2016年01月13日 星期三

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青藏高原地质调查与研究感怀

来源:地调局成都地调中心 作者:潘桂棠 发布时间:2016-11-18

完成一次青藏高原地质调查和研究项目,需要成千上万公里的艰苦跋涉,要翻越众多海拔4000m以上的大雪山,忍受长时间心脑缺氧的折磨,忍耐泥泞不平山路的疯狂颠簸,经受风霜、烈日的熔炼,克服在万丈绝壁上盘旋行车的恐惧,习惯在脏、陋、臭的篷馆旅宿。无论是多苦、多累、多险,万水千山征程需要情系高原地质事业、坚定信念,以探索大自然奥秘为乐。

在空旷无垠的荒原上,在烈日炎热的戈壁沙漠中,在前途险恶的雪山中,经常遭遇饥寒交迫的困境,以“胜似闲庭信步”之心境,将高低贵贱、功名利禄统统置之度外,尘念消逝,天地人合为一体,青藏高原最能激活人们的爱心、责任心和奉献精神。

风霜雨雪、冰雹雷电,气候瞬息万变,青藏高原最能显示地质调查科研人员适应环境变化的本能。天空透亮、斑斓绚丽的色彩,雄伟多姿的雪山、森林、草原,大自然各种景物在苍天中相互置换,令人智清气爽,而又心旷神怡,青藏高原最能诱发人们的观察力、想象力、创造力。

地质科学研究主要作3件事:

1.观察、认识地壳中发生的许多地质事件的记录和遗迹;

2.考察、追索这些地质事件之间的相互联系,时空结构和序列;

3.思考、演绎地质事件的动力学机制,证伪理论、完善和发展理论。

与任何自然作用过程一样,任何地质事实、地质事件、地质作用的形成过程都包含有复杂的因素,从物理学角度大体可分为3类:

1.确定性的有序过程,如沉积作用中的层序、沉积相组合,沉积体系域常是有序的,可认知的。可根据依次石化的地层确定其沉积相环境的时序。

2.随机形成的无序过程,这种过程的任何一个具体事件的出现是完全不可预测的,但全部事件的总体存在某种分布规律,如洋壳俯冲碰撞构造作用过程形成的蛇绿混杂岩和俯冲增生杂岩。

3.介于上述两类过程之间,即其机制是确定性的,可认知的,但其行为是无序的。如成矿作用这类过程,即使我们掌握了其成矿地质条件、成矿模型,甚至可以以数学方式来表达,但是随地质背景和成矿系统时空结构转换,由于初始条件——哪怕是微小的变化,也会导致其物理化学行为的巨大偏差。在成矿的许多因素中,有许多随机和混沌过程的特点,人们至今尚未证实哪种矿床完全是有序过程,哪怕是层控矿床的预测,也是不容易的。当然地质学家不是面对矿床预测完全束手无策,如像研究人体中的各类癌症的发生发育及基因突变那样,我们可以在加强成矿背景,成矿规律和成矿预测的基础研究中去认知。

客观地说,地质科学的事实乃至理论、概念、原理都是一定历史阶段认知的产物。地质调查和研究过程,在大多数情况下引入新的理论,与岩石对话。形成新的思路、观点和概念,必然意味着对原有理论、概念和观点的修正或否定。这就使得创新者必须面对来自原理论概念、观点提出者、继承者和捍卫者的重重质疑,要使别人信服自己的发现、认识和观点,实际上要比艰辛研究的新发现还要难!科学争论、争鸣是不可避免的。可惜当今地球科学界里争论、争鸣得太少。真正站在科学的前沿,评古论今,谈天说地不断创新的学者群并不多见。而与大自然对话的地球科学中,许多被一些可认知的“原理”、“定律”和“概念”使人获得启迪、启发和留下思考余地的创见是应该继承、完善、发展。毕竟我们今天的地球科学观包含了成千上万的科学家的发现!是科学界共同推动发展的结晶。

地质科学是一项伟大的事业,地质调查研究活动致力于反复观察和实验获得的地质记录,用一种综合模式表达,以求加深理解,成为破译奥秘的通用密码。同时,它又是一种冒险的事业,不确定的因素时时存在。这是一个富于献身精神、不屈不挠的探索历程。我一直记得1983年秋冬之交,在当时还在世的马杏垣先生家里的那次谈话。他详细听取了我们的青藏高原新生代构造与高原隆升的调查研究报告,指出“要深入思考,开拓视野,写一本青藏高原新生代构造形成演化的专著,这是前人没有做过的开创性的事业”。他特别嘱咐,“对前人的理论观点不轻易否定,对自己的观点认识不轻易肯定”。时过20年,我们才真正理解先生的教诲。

成功的秘诀在于诚实、毅力和勤奋,但不成功的时候更多。一个人的体力、精力、能力实在有限,花去了一辈子的岁月,跑了那么多路,爬了那么多山,付出了那么多的心血,历尽喜怒哀乐,尝遍酸甜苦辣,才获得今天这么一点点成果,一点点自己的认识。青藏高原地质、中国地质、全球地质问题还是那样浩瀚,犹如迷茫云烟,真心感叹“学海无涯。”

地球科学是探究地球历史的领域,研究地球物质组成、结构及分布规律,研究地壳岩石的分布和形成的规律,研究动力学机理。阐明现在正在展开的地质作用,推断过去曾经展开过的地质作用,判断这些作用过程导致的效应,以及地壳岩石构造记录中表现出来的岩石圈演化的时空格局、物质运动状态、动力学机制。

板块构造学的焕然一新的理论观念、论证方法、思考方式,使我们研究大陆地质的人,也要研究大洋地质,研究大陆中曾经存在和消亡的大洋和大陆边缘弧后洋盆,研究岩石圈深部地质,进而逐步探索大陆岩石圈是如何解体,大洋岩石圈是如何扩张、如何消亡,又如何汇聚碰撞转化为大陆造山带和全新的超级大陆。例如不断探索特提斯大洋的形成演化起源于Rodinia超大陆的解体,青藏高原的形成演化过程起源于特提斯洋的演化过程。

由于地质学家,尤其是大地构造学家和区域成矿学家考虑的各种不同时空尺度、不同层次、不同规模的地质事实。大至上万公里的地质事实,小至研究岩石物质内部晶体变形的地质作用现象,研究对象的历史是万年、亿年,至今研究的时间范围已扩大到46亿年,考察、观察工作极为复杂,难度很大。

在地质工作中要得到惊人的新发现是很不容易的,工作区域的局限性,工作的系统性不够,还有其他体制,机制上的约束,即使收集到一些充分说明问题的资料、数据,也不能期望人们就都接受对时空地质特征和地质作用复杂机理各异所作的解释。

尽管如此,但是大自然中的地貌、地质景观展现在地球演化史最近期诞生的人类面前,都是一幅非常雄伟、壮观的应变图像,深邃莫测,无穷变化,充满着十分诱人的魅力。到处留意,随时观察,知识会随时间的过去而结累。一些新发现是艰苦跋涉获取的,一些新认识是苦苦思索求得的,一些新观念是费尽心思求解的。经过坚持不懈的认识—实践—再认识过程,揭示自然界地貌、地质、资源和环境的时空结构,物质运动状态,建立符合客观事实的形成演化规律和模式,无时无地都会激动人心,哪怕是一生的奉献,一代一代地探索追求。要在事业上取得成功,必须有自信心,信心是立身行事的精神支柱,信心是志气和能力的结晶。

在一个延伸上千公里的构造成矿带进行地质调查,一个考察研究群体所观察的接触面是有局限的。都不会妨碍地质学家深入实地去认识地质构造运动和成矿作用的地质记录和踪迹,每一地质事件的产物——矿床(点)、层序、岩石构造组合及其相互关系,和由此决定的地质事件的本质及其演化规律,可以存在于特定的露头,特定的地质剖面,特定的地壳结构中。当地质学家把每一地质露头、每一地质剖面、每一构造部位的岩石组合结构,放在一定的地质时期的构造带背景上进行观察、分析和解剖时,是能够由此认识到这一地质时期中所发生的地质事件某些方面的实质性。只要善于学习,善于观察,善于联系比较,不把自己的眼界局限在一个狭小的点上,不断改进自己的思维方式,思想方法,那么在众多地质作用、事件、机理的广阔天地里是可以实现所追求的科学探索目标。

 

注:本文曾是《青藏高原碰撞构造与效应》一书的结束语。编者以为,此文是老一辈地质学家质调查和研究的高原人的感想,对当今年轻地质工作者仍有指导意义,故经潘桂棠先生本人略作修改及首肯,仅以此文献给中国地质调查工作一百年,祝贺我国地质调查工作成功走过的百年岁月,也祝愿我国地质调查事业在中国地质调查局的领导下开创下一个百年的辉煌。