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中国科学院院士的莫宣学
2010-11-03 09:19:07
 

                         解读岩石密码的地质人
               ——记2009年当选中国科学院院士的莫宣学教授


    2009年12月4日,中国科学院公布了新当选院士的名单,一位玉树临风、儒雅淡定的学者位列其中,他就是中国地质大学的莫宣学教授。
    莫宣学院士的地学之路已经走了56个年头,他与母校地大相伴同行了53个春秋,也是中国地质大学所培养的学生中走出的第25位院士。他说,自己半个多世纪的教学和科研工作,一直与岩石紧紧联系在一起。就像打了半个多世纪交道的岩石一样,莫宣学院士挺拔、坚韧,言语不多,却内涵丰富。他带领团队,破解了一个又一个岩石密码,为国家找矿造福。
                              踏歌启航
    1953年,新中国第一个“五年计划”刚刚拉开大幕,到处都是热火朝天的建设场面。那一年,15岁的莫宣学院士以优异的成绩完成了初中学业,面临着人生的第一次选择。
    也正是在这一年,一首名叫《勘探队之歌》的歌曲响彻全国。对于年轻的莫宣学来说,那激昂的旋律让人热血沸腾、激人奋发——地质工作就是服务国家建设需要、实现青年人抱负的广阔天地。跟当时所有的年轻人一样,莫宣学充满着建设新中国的理想,最终,在老师的指点和家人的支持下,他怀着“学地质去找矿”的志愿报考了南京地质学校。
    当时南京地质学校的师资力量很强,并且用三年时间完成了当时苏联4年制地质类中专的教学计划。在这所学校中,莫宣学院士接受了比较系统和严格的地质勘探专业训练。至今,莫宣学院士还清楚地记得,他们就是唱着《勘探队之歌》和纪录片《深山探宝》的主题曲《把青春献给祖国》,在炎热的夏天搞野外测量,在冬日严寒中跟工人上钻机,在安徽贵池和河南巩县进行生产实习和毕业设计。年轻的莫宣学踏歌启航,从此走上了地质之路。
     1956年,南京地质学校保送150名毕业生到大学学习,成绩优秀的莫宣学成为进入北京地质学院的50名学生之一。回忆53年前的那次机缘,莫宣学院士感慨地说,如果不是来到北京地质学院,自己就不可能受教于那么多地学大师,不可能浸润于这样一个具有优良传统与严谨学风的环境中,也不可能选择地质作为坚持一生的事业。
                              情系高原
    青藏高原登山科考一直是中国人的骄傲,更是中国地质大学的骄傲。1974年,我国登山队到珠峰地区为第二次攀登珠峰做前期准备工作,地大组织了构造地质、地层古生物、矿物岩石、矿床、地貌第四纪、探工、体育等多学科的老师参与登山科考。莫宣学院士也是那次在“珠峰地质”的旗帜下第一次走进了西藏,开始研究青藏高原的岩浆岩和蛇绿岩。此后,他几乎每年都用两三个月时间去西藏或青海、四川、云南一带工作。
    在莫宣学院士的科学贡献中,青藏高原研究无疑是其中笔墨最重的部分。莫宣学院士和他的研究团队一起,运用“岩石探针”的理论与方法,对青藏高原构造-岩浆作用进行了长期系统地研究,对印度与亚洲大陆碰撞时限、青藏巨厚地壳的成因、青藏高原深部物质的运动等重要科学问题做了较系统的探索。国际上对印-亚大陆起始碰撞时间的认识存在很大差异,从70 Ma到35 Ma的认识都有。莫宣学院士通过对西藏境内1500公里长碰撞带内存在的多种地质事实的长期研究,提出印度-亚洲大陆碰撞起始于65Ma左右的新认识,进而建立了青藏高原构造-岩浆事件的系统时空格架,受到国内外的关注。青藏高原双倍于正常厚度的巨厚地壳的成因是青藏高原研究中最重要的科学问题之一。莫宣学院士通过长期研究提出“两类地壳、两种机制”的认识,即在青藏高原存在“两类地壳”,新生地壳与再循环地壳,高原巨厚地壳是通过“两种机制”,即构造挤压增厚机制和地幔物质注入机制,形成及增厚的。以往文献中对后一种机制、特别是其定量研究涉及甚少,莫院士通过研究估算了两种机制的贡献率,指出碰撞以来的主要加厚期在50Ma~25Ma之间。同时,他还揭示出青藏高原碰撞火山活动显示出随时向周边、特别是向东迁移的趋势,结合地球物理资料,推测可能暗示高原深部壳-幔物质的横向流动。
    据统计,莫宣学院士在青藏高原研究领域的相关论文被SCI检索刊物他引600多次,因为在青藏高原研究上的重要成果而应邀在斯坦福大学等高校及相关国际与全国性学术会议上做报告30余次,并应邀为一些国际重要杂志撰稿和评阅稿件。
                               走出国门
    1981年,在恩师池际尚的推荐下,受国家和学校委派赴美留学,莫宣学院士来到了池先生30多年前曾经工作过的美国伯克利加利福尼亚大学和著名的劳伦斯伯克利实验室,跟随著名岩石学家卡麦克尔主攻岩浆热力学,使他接触到了国际地学的前沿。
     “我们在这里工作、学习的中国人都很刻苦,星期天基本上都不休息。” 莫宣学院士回忆说。就是凭着这种忘我的钻研精神,没有做过岩浆热力学实验的莫宣学院士在一个月后,成功地测出了以前其他人一直没能测出来的第一个数据。卡麦克尔非常高兴。正好在那一天中国科学院地质所所长张文佑来伯克利访问,卡麦克尔叫莫宣学院士一起陪同。在致欢迎辞的时候,卡麦克尔还提议:“为张文佑先生的来访和莫宣学院士获得第一个数据干杯!”
    1981年,莫宣学院士突破了实验的难题,完成了国际上第一个含Fe2O3多元硅酸盐熔体中主要组分偏摩尔体积及岩浆氧逸度对压力的依赖的实验。1982年,他在国际刊物上发表了该成果的论文,首次提出了计算任意压力下岩浆氧逸度的公式、含Fe2O3熔体密度预测模型及不同类型岩浆的P-T-αSiO2-fO2关系图解,为建立岩浆演化综合热力学模型发挥了关键作用,对岩浆成矿作用和行星演化研究有重要科学意义。美国的两份国家报告都把该成果列为熔体热力学的重要新进展。该成果被用于诸多领域,至今被各种国际著名杂志他引超过百余次。
                                为国造福
    莫宣学院士说:“我们的科学研究方向可以简单地概括为‘岩浆-构造-成矿’。也就是以岩浆作用的理论和实验研究为基础,应用到两个方向:一是地球动力学,就是将岩浆岩及其所携带的深源岩石包体当作探究地球深部的‘探针’和‘窗口’,以及大地构造事件的记录;二是成矿,就是研究岩浆作用与成矿作用的内在联系,寻求规律,服务于国家建设对矿产资源的需求。”
从“七五”国家设立科技攻关项目研究云南“三江”的成矿规律与矿产潜力开始,莫宣学院士及其研究团队就一直奋战在“三江”特提斯成矿域岩浆作用与成矿关系的研究领域。
    1985年,他们先到了川西白玉县的呷村大型铅锌矿,其大地构造位置属于“义敦岛弧”。岛弧是大洋板块俯冲所形成一种大地构造单元。带着地质队提出的“在义敦岛弧上的什么地方能够找到呷村式的矿床?在“三江”其它地方还能不能找到这类矿床?”这两个非常实际的问题,莫宣学院士和他的团队开始了攻关研究。
    研究发现,“义敦岛弧”为“张性弧”,在两个安山岩弧之间存在着一个以发育“双峰式”火成岩为特征的弧间裂谷带,而且这个弧间裂谷带由一系列的封闭到半封闭的深水盆地构成,呷村矿床就位于这个张性弧的弧间裂谷里的一个盆地中。于是,他们提出了“张性弧-弧间裂谷-封闭到半封闭深水盆地”的找矿模型,并建议在义敦岛弧的弧间裂谷带内寻找新的火山成因块状硫化物矿床型银铅锌矿床。四川地勘部门采纳建议后,在呷村矿床以北的赠科地区打出了巨厚的铅锌矿体,取得了赠科大中型矿床的重要找矿突破。
    进一步的研究发现,在“义敦岛弧”以南,即义敦-中甸三叠纪岩浆弧的南段是一个由较缓倾角的俯冲形成的压性弧。他们推断,这里具有形成大型斑岩铜矿的远景。事实再次证明了科学的力量——云南地勘部门在该地区探获普朗特大型斑岩铜矿,目前控制铜资源量大于500万吨!
    莫宣学院士及其研究集体在“三江”地区坚持长期研究,从理论上提出了“三江”古特提斯以来具有两套成矿系统(特提斯成矿系统和碰撞-后碰撞成矿系统)叠加,受壳幔地球化学不均一性、特提斯事件、印度-亚洲碰撞事件三大要素控制的概括,并指出了具体的找矿方向。勘查部门认为“为矿产勘查的战略部署提供了重要依据”,“对‘三江’地区的基础地质和矿产勘查有长远影响”。因此,莫宣学院士获得了2005年国家科技进步奖一等奖、湖北省自然科学一等奖等科技奖,被选为经济地质学家学会副主席,负责亚洲工作。
                                感恩母校
    在诸多师长中,莫宣学院士受益最深的当属池际尚院士。他永远不会忘记池先生热爱祖国、严谨治学、淡泊名利、甘为人梯的风范。他也永远不会忘记池先生所说的:“我们的工作起码应该经得起20年的检验!”
    莫宣学院士从教49年,也是这样教育学生的。他教育学生继承和发扬地大艰苦朴素、求真务实的校风,能够吃苦,贴近人民群众,了解国家需求,把自己的发展与国家的需求紧密结合。他鼓励和安排博士生、硕士生通过一个地区或一个重要科学问题的深入踏实研究来完成自己的学位论文。他说,发现问题、分析问题、解决问题的能力是建立在丰厚专业知识的基础上的。浮躁情绪是科学的大敌,也是青年人成长的大敌,切忌浮躁,要“吃得了苦、能干实事”,功到自然成。
    半个多世纪,莫宣学院士一直致力于解析岩石所传递出的“自然密码”,而从学生到先生,在中国地质大学度过了53个年头的他,则对地质科学研究教育事业有着更深层次的解读。他常说,当年,一批学术大师、一所年轻的学校和一大批渴求知识的学子将“干实际的”凝聚成一种目标。几十年走过来,形成了地大的风气和传统,学校涌现出过许许多多优秀人才。地大的老一辈学术大师,有言传,有身教,培养出了一批批优秀教师,这些老师再潜移默化地将学校的风气和传统传给学生……代代相传,造就了地大产生优秀人物的土壤。今天,地大人应该更加珍惜传统,不断使产生优秀人才的土壤变得更加肥沃。沃土长存,就一定能源源不断培养出新的优秀人才。
                                眺望前沿
    莫宣学院士把当代地球科学研究的特点归纳为“一二三”。一是树立一个地球系统的整体观念,将研究的注意力放在地球的整体行为及各圈层之间的相互作用上,这样才能正确地认识地球及其运动规律,真正为人类服务;二是把握住当前地球科学的两大研究主题:地球动力学;全球气候变化,把握住这两个方向,就把握住了地学发展的基本趋势;三是,地球科学的根本任务是为满足人类社会对保障资源能源、保护环境、防灾减灾这三大需求服务,这也是我们研究地球科学的根本目的。
    莫宣学院士认为,我国地域广大,有着独特的地质、地理条件,大量为世界瞩目的地学前沿问题有待研究,如青藏高原的形成演化、中国东部克拉通破坏、大陆深俯冲与折返等等。他目前关注并已经开始研究中国西部和东部构造—岩浆作用的差别与相互关系。
    我们期待莫宣学院士带领青年学者们,在解读岩石密码的征程中再创辉煌!
                                (摘自《地质勘查导报》,有删改)
   

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