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叩开地学之门(五)

(2018-09-04 00:12:25) 下一个

昆工十年

毕业时,经过一番周折,终于如愿到昆明工学院地质系任教。 在地质系有幸加入了孙家驄付教授领军的矿田构造研究团队,并与孙先生一起合作十一年时间。对孙先生的行事风格有如下评价:大气、敏锐、放手。

凡是有利教学与科研,孙先生都给予全力支持。尽力为我创造了参加各种学术会议的机会,刚到系上的那几年先后在海南、北京、青岛、成都和长沙等地参加过构造动力学学术研讨会、地质力学年会、深部地质讲座讨论会、矿田构造和构造地球化学研讨会等等,使自己进入构造与成矿的研究前沿,开拓了眼界。

孙先生敏锐地认识到构造应力场的动态模拟是成矿定量预测的一个新兴研究领域。为此与北京地质力学研究所沈淑敏研究员联系,让我和他的研究生大鹏在84年底前往该所进修构造应力场模拟。学习期间,沈先生将可进行应力场模拟的有限元E-程序送给我们,由于程序语言只能在一些特定的大型机算机中实现,我又托北京计算所在长春时的老同学立振改写成较为通用的FORTRAN语言。该程序在后来大鹏的硕士论文中得到大鹏创造性的运用。论文答辩时,据说李志鹄先生的评语是:具有博士论文水平。

孙先生先后为系付主任、主任、矿产研究所所长,主持全系的教学科研,工作较忙。四年级的专业课地质力学和矿田构造交到了我的手上。学生每年的毕业实习,也开始与有课题的老师挂钩。

1984年4月,孙先生带领课题组与个旧云南锡业公司签定了马拉格矿田成矿预测的研究合同。马拉格矿田是个旧最早开发的矿田,资源频临危机。当时云锡公司下决心对马矿进行最后诊断,以决定下一步的战略部署,故邀请国内各领域专家进行会诊。参加研究的还有武汉地院的地球化学专家於崇文教授,中国地科院矿床专家赵一鸣研究员和贵州工学院小构造专家黄华斌付教授。可谓是大腕云集。

5月,我与孙先生研究生小雷带部分应届毕业生赴马矿作先期野外工作。马拉格锡多金属矿床(含铜、铅、锌)为岩浆期后热液矿床,明显受断裂构造控制。区内断裂十分发育,是热液运移和沉积成矿的主要场所。为了弄清成矿热液的活动规律,决定追索几个主要方向的大小断裂带,一方面对断裂的结构面特征进行观察,一方面沿断裂带进行等间距取样。一个多月时间过去,共获得各种构造岩化学分析样品160件。

实习过程中,孙先生专门下马矿检查工作。在一些关键的断裂构造控制点上进行详细观察。孙先生的观察细致入微,分析亦是鞭辟入里,切切实实给大家上了一课。

正在观察断裂结构面的孙先生

样品送云锡研究所进行25种元素的定量分析。暑期临近,分析结果传来,共获6000多分析数据,小雷先行进行处理。一天孙先生找到我,说处理结果不太理想,问我可有更好的办法?我接过数据答应再想想看。

正值暑假,我独自在家沉思,眼前放着小雷的聚类分析结果。与矿化有关的主要金属元素明显分为两组:高温组合与中低温组合。即在较高温度下便可沉淀的元素组合和随着热液温度降低仍有较强迁移能力的元素组合。

如何才能将这两种元素组合的特征在空间上表达出来?在不同的断裂构造部位,每一个样品都会带有某种特征,都会带有以某一种组合为主要特征的性质。突然间我想起在长春地院教数学地质的王世称教授提到过因子分析,可通过不同因子在样品上的得分多少来反映样品的特点。也就可以反映这两类组合在空间的分布特点。思路一经打开,剩下的就好办了。我立即去院计算机站,进行因子的统计分析。当时院里计算机能力有限,无法直接出图,因子得分的结果出来后,我又在家中花了一周时间用内插法,将160个样品两种组合的得分等值线在地质图上绘出。

孙先生看到图后大喜过望,连声说:“可以交差了,可以交差了!”

85年下旬,检收报告会在个旧召开,大家寄以厚望的於崇文老先生一行也如期到来。於老是国内知名的地球化学专家,这次在马矿取了不少样品,分析元素达29个之多。所花经费也是我们不能相比的。报告会上,於老展示了各主要元素的地球化学晕图,主要矿段都显示为强晕,於老特别强调,所有图件都是计算机直接成图。其手段先进,让我们赞叹不已。

会下一位308队技术员跟我说,花了这么多钱就得到这样一个原生晕图,比这详细的原生晕我们都做过,只是没他做的元素多。

碍于於老的声望,大家都没说什么。几十年过去,我倒觉得可以反思一下。於老的问题出在基础地质研究之上。由于断裂的贯穿作用,分析其间破碎的岩石样品,可直接探寻深部的地质信息。而一般完整的岩石信息量太少。武地负责采集样品的研究生在野外曾多次与我们相遇,那是几个从化学专业转读的研究生,无地质学背景(於老招生时过于注重化学基础),在野外我曾与之交流,向他们解释一些地质现象和对断裂的识别。他们则说,我们的工作是让数据说话。但野外是一切地质研究的基础,基础不牢,谈何其他!

在308队一位技术员帮助下,他们按取原生晕样品的方式在矿田等间距取样。无怪精于此道的行家一看结果,便议之为原生晕图。

孙先生详细阐述了矿田断裂构造的生成和发展过程并根据各矿床中赋存和控制矿体的断裂构造特征,提出在燕山中晚期,滇中地块整体南移,造成区域性南北向个旧断裂的左行扭动,由此在矿田范围内形成北北东向构造带,其配套的北西向张扭性断裂,近东西向右行扭性断裂对矿体有明显的控制作用。这一构造系统构成了矿田的成矿构造体系。在理清构造与成矿关系的基础上,最后展示的断裂原生组合晕分布图引起了大家的兴趣。沿不同方向断裂带,错位的高温组合晕高值区与中低温组合晕高值区反映了成矿热液以花岗岩突起为源头,沿断裂运移的方向。较好地解释了成矿的构造地球化学特征。这一成果后来发表在87年11月的《地球化学》期刊。

 

马拉格矿田断裂原生组合晕分布图:橙色为铋、锡、铜等高温晕在样品得分的高值区;蓝色为锌、铅、镉、锰等中低温晕在样品得分的高值区。

马矿地质组组长李成栋后来见到我说,他将此图留存反复查看,据老阴山北西向断裂中的热液运移方位,在小大坡用钻探发现了一中小型矿床。

该图由于采样条件限制也有不足之处,如矿田北东部的白泥洞矿床主要受到地层的层间断裂带控制,该带有一定埋深,故于地表未能采到样品。因此沒能反映出白泥洞矿床的断裂地球化学特征。此外,未在坑道系统采样,因此不能从三维角度反映热液在深部的运移特征。但这一方法开拓了一种找矿思路,成为孙先生以后各届研究生必用的研究手段。事隔多年,得知孙先生的博士生,成为西南地质调查所所长的韩润生教授于会泽铅锌矿资源枯竭之时在深部找到富厚矿体,这一方法也是主要的手段之一。

马矿之后又受云锡公司之邀,在松树脚矿田矿道中不同高度中段进行了取样、分析和研究。再现了成矿热液在三维空间运移的方向和路径。成果得以在89年第2期《地质学报》上发表。

 

导矿断裂纵剖面原生组合晕分布图

6号东矿床不同方向剖面原生组合晕分布图

在昆工,也即改制后的昆明理工大学工作的十一年间多次与杨合荣、李峰、杨世瑜等地质系教师带毕业生到个旧实习,足迹遍及马拉格、松树脚、老厂等矿田。90年受武警黄金十三支队支队长杨嘉禾之邀,对弥渡马厂菁金矿区也进行了相应的研究。那时已配备了PC 286电脑,可以通过打印机直接出图了。

老厂矿田实习期间,扬世瑜教授背靠个旧断裂带正在进行野外记录。

所有的地质工作成果都是集体共同劳动的结晶,在此对一直支持和帮助我进步的孙先生、对和我一同工作过的杨世瑜、杨合荣、李峰老师及研究生们,特别是共同在野外奔忙的历届毕业生,我要真心说一声感谢!

与当年在松树脚矿田实习的应届毕业生在一起

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