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叩開地學之門(五)

(2018-09-04 00:12:25) 下一個

昆工十年

畢業時,經過一番周折,終於如願到昆明工學院地質係任教。 在地質係有幸加入了孫家驄付教授領軍的礦田構造研究團隊,並與孫先生一起合作十一年時間。對孫先生的行事風格有如下評價:大氣、敏銳、放手。

凡是有利教學與科研,孫先生都給予全力支持。盡力為我創造了參加各種學術會議的機會,剛到係上的那幾年先後在海南、北京、青島、成都和長沙等地參加過構造動力學學術研討會、地質力學年會、深部地質講座討論會、礦田構造和構造地球化學研討會等等,使自己進入構造與成礦的研究前沿,開拓了眼界。

孫先生敏銳地認識到構造應力場的動態模擬是成礦定量預測的一個新興研究領域。為此與北京地質力學研究所沈淑敏研究員聯係,讓我和他的研究生大鵬在84年底前往該所進修構造應力場模擬。學習期間,沈先生將可進行應力場模擬的有限元E-程序送給我們,由於程序語言隻能在一些特定的大型機算機中實現,我又托北京計算所在長春時的老同學立振改寫成較為通用的FORTRAN語言。該程序在後來大鵬的碩士論文中得到大鵬創造性的運用。論文答辯時,據說李誌鵠先生的評語是:具有博士論文水平。

孫先生先後為係付主任、主任、礦產研究所所長,主持全係的教學科研,工作較忙。四年級的專業課地質力學和礦田構造交到了我的手上。學生每年的畢業實習,也開始與有課題的老師掛鉤。

1984年4月,孫先生帶領課題組與個舊雲南錫業公司簽定了馬拉格礦田成礦預測的研究合同。馬拉格礦田是個舊最早開發的礦田,資源頻臨危機。當時雲錫公司下決心對馬礦進行最後診斷,以決定下一步的戰略部署,故邀請國內各領域專家進行會診。參加研究的還有武漢地院的地球化學專家於崇文教授,中國地科院礦床專家趙一鳴研究員和貴州工學院小構造專家黃華斌付教授。可謂是大腕雲集。

5月,我與孫先生研究生小雷帶部分應屆畢業生赴馬礦作先期野外工作。馬拉格錫多金屬礦床(含銅、鉛、鋅)為岩漿期後熱液礦床,明顯受斷裂構造控製。區內斷裂十分發育,是熱液運移和沉積成礦的主要場所。為了弄清成礦熱液的活動規律,決定追索幾個主要方向的大小斷裂帶,一方麵對斷裂的結構麵特征進行觀察,一方麵沿斷裂帶進行等間距取樣。一個多月時間過去,共獲得各種構造岩化學分析樣品160件。

實習過程中,孫先生專門下馬礦檢查工作。在一些關鍵的斷裂構造控製點上進行詳細觀察。孫先生的觀察細致入微,分析亦是鞭辟入裏,切切實實給大家上了一課。

正在觀察斷裂結構麵的孫先生

樣品送雲錫研究所進行25種元素的定量分析。暑期臨近,分析結果傳來,共獲6000多分析數據,小雷先行進行處理。一天孫先生找到我,說處理結果不太理想,問我可有更好的辦法?我接過數據答應再想想看。

正值暑假,我獨自在家沉思,眼前放著小雷的聚類分析結果。與礦化有關的主要金屬元素明顯分為兩組:高溫組合與中低溫組合。即在較高溫度下便可沉澱的元素組合和隨著熱液溫度降低仍有較強遷移能力的元素組合。

如何才能將這兩種元素組合的特征在空間上表達出來?在不同的斷裂構造部位,每一個樣品都會帶有某種特征,都會帶有以某一種組合為主要特征的性質。突然間我想起在長春地院教數學地質的王世稱教授提到過因子分析,可通過不同因子在樣品上的得分多少來反映樣品的特點。也就可以反映這兩類組合在空間的分布特點。思路一經打開,剩下的就好辦了。我立即去院計算機站,進行因子的統計分析。當時院裏計算機能力有限,無法直接出圖,因子得分的結果出來後,我又在家中花了一周時間用內插法,將160個樣品兩種組合的得分等值線在地質圖上繪出。

孫先生看到圖後大喜過望,連聲說:“可以交差了,可以交差了!”

85年下旬,檢收報告會在個舊召開,大家寄以厚望的於崇文老先生一行也如期到來。於老是國內知名的地球化學專家,這次在馬礦取了不少樣品,分析元素達29個之多。所花經費也是我們不能相比的。報告會上,於老展示了各主要元素的地球化學暈圖,主要礦段都顯示為強暈,於老特別強調,所有圖件都是計算機直接成圖。其手段先進,讓我們讚歎不已。

會下一位308隊技術員跟我說,花了這麽多錢就得到這樣一個原生暈圖,比這詳細的原生暈我們都做過,隻是沒他做的元素多。

礙於於老的聲望,大家都沒說什麽。幾十年過去,我倒覺得可以反思一下。於老的問題出在基礎地質研究之上。由於斷裂的貫穿作用,分析其間破碎的岩石樣品,可直接探尋深部的地質信息。而一般完整的岩石信息量太少。武地負責采集樣品的研究生在野外曾多次與我們相遇,那是幾個從化學專業轉讀的研究生,無地質學背景(於老招生時過於注重化學基礎),在野外我曾與之交流,向他們解釋一些地質現象和對斷裂的識別。他們則說,我們的工作是讓數據說話。但野外是一切地質研究的基礎,基礎不牢,談何其他!

在308隊一位技術員幫助下,他們按取原生暈樣品的方式在礦田等間距取樣。無怪精於此道的行家一看結果,便議之為原生暈圖。

孫先生詳細闡述了礦田斷裂構造的生成和發展過程並根據各礦床中賦存和控製礦體的斷裂構造特征,提出在燕山中晚期,滇中地塊整體南移,造成區域性南北向個舊斷裂的左行扭動,由此在礦田範圍內形成北北東向構造帶,其配套的北西向張扭性斷裂,近東西向右行扭性斷裂對礦體有明顯的控製作用。這一構造係統構成了礦田的成礦構造體係。在理清構造與成礦關係的基礎上,最後展示的斷裂原生組合暈分布圖引起了大家的興趣。沿不同方向斷裂帶,錯位的高溫組合暈高值區與中低溫組合暈高值區反映了成礦熱液以花崗岩突起為源頭,沿斷裂運移的方向。較好地解釋了成礦的構造地球化學特征。這一成果後來發表在87年11月的《地球化學》期刊。

 

馬拉格礦田斷裂原生組合暈分布圖:橙色為鉍、錫、銅等高溫暈在樣品得分的高值區;藍色為鋅、鉛、鎘、錳等中低溫暈在樣品得分的高值區。

馬礦地質組組長李成棟後來見到我說,他將此圖留存反複查看,據老陰山北西向斷裂中的熱液運移方位,在小大坡用鑽探發現了一中小型礦床。

該圖由於采樣條件限製也有不足之處,如礦田北東部的白泥洞礦床主要受到地層的層間斷裂帶控製,該帶有一定埋深,故於地表未能采到樣品。因此沒能反映出白泥洞礦床的斷裂地球化學特征。此外,未在坑道係統采樣,因此不能從三維角度反映熱液在深部的運移特征。但這一方法開拓了一種找礦思路,成為孫先生以後各屆研究生必用的研究手段。事隔多年,得知孫先生的博士生,成為西南地質調查所所長的韓潤生教授於會澤鉛鋅礦資源枯竭之時在深部找到富厚礦體,這一方法也是主要的手段之一。

馬礦之後又受雲錫公司之邀,在鬆樹腳礦田礦道中不同高度中段進行了取樣、分析和研究。再現了成礦熱液在三維空間運移的方向和路徑。成果得以在89年第2期《地質學報》上發表。

 

導礦斷裂縱剖麵原生組合暈分布圖

6號東礦床不同方向剖麵原生組合暈分布圖

在昆工,也即改製後的昆明理工大學工作的十一年間多次與楊合榮、李峰、楊世瑜等地質係教師帶畢業生到個舊實習,足跡遍及馬拉格、鬆樹腳、老廠等礦田。90年受武警黃金十三支隊支隊長楊嘉禾之邀,對彌渡馬廠菁金礦區也進行了相應的研究。那時已配備了PC 286電腦,可以通過打印機直接出圖了。

老廠礦田實習期間,揚世瑜教授背靠個舊斷裂帶正在進行野外記錄。

所有的地質工作成果都是集體共同勞動的結晶,在此對一直支持和幫助我進步的孫先生、對和我一同工作過的楊世瑜、楊合榮、李峰老師及研究生們,特別是共同在野外奔忙的曆屆畢業生,我要真心說一聲感謝!

與當年在鬆樹腳礦田實習的應屆畢業生在一起

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