地質(zhì)精神的無言傳承

“把全中國走一遍”是很多人的夢想，而中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所首席科學(xué)家王學(xué)求已經(jīng)實現(xiàn)了多次。

“世之奇?zhèn)ァ⒐骞?，非常之觀，常在于險遠，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也?！闭业V亦是如此。當前，我國礦產(chǎn)勘查已從淺部轉(zhuǎn)向深部，從尋找露頭礦轉(zhuǎn)到覆蓋區(qū)找礦，從低山區(qū)轉(zhuǎn)到中高山的深切割區(qū)，找礦難度增大，更需依托科技創(chuàng)新實現(xiàn)重大突破。

中國近些年許多找礦的重大突破，都與地球化學(xué)技術(shù)息息相關(guān)，地球化學(xué)填圖更是其中的關(guān)鍵一子。曾經(jīng)有報道形容，地球化學(xué)填圖相當于扒開表層，把地球的“腑臟”畫在圖紙上。

地球化學(xué)填圖概念提出于上個世紀初，美國、歐洲、前蘇聯(lián)在上個世紀30年代開始實施，特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，開始大規(guī)模實施。中國勘查地球化學(xué)奠基人謝學(xué)錦院士于1978年提出全國地球化學(xué)填圖計劃，亦稱作“區(qū)域化探全國掃面計劃”，經(jīng)過30年的實施，已成為全世界地球化學(xué)填圖的“樣板”。他的學(xué)生王學(xué)求于2008年提出“把元素周期表繪制在地球上”，將“區(qū)域化探全國掃面計劃”從39種元素提升到76種元素，將覆蓋面積從全國拓展到全球。中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所首席科學(xué)家王學(xué)求親歷了中國地球化學(xué)填圖的40年，并將這種不畏難、精益求精的地質(zhì)精神傳遞給自己的學(xué)生。

把10克樣品分為3000份找金顆粒分布規(guī)律

1985年的夏天，王學(xué)求收到了一份北京發(fā)來的電報，全文不到100字，但這封簡單的電報結(jié)束了王學(xué)求3個月忐忑不安的等待。

電文為王學(xué)求收到被免試推薦為謝學(xué)錦院士碩士研究生的申請，大意為：學(xué)求同志申請獲悉，很高興你有志于中國的化探事業(yè)，望你繼續(xù)努力為將中國化探事業(yè)在世界上占有領(lǐng)先地位作出貢獻。落款為“謝學(xué)錦”。作為中國勘查地球化學(xué)的奠基人，謝學(xué)錦幾乎代表了當時中國勘查地球化學(xué)專業(yè)的最高水準。這是王學(xué)求滿心期盼的結(jié)果，只是當時的他沒想到，自己會成為跟隨謝學(xué)錦時間最長的學(xué)生。

那個時候的謝學(xué)錦，經(jīng)歷“周游列省”的漫長游說后，其呼吁的“區(qū)域化探全國掃面計劃”終于在全國轟轟烈烈地展開，并逐一確定了采水系沉積物、網(wǎng)格采樣、堅持高靈敏度分析標準等規(guī)范，這些嚴謹?shù)囊?guī)范為中國的地球化學(xué)填圖打下了堅實的基礎(chǔ)。

持續(xù)多年的“區(qū)域化探全國掃面計劃”，共分析了39種化學(xué)元素，其中關(guān)于“金”這一元素的故事格外長。王學(xué)求加入謝學(xué)錦團隊時，“區(qū)域化探全國掃面計劃”沒有解決金的遷移理論和“粒金效應(yīng)”問題。當時西方地球化學(xué)填圖計劃都不分析金，因為金有延展性，不易被粉碎，造成取樣很大誤差。分析時，如果稱取的樣品中偶爾有大顆粒金落入，就會產(chǎn)生異常的干擾高值（也稱為“粒金效應(yīng)”）。同時，有一個科學(xué)問題始終困擾著地球化學(xué)界，惰性金比重大，不可能在水系中長距離遷移，也不能穿透覆蓋土壤到達地表，這些大規(guī)模金地球化學(xué)異常是如何形成的？

謝學(xué)錦猜測，在自然界中，除顆粒狀金外還存在有大量的超微細金，這種超微細金的存在可以形成大規(guī)模金異常，分析結(jié)果也更為可靠穩(wěn)定。

猜想畢竟不是事實。在草原、叢林等覆蓋區(qū)是否真的存在超微細金需要實驗驗證，王學(xué)求的碩士論文便是圍繞這一主題。測量金首先需要找到超微細納米金，但當時的實驗室還沒有透視電鏡，只有顯微鏡，無法對納米級的元素進行有效觀察。

如何找到土壤中極小顆粒的金子？王學(xué)求受南京實驗室沈瑞平的啟發(fā)，基于礦物光譜量測量和排列組合原理，把一份10克的樣品磨碎到某一合理的粒級，在精密天平上把樣品分成足夠多的等份，讓每一等份中最多只有一粒金，要么沒有金。根據(jù)理論計算，當把一個樣品分成的份數(shù)是樣品中實際含有金顆粒數(shù)目的5倍時，每一份中含有兩?；騼闪Ｒ陨辖鸬母怕手挥?.5%，基本可以確認每一份中只有一粒金子。對每一份樣品逐一攝譜，就可根據(jù)含量計算出金顆粒大小及樣品中含有金顆粒的數(shù)目。

這個實驗原理聽起來簡單，但從未有人實踐過，因為實驗太過“龐大”。螺螄殼里做道場，不僅需要想象力，更需要強大的執(zhí)行力。最多時，王學(xué)求把一份10克樣品均分為3000多等份。這樣的樣品，他分析了50多份。一份樣品分到最后，時常出現(xiàn)質(zhì)量太小的情況，如只有0.01毫克而稱量不準，王學(xué)求便往里面加入純石英再進行稱重。

那時候，白天實驗室的工作人員需要正常工作，儀器數(shù)量有限，研究生不能老占著儀器，王學(xué)求只能晚上干活，一干就是一個通宵。超微細金就是如此通宵達旦找到的。

“地球化學(xué)樣品中大量存在小于5微米的超微細金?！边@一發(fā)現(xiàn)在當時的學(xué)術(shù)界引起極大震動。超微細金的發(fā)現(xiàn)，讓中國找到了一條可以繞開“粒金效應(yīng)”找金的可靠途徑，被國際勘查地球化學(xué)家協(xié)會主席列入上個世紀90年代勘查地球化學(xué)最重大進展之一。

配合當時金的分析檢出靈敏度的顯著提升，從小秦嶺到黔西南，從新疆到甘肅，20世紀80年代后，我國批量發(fā)現(xiàn)了900多個金礦床。據(jù)不完全統(tǒng)計，自1999年以來，運用謝學(xué)錦和王學(xué)求科研團隊所研發(fā)的找金理論和方法，在圈定靶區(qū)中發(fā)現(xiàn)的大型以上金礦已達16處，我國也于2014年躍升為世界第一大產(chǎn)金國。

云南地礦局前總工程師張翼飛曾經(jīng)說過，今天在中國尋找金礦，離開化探資料是根本不可能的。王學(xué)求與中國科學(xué)院院士謝學(xué)錦據(jù)此研究成果寫成的《金的勘查地球化學(xué)》一書也被美國著名地球化學(xué)家趙畯田（T. T. Chao）稱作“一部劃時代的巨著”。

生死羅布泊

新疆羅布泊，是填圖時最難獲取數(shù)據(jù)的一塊地區(qū)，也是地質(zhì)人“出野外”試煉中的終極難關(guān)之一，即使放在今天通鐵路、通信號的情況下，依然如此。

那時進入羅布泊，沒有網(wǎng)絡(luò)、沒有手機導(dǎo)航，非?？简灥刭|(zhì)人員的野外經(jīng)驗。羅布泊內(nèi)遍布鹽殼，這些鹽殼表面看似堅硬，越野車經(jīng)過時，一旦碾破鹽殼，人和車沉下去找都找不到。“開車需要特別小心，找那種‘白板地’，就是有流水痕跡的地方，這種地面相對堅硬，比較安全。”王學(xué)求分享道。

王學(xué)求在這里進行區(qū)域化探采樣時，團隊曾有嚴格規(guī)定，一天采樣路線只能在邊長10千米的方格內(nèi)活動，絕不可超出此范圍。這里曾發(fā)生過太多離奇的失蹤事件，必須非常謹慎。

即使如此，還是會有突發(fā)情況。有一次，王學(xué)求和團隊成員在外干活時碰到大風(fēng)天，這種天氣極為危險，一行三人匆忙趕往基地。趕路途中，車子卻意外陷沙。羅布泊的風(fēng)在一望無際的沙漠中呼嘯著，狂卷著地面的沙土，威力巨大，這些沙土一旦遇到障礙物便會迅速沉降。不到兩個小時，風(fēng)沙便把車子掩埋了一半。此時，天色漸晚，王學(xué)求一行三人等風(fēng)停后趕緊下車，拿著鐵鏟等采樣工具挖沙子。

“晚上不敢睡覺，怕萬一被埋到里面，人也不能在外面待太久，沙漠晝夜溫差大，晚上氣溫驟降，容易失溫?！本瓦@樣，3個人輪換著挖了一晚上沙子，直到第二天早晨六七點，才把車挖出來離開。

為補足東天山西部無人區(qū)16萬平方千米的地球化學(xué)填圖空白，1994年至1996年和1999年至2003年，王學(xué)求及其團隊成員兩次進入東天山（含羅布泊）南部無人區(qū)從事野外調(diào)查，為國家緊缺礦產(chǎn)資源如大型金礦、鈾礦、鉛鋅礦和銅礦的發(fā)現(xiàn)提供了重要找礦線索。

其間，國際地球化學(xué)填圖項目通過了聯(lián)合國教科文組織的批準（1988年），謝學(xué)錦作為該計劃工作組指導(dǎo)委員會委員，開始“周游列國”，王學(xué)求也跟隨謝學(xué)錦前往哥倫比亞、南非等國，交流我國區(qū)域化探的成功經(jīng)驗。此時，我國的區(qū)域化探技術(shù)從采樣到分析，已經(jīng)大大領(lǐng)先歐美。

2008年，王學(xué)求出任全球地球化學(xué)基準委員會主席。也是在同一年，技術(shù)的更迭，要求地球化學(xué)填圖向更高維度邁進，作為“全球地球化學(xué)基準計劃”的一部分，王學(xué)求啟動了“全國地球化學(xué)基準值建立與綜合研究”，開始了81項指標（含76個化學(xué)元素）的地球化學(xué)基準圖填圖工作。

周建是在2009年加入中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所的。

“剛參加工作的第一年，我都沒見過自己的工資卡，幾乎所有時間都在野外采樣，從沒回過單位，過年直接從野外回家，過完年又趕赴下一個野外。”周建回憶道。

2008年到2014年，周建跟隨項目走過了江西、云南、四川、青海、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆、西藏等省、自治區(qū)內(nèi)的大部分地區(qū)，全國4個無人區(qū)，他去了3個，羅布泊更是八進八出。正因有周建這樣一群人的付出，“全國地球化學(xué)基準值建立與綜合研究”在6年間便完成了基礎(chǔ)的采樣工作，為后期的數(shù)據(jù)分析奠定了堅實的基礎(chǔ)。

日均3萬多步，遭遇毒蛇和泥石流

相比繪制全國地球化學(xué)基準圖，尋找中重稀土是一件需要承擔更大風(fēng)險的事。在滇南進行1∶25萬比例尺和1∶5萬比例尺的地球化學(xué)調(diào)查，每一份數(shù)據(jù)、每一個異常都可能影響最終的結(jié)果。

“最苦”的階段是1∶25萬比例尺采樣調(diào)查，每個采樣網(wǎng)格的邊長為2千米?！拔液蛯W(xué)生進行1∶25萬比例尺采樣時，每天手機記錄的步數(shù)都在37000多步?！蓖鯇W(xué)求說。

王學(xué)求的博士研究生喬宇主要在紅河地區(qū)進行采樣，王強則主要負責西雙版納。他們繼承了老師精益求精的科學(xué)態(tài)度和地質(zhì)精神，雖然每個格子的采樣點在前期定點時，已盡量兼顧科學(xué)的可靠性及人力的可及性，但喬宇和王強在實際執(zhí)行時為了讓采樣的水系沉積物更好地體現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的各類元素，很多人力較難抵達的采樣點，他們還是會盡量爭取采樣。

“如果在采樣階段‘摻水’，數(shù)據(jù)就有可能呈現(xiàn)假異?；驘o異常，對后期勘礦產(chǎn)生誤導(dǎo)。所以，采樣點要選取最接近天然物質(zhì)富集的區(qū)域?！眴逃罡嬖V《中國報道》記者。

在有公路通達的地方，順利時王強和喬宇一天可以采樣十幾個，但在地形切割深的群山中，只能靠雙腿沿著崎嶇的羊腸小道或小溪行走至山腳水系位置，有時候來回往返山路超過10公里，一天就只能采集1個點。

喬宇記得最累的一天是在元陽梯田。元陽梯田遠看層層疊疊，起伏不大，近看高差非常大，最大可以到200米。那次的采樣點在梯田底部的河流，喬宇沒想到7點出發(fā)采樣，在梯田里蜿蜒下爬，走了4個小時還沒到底部，因為食物補給在山上的車里，當時的他進退兩難，只能咬著牙繼續(xù)下山，完成取樣。僅梯田這一個點位，就花費了8個小時的時間。

王強告訴記者，一袋濕的水系沉積物樣品可能達3—4斤重，有時候要負重10多斤樣品跋山涉水返回基地。夏季酷熱，隨身需要攜帶藿香正氣水，而且密林中常有毒蛇出沒，野外工作組幾乎每天都能碰到毒蛇。

“云南的很多路并不在地圖上顯示，剛來云南時都需要本地向?qū)е髞泶昧?，自己基本就可以憑借經(jīng)驗和直覺找到本地人才知曉的隱藏路線。”喬宇說。

2020年，結(jié)束1∶25萬比例尺的勘查工作后，王強和喬宇也畢業(yè)離開，更小范圍的1∶5萬比例尺（采樣網(wǎng)格邊長500米）地球化學(xué)勘查采樣工作交到了中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所云南紅河稀土礦現(xiàn)場負責人周建手中。

參與1∶5萬比例尺地球化學(xué)勘查的謝明君博士告訴記者，因為網(wǎng)格面積更小，采樣點可選擇的范圍也就更小，很多難以抵達的采樣點需要一步步走過去。山中天氣變幻莫測，時常形成小氣候，戶外最怕遇到大雨，很多路來時還是路，返回時可能就成了河。

王學(xué)求時常擔心，因為地質(zhì)行業(yè)太苦，選擇這個專業(yè)的學(xué)生會越來越少，愿意出野外的學(xué)生也越來越少。

聊起這個時，中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所的劉昱恒、孫文龍和謝明君仍在云南的深山中，無論下雨、刮風(fēng)、起霧，只要不是極端惡劣天氣，他們都會堅持進山采樣、勘探。嘴上叫苦，但行動上一點兒不敢馬虎，因為他們知道每一袋樣本對后期數(shù)據(jù)的重要性。