2.艰难勘探
为了迅速转入矿床勘探，在陈学源（陈鑫调往省局后，由陈学源接任大队技术负责）的具体指导下，正式开展一矿区的初步勘探工作，汤中立作为陈学源的助手任矿区地质工程师，积极投入了新阶段的勘探工作。1959年4月15日，大队部从酒泉迁到当时还是一片荒原的金川，寂静的山野和空旷的荒原逐渐热闹起来。经过全体队员的顽强拼搏和艰辛劳动，至1959年9月6日，提前14天完成了一矿区初步勘探任务，提交了矿区第一份地质勘探报告——《白家嘴子硫化铜镍矿床第一矿区地质勘探中间报告》，并提前3个月超额完成10万吨镍、5万吨铜的全年储量任务，以此为国庆十周年献了厚礼，也为矿山建设和选冶厂设计提供了资源保障和地质依据。到1961年2月，一矿区详细勘探结束，共完成钻探33260米，并编制了内容丰富的一矿区最终勘探报告。之后，经过近一年时间对报告的修改和复制，1962年1月25日，在警卫人员的护卫下直接送达北京，由全国储委金属专业小组组织冶金部的有色司、地矿司和有色设计总院、地质部地矿司等单位召开审批会议，正式审批了《甘肃省永昌县白家嘴子铜镍矿第一矿区地质勘探最终报告》。至此，一矿区的勘探胜利完成。
在一矿区勘探的同时，甘肃省地质张掖物探队和地质部航空物探大队与祁连山地质队配合，在矿区及其外围，进行了系统的物化探工作。经过地质、物化探的综合研究，对重点异常进行了钻探验证，其中发现了隐伏于第四系之下50至100米的金川铜镍矿床三、四矿区。1964年和1965年，在结束了一矿区的补充勘探之后，对三矿区进行了详细勘探，1966年6月提交了三矿区最终勘探报告。
位于一矿区东侧的二矿区一直是个谜。它长约3公里，宽50至500米，在4个矿区中是最大的一个。超基性岩体除东部一段覆盖于第四系之下外，西段出露甚好，且呈现了较好的岩浆分异作用，按理应该有利于成矿。可是，整个二矿区地表无任何矿化显示。而且在1959年至1963年间对一矿区勘探的同时，曾先后多次进行过检查评价，打过19个普查钻孔，垂深达到200至300米，除东部见到贫矿体（后来证实为2号主矿体）外，大多数钻孔落空，且西部的超基性岩体都有封闭的趋势。
随着一、三矿区的勘探结束，二矿区这个谜就到了非解决不可的时候。况且，这个谜解得好坏，一方面决定着二矿区的命运，另一方面决定着祁连山地质队的去留。正如汤中立回忆说：“1963年，我接替了陈学源的工作，面对‘下一步怎么办’‘还有没有资源’这两方面的问题，压力很大。一矿区和三矿区已经探明，如果不进行深部找矿，意味着地质队就要撤出金川。”祁连山地质队长欧阳章、副队长徐一民和大队技术负责汤中立，发动广大地质技术人员献计献策，集思广益。不少国内外地质专家前来考察时，也提出了许多有益的建议和意见。通过广泛讨论并借鉴了一矿区的勘探经验，做出了“大胆设想，勇于探索，向深部找矿”的决定。
但是，深部找矿毕竟是要有极大的勇气和承担失败的风险。因为在有色金属勘探史上深部找矿先例不多。二矿区地表无矿，要在400至500米以下开始找矿，实在没有太大把握。不过，二矿区也有有利因素，一是岩体规模较大，且岩浆分异尚好；二是与一矿区相比，岩石特征和成矿条件是相似的，因此进行大胆探索是必要的。汤中立经过反复思考分析，提出了二矿区详查设计方案，1965年2月28日经队党委扩大会议审查通过，于是以任端进为组长的二矿区地勘组再次开展二矿区的检查评价工作。
1965年4月16日，二矿区西部12行勘探线ZK22号钻孔开钻。原设计孔深530米，打到371米时，穿过了超基性岩体，见到了下盘的白色大理岩，与以往浅部施工的两个钻孔是一致的，且超基性岩体有继续封闭的迹象，形势极为严峻！怎么办？是停还是继续打下去，发生了激烈的争论，欧阳章召开队务扩大会议，研究这个棘手的问题。以工区和钻机领导为一方，认为再打已无必要，否则就是浪费！以汤中立和地勘组为另一方，坚持应继续打下去，他们怀疑目前所见岩体，可能为一分枝，主岩体还在下面，因为一矿区有过这样的经验，即在一矿区12行勘探线的岩体下盘就有很厚的分枝岩体，且矿体都在深部。于是会议支持汤中立等人的意见，决定再打打看。会后汤中立直奔兰州向省局作了请示，得到地矿处处长沙仑和赵生贵工程师的支持，ZK22孔在处理完事故之后得以继续钻进！当钻孔打到410米时，奇迹发生了，果然又打到了超基性岩体，证实了汤中立他们的推断是正确的。
7月下旬的一天，刮着大风，钻机钻到孔深566.71米时再创奇迹——喷水的岩心管里，吐出了金光灿烂的海绵晶铁状富矿芯！全队沸腾了！地质员魏乾金一言不发，他在填写记录表时激动地流出泪来。随后便是几经修改设计，多次追加进尺并换上了千米大钻，一直打到924.87米，才穿透岩体和矿体。8月15日ZK22孔胜利结束，终孔深度944.86米，矿体厚度358.16米（斜厚），从而取得了深部找矿的重大突破，揭开了二矿区主矿体的奥秘。这一重大突破，对整个矿区的发展，具有划时代的意义。31岁的汤中立，用他特有的智慧、丰富的实践经验和坚定的信念在金川镍矿勘探史上和自己的人生历程中写下了辉煌的一笔。
1966年2月16日清晨，冷风刺骨。一个隆重的前所未有的二矿区勘探大会战的开工仪式在龙首山进行。16台650型和1000米型的大型钻机，全面部署在东西长约3公里的战线上。汤中立等人站在山坡上，注视着由数百名钻工列成的方阵，整齐雄伟，总指挥徐一民逐个宣布每个钻机的任务和指令，然后由欧阳章等人分别剪彩。8时整，一声炮响，16台钻机同时开钻，钻机的轰隆声，震撼着山谷和旷野，一场历史性的决战开始了。
到1972年，祁连山地质队圆满完成了二矿区详细的勘探任务。钻探总进尺107263米，钻孔185个，其中很多是1000米以下的深孔，最深达1202.77米。探明了二矿区西部隐伏于400至500米以下和东部隐伏于200至300米以下的两个特大型主矿体。其工业储量约为一矿区的4倍以上，且富矿占总储量的76%，从而使金川镍矿的规模跃居世界前列，也为镍都建设奠定了更加坚实的基础。1972年至1973年，在完成二矿区地质勘探之后，对四矿区进行了初步勘探，并提交了相应的工业储量。
金川矿区的勘探，从困难时期开始，到1974年全面完成最终勘探工作，祁连山地质队顽强奋战了整整15年。这15年经受过“三关”的考验，即生活上的极度困难，政治上错误思潮的干扰破坏和技术上的深孔作业关。15年总计完成钻探工作量18.88万米，相当于钻透了21.3座珠穆朗玛峰。金川铜镍矿床不仅储量巨大，而且含有铜、铂、钯、锇、铱、釕、铑、金、银、钴、硒、硫、碲、铬、铁、镓、锗、锢、铊、镉等20余种伴生元素。地勘累计探明矿石储量5.2亿吨，镍金属量552万吨，镍金属储量在世界同类矿床中列第三位，铜金属量341万吨，钴金属16万吨，铂族金属210吨，真是一个名副其实的“聚宝盆”。上世纪70年代末我国引进的美国百万分之一的卫照图上就有“白家嘴子”这个地名。
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