地質(zhì)學(xué)家的科研日常

卞躍躍

地質(zhì)工作者在野外繪制地質(zhì)素描圖

今年4月22日，是第55個(gè)世界地球日，這是一個(gè)專門為保護(hù)地球自然環(huán)境而設(shè)立的節(jié)日。

地球?yàn)槿祟愄峁┝松姘l(fā)展所需的一切自然資源。保護(hù)地球，首先要認(rèn)識(shí)地球。地質(zhì)學(xué)家可能是最了解地球的一群人，他們的科研日常就是探索地球……

?科學(xué)問題 藏身風(fēng)景

身處野外，面對(duì)大自然的鬼斧神工，我們會(huì)產(chǎn)生由衷地敬畏和贊嘆。同樣的景色，地質(zhì)學(xué)家的腦海中可能還會(huì)浮現(xiàn)一連串問題：遠(yuǎn)處的山是什么走向？腳下的坡是什么構(gòu)造？眼前的石頭又是什么巖性……

“地質(zhì)三寶”：羅盤、地質(zhì)錘和放大鏡

無論是造化神奇的山川地貌，還是形色各異的礦物巖石，乃至舉世無雙的寶石或古生物化石，都是地球的瑰寶，也是地質(zhì)學(xué)家的研究對(duì)象。

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，航空遙感、計(jì)算機(jī)模擬、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的應(yīng)用，以及高效的交通方式，讓地質(zhì)科研工作事半功倍。與許多其他自然科學(xué)不同，野外科學(xué)考察是地質(zhì)學(xué)研究不可或缺的基本方法。野外地質(zhì)考察需要俯下身子、腳踏實(shí)地，涉足的區(qū)域不僅有崎嶇山地、廣袤平原和城市鄉(xiāng)村，也包括冰川雪山、沙漠戈壁與海洋孤島。

?合理規(guī)劃 基礎(chǔ)先行

野外地質(zhì)考察的理想與浪漫也經(jīng)常伴隨著艱辛與風(fēng)險(xiǎn)，因此，每一次探索都需要做好周詳?shù)挠?jì)劃和充足的準(zhǔn)備。在制訂野外考察的路線之前，地質(zhì)學(xué)家需要進(jìn)行大量的基礎(chǔ)工作，通過查閱資料和圖件，對(duì)工作區(qū)的地形地貌有深入了解，并對(duì)地下情況有基本判斷。大家一起研究討論，確定目標(biāo)任務(wù)，把每條路線、每天的工作都計(jì)劃安排好。

野外地質(zhì)考察條件艱苦，存在風(fēng)險(xiǎn)，所以考察原則上必須組隊(duì)行動(dòng)，不可一人一線單獨(dú)出行。除了攜帶地質(zhì)工作的設(shè)備工具，戶外用品、食品、衣物、藥物等保障也必不可少。

?收納山河水

如今，野外地質(zhì)考察雖然有了相機(jī)等設(shè)備來詳實(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)狀況，但是地質(zhì)素描仍舊是地質(zhì)學(xué)家必不可少的基本功。通過鉛筆的繪制，不僅能把看到的地質(zhì)現(xiàn)象描畫到野外記錄簿上，還能繪出我們對(duì)地下情況的理解和判斷。

標(biāo)本采集也是野外地質(zhì)考察的一項(xiàng)重要工作。如果考察的目的是尋找礦產(chǎn)，那么礦石標(biāo)本的采集需要注重代表性和完整性，最好能夠顯示礦產(chǎn)的特點(diǎn)和品位（礦石中有用礦物的含量）；如果是進(jìn)行古生物的研究，那標(biāo)本的采集應(yīng)追求典型性和特異性，能夠顯示所在地層的埋藏環(huán)境甚至找到古生物化石。當(dāng)然，無論是礦產(chǎn)還是化石，發(fā)掘“寶藏”的過程通常都不是一蹴而就的，需要由粗到細(xì)、由淺入深、不斷聚焦的幾輪勘查。有時(shí)，礦產(chǎn)開發(fā)還需要制訂詳細(xì)勘察方案、使用機(jī)械設(shè)備協(xié)助，古生物化石挖掘則需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)、設(shè)計(jì)逐層采集方案。

?一沙見世界

野外地質(zhì)考察結(jié)束后，我們會(huì)將采集的標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室，分類整理并開展研究：把地質(zhì)圖件補(bǔ)充完整，并利用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；對(duì)巖石樣品進(jìn)行測(cè)試鑒定，以獲取更多有效信息。使用各種測(cè)試儀器，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、化學(xué)分析、計(jì)算機(jī)模擬等許多學(xué)科方法，將得到的分析結(jié)果與現(xiàn)有的地質(zhì)理論進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，我們可以提出創(chuàng)新的設(shè)想、給出合理的解釋，找到地層中留下的歷史密碼和珍貴寶藏。

地質(zhì)學(xué)家扎根于大地，為我們細(xì)數(shù)滄海桑田，揭露演化奧秘，探求地球?qū)毑?。?dāng)我們領(lǐng)略了自然的壯麗，了解了地球的神奇，會(huì)更加尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然，把保護(hù)生態(tài)環(huán)境當(dāng)作自覺行動(dòng)，共同構(gòu)建人與自然和諧共生的地球家園！

除了肉眼觀察，采集的標(biāo)本在可以在顯微鏡下觀察其構(gòu)造、成分等特征

知識(shí)拓展

野外必備的“地質(zhì)三寶”

由于許多野外地質(zhì)考察的目的地人跡罕至，即使乘坐各種交通工具，通常也需要一段攀登或徒步才能抵達(dá)。在工作區(qū)域找到地質(zhì)露頭（地質(zhì)體在地面上直接露出的部分）后，需要對(duì)地質(zhì)體的物質(zhì)組成、產(chǎn)出狀態(tài)以及和周圍環(huán)境的相互關(guān)系作出初步判斷，這時(shí)候就需要用到傳統(tǒng)的“地質(zhì)三寶”——羅盤、地質(zhì)錘和放大鏡。

羅盤是最重要的測(cè)量工具之一，除了具備幫助地質(zhì)學(xué)家在野外識(shí)別方向的指南針功能，還能通過其中的水準(zhǔn)儀裝置測(cè)定目標(biāo)物體的具體位置，也能測(cè)量地質(zhì)體的產(chǎn)狀（例如巖層及各種構(gòu)造的空間分布）。

地質(zhì)錘有精鋼鑄造的錘頭，方形的一端用于破碎巖石，尖棱或者扁平的一端可用于剝離巖層或者修整標(biāo)本。地質(zhì)錘不僅可用于挖掘和清理表土，采集和解剖巖石，在野外還能防身。

放大鏡可以幫助地質(zhì)學(xué)家在野外觀察巖石的細(xì)節(jié)特征，快速判別巖石類型，分析地質(zhì)體與圍巖的關(guān)系。地質(zhì)放大鏡尺寸較小，方便攜帶。

地質(zhì)學(xué)家利用“地質(zhì)三寶”對(duì)目標(biāo)地區(qū)的巖石進(jìn)行考察分析，把觀察的內(nèi)容記錄在野外記錄簿上，再選取采集合適的巖石樣本帶回。

（責(zé)任編輯 / 代竹蕊? ? 美術(shù)編輯 / 韋英章）