作者:刘江 易蓉蓉 来源:科学时报 发布时间:2010-1-11 9:52:40
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莫宣学:破解岩石密码的人

 
[科学时报 易蓉蓉 刘江报道]看似没有生命的岩石,在2009年新当选中国科学院院士、中国地质大学(北京)教授莫宣学的眼中是凝聚亿万年自然信息密码的“信使”,而他的重要任务就是破解这些密码。
 
踏歌起航
 
1953年,莫宣学报考了南京地质学校,接受了较系统和严格的地质勘探专业训练。
 
1956年,莫宣学保送进入北京地质学院学习。繁忙充实的大学阶段,是莫宣学积累知识、培养能力、历练身心的重要阶段。他近距离接触到一批道德高尚、学富五车的地学大师:高平、马万钧讲授引人入胜的普通地质学,杨遵仪内容丰富、生动幽默的古生物学,王鸿祯博古通今、旁征博引的地史学,袁见齐忠厚长者的风范,池际尚严谨透彻、言简意赅的晶体光学和岩浆岩岩石学讲课,马杏垣充满辩证法的构造解析学和极漂亮的野外素描,郝诒纯开创的微体古生物学,杨起深邃准确的煤田地质学课程,於崇文温文儒雅的教学风格……
 
1960年,莫宣学毕业留校当助教。
 
情系高原
 
青藏高原登山科考是中国人的骄傲。1974年,我国登山队第二次攀登珠峰,地大参与登山科考。莫宣学第一次走进西藏,研究岩浆岩和蛇绿岩。在整个进藏和珠峰科考过程中,他都没有高原反应,他坚定了长期在青藏高原开展工作的信心。
 
从1974年到2009年,除出国学习几年,莫宣学每年都出野外,出野外时间超过6年,其中70个月是在青藏高原和西南“三江”地区工作。
 
在莫宣学的科学贡献中,青藏高原研究无疑是笔墨最重的一篇。他和他的研究团队运用“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的研究,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作了较系统的探索。
 
国际上对印—亚大陆起始碰撞时间的认识存在很大差异,从70Ma到35Ma的认识都有。莫宣学通过对西藏境内1500千米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。莫宣学通过长期研究提出“两类地壳、两种机制”的认识。提出在青藏高原存在“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,并估算了两种机制的贡献率,指出碰撞以来的主要加厚期在50~25Ma之间。以往文献中对后一种机制特别是其定量研究涉及甚少。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方面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作报告30余次,并应邀为一些国际重要杂志撰稿和评阅稿件。
 
主攻岩浆
 
在莫宣学的地学生涯中有两个重要时刻,一是1956年被保送到北京地质学院,一是1981年受国家和学校委派赴美留学,接触到了国际地学前沿。
 
1981年,在池际尚的推荐下,莫宣学赴美留学,他跟随脾气像火山一样的Carmichael教授,完成了自己科研领域的又一次腾跃。Carmichael是英国皇家学会成员、著名岩石学家、美国加州大学伯克利分校地质与地球物理系主任。
 
加州大学伯克利分校和劳伦斯—伯克利实验室有其突出特点:科研与教学紧密结合,曾经出过多位诺贝尔奖获得者,发现了镎、钚、锆、锎、锿、钔、锘和铹等化学元素。
 
Carmichael第一次与他见面时给了他三本专业书和一堆论文让他读。一个月后,从野外回来的Carmichael与莫宣学谈在伯克利期间的安排。他让莫宣学主攻岩浆热力学。从没有做过此类实验的莫宣学开始了他的研究。一个月后,他成功地测出了第一个数据。Carmichael非常高兴,因为一直没能测出这个数据。“我们这些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。”莫宣学回忆说。
 
莫宣学突破了实验难题,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,莫宣学在国际刊物上发表了论文,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。
 
该成果被用于诸多领域,迄今被Nature、GCA、JGR等国际学术期刊他引超过111次。美国两份国家报告都把该成果列为熔体热力学的重要新进展。
 
莫宣学在岩浆热力学领域取得了长足的进步,和Carmichael结下了深厚的师生之谊。Carmichael是世界火山学的权威,治学严谨,对学生要求严格,有时会发脾气。不过,莫宣学很幸运,Carmichael从没对他发过火。
 
“三江”突破
 
莫宣学说:“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做探究地球深部的‘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,他们来到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的一种大地构造单元。在同当地地质勘探队座谈时,他们被问及两个问题:一是在义敦岛弧上,什么地方还能找到呷村式的矿床?二是,除了义敦岛弧,在“三江”其他地方还能不能找到这类矿床?之后,这两个非常实际的找矿问题成为莫宣学研究中最希望解决的目标。
 
莫宣学等研究发现,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。
 
莫宣学及其团队在“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。勘察部门认为,“为矿产勘察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察有长远影响”。莫宣学获得了2005年国家科技进步奖一等奖、湖北省自然科学奖一等奖等科技奖,被选为经济地质学家学会负责亚洲工作的副主席。
 
根植沃土
 
莫宣学多次强调,“多干实事”、“卓著成果何止八、九?愿以扬名绝无二、三!”
 
1957年,他与同学跟随游振东老师去五台山实习。大家去看一个岩石露头,同学们看三五分钟就觉得没什么可看了,但游老师却用放大镜看了20多分钟。同学们不理解,“真有那么多东西可看吗?”那次发现了五台群和滹沱群之间的不整合。马杏垣问:“你们这次出野外有什么发现没有?”莫宣学说:“没什么大发现,就是看见了一个不整合。”马杏垣说:“那可是大发现呀!它代表一次非常重要的构造运动。”这使莫宣学明白知识积累不够,不仅不能有所发现,重要的现象可能视而不见,即便见到了,也认识不到它的价值。
 
莫宣学从教49年,教学经验丰富。他说,学生在学校里首要的是掌握基本理论、基本知识和基本技能。地质专业的学生尤其要重视野外工作技能培养和使用显微镜的“功夫”。大学还是一个人人格养成的重要阶段,地大艰苦朴素、求真务实的校风对学生们健康人格的形成极为重要,能使人摒弃华而不实的东西。
 
莫宣学认为,教师是学校办学水平的决定因素,而青年教师应把主要精力放在做实际工作上。他建议青年教师脚踏实地地夯实基础;始终瞄准国际前沿,不断培养创造性思维,积累广博的知识;加强团结协作,发挥团队力量,促进全面发展。浮躁情绪是科学的大敌,也是青年人成长的大敌。切忌浮躁,相信功到自然成。
 
莫宣学鼓励和安排研究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;不赞成夸夸其谈,华而不实;经常结合野外的实际现象,用自己的亲身体验甚至自己认错岩石的教训,来启发和教育学生。他安排和指导侯增谦通过对四川呷村矿床和义敦岛弧的岩浆—构造—成矿的扎实研究完成了优秀的博士学位论文。侯增谦毕业后继续刻苦钻研,成长为“杰出青年”、国家“973”项目首席科学家、颇有名气的年轻岩石学与矿床学家。
 
眺望前沿
 
莫宣学说:“岩浆作用对于行星和地球的演化很重要。不应该把岩浆岩看成是死的、没有生气的东西,要把它当成含有丰富深部信息和构造信息的‘天书’。要把岩浆看成是在地球各圈层之间传递物质和能量的使者。这样换一个角度,思路就会不同。科学家要有解读‘密码’的本事。”
 
莫宣学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。这样才能正确认识地球及其运动规律,真正为人类服务。二是把握当前地球科学的两大研究主题:地球动力学和全球气候变化。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就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。
 
莫宣学说,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。莫宣学目前比较关注的问题之一是中国西部和东部构造—岩浆作用的差别与相互关系,目前这一研究已经开始。
 
《科学时报》 (2010-1-11 A1 要闻)
 
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