：代世峰，为中国科学院院士、中国矿业大学〔北京〕地球科学与测绘工程学院院长，本报记者张胜采访整理）

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