百年清华

孟宪民:执着一生地学情

2016-04-11 | 冯丽妃 | 来源 《中国科学报》2016年4月8日 |

孟宪民(1900—1969),1918—1922年就读北京清华学校高等科,1924年毕业于科罗拉多州立矿业学校,1927年获麻萨诸塞茨州理工学院硕士学位后回国,1928年任中央研究院地质研究所研究员,1937年任云南个旧锡矿探矿队长、工程处主任,1946—1952年任清华大学地质系教授,1952年任地质部地质矿产司副司长,1955年任中国科学院学部委员,1956年任地质部矿物原料研究所副所长,1959年任地质部地质科学研究院副院长。

70年前,他携全家从重庆到北平出任清华大学地学系教授,执教6年间培养了裴荣富、常印佛、刘宝珺等一大批优秀人才。

他是我国最早运用矿物微量分析的学者,是中国层控矿床研究的先驱。如今,斯人归去已近半个世纪,他的学术思想仍在传承中发展,推动着中国地学事业的进步。

“他是一个好强的人,也是一个刚烈的人。”在回忆授业恩师孟宪民时,中国地质科学院矿产资源研究所已退休研究员、年近古稀之年的宋学信如是说。但一遇到地学研究,孟宪民的这两个特点就会发生“化学反应”,转化成热情和执着。

孟宪民是我国矿床地质学研究的先行者之一。67岁的他在因病住院治疗时,仍然念念不忘同生成矿学说,一见到来访的同事、学生就会逮住机会讨论;“文革”期间,他曾亲自油印材料,疾呼同生成矿学说。

如今,斯人归去已近半个世纪,但从这些“小事”中,依然可管窥到孟宪民的地学情怀。

三下云南 实战建功

孟宪民,字应鳌,1900年2月2日出生于江苏省武进县,曾先后就读于北平清华学校(今清华大学)、科罗拉多矿业学院、麻省理工学院研究生班。1927年,28岁的孟宪民归国后被李四光看中,聘任为新成立的中央研究院地质所研究员,从此开始了矿床地质研究生涯,并作出了系列有影响力的成果。

从1930年到1946年的十多年里,孟宪民的足迹踏遍我国南北各地,并与云南省结下了不解之缘,在个旧、东川等地为我国矿产资源开发作出重要贡献。云南地质矿产专家邓玉书曾这样评论:“由地质调查,进而到应用地质,正确地开发个旧锡矿的前辈中,首推孟宪民教授和他领导下的同事们。”

1934年秋,孟宪民前往云南个旧锡矿进行调查。他与地质调查所陈恺及云南大学矿冶系何塘等克服重重困难,测绘了个旧主要矿区1:10000地形地质图和外围地区1:50000地质图,并对区域地质和矿区地质进行了较深入的调查研究。他的建议让当时的资源委员会决定在个旧进行现代化的矿山建设。

1937年,他被任命为个旧锡矿勘探队队长,负责开展包括湾子街、耗子庙、老银厂、黄茅山等矿区在内的老厂矿区勘探工作,这是当时个旧最大的土法开采矿区,产锡量占个旧锡矿总产量50%以上。勘探队首要目标是进行老矿硐测量,摸清地下矿脉分布情祝。在孟宪民带领下,十多人的团队只用了一个多月就完成了老厂矿区1:2000矿硐平面和剖面图绘制,为正确选定竖井位置和制订开采计划提供了主要依据。

通过测绘工作,孟宪民提出了在老厂背阴山冲地面设计开凿一对直径分别为3.8米和3.1米、深度为200米左右的“双子”竖井采矿方案,同时在井下设计正规巷道及石门,以改变土法探矿、采矿和运矿的落后局面,实现运矿机械化。尽管“双子”竖井方案曾遭到很多人反对,但后来它们为个旧锡矿开发作出了重要贡献。而且这一人工开凿的工程质量非常过硬,直到20世纪90年代,它仍是国营云南锡业公司原生矿最主要的探采井巷。

在对锡矿和铅锌矿勘探的基础上,孟宪民带领新成立的云南昆明地质调查组又把目光转向东川等地的铜矿。从1942年冬到1945年春,调查组先后完成了1:50000东川地区地形地质图、落雪—因民矿区和汤丹矿区1:5000和1:10000地形地质图以及中英文对照说明书。这些地形地质图为解放后东川铜矿勘探工作的开展提供了重要依据。

“地质探矿工作只有深入工作实际才能体会客观的情况,那几年的野外工作(个旧、东川)使我对矿床学有了比书本上更深入的了解。”孟宪民在黄山花岗岩产状讨论会上的报告中曾如是说。正是多年的野外实践工作,使他对脉状矿与层状矿有了一定的认识,也为他多年后在中国首次向传统的岩浆热液成矿论提出挑战,并倡导矿床同生论打下了基础。

岩层找矿 不拘一格

在上世纪五六十年代岩浆热液成矿论一统天下的情况下,孟宪民提出了很多人认为不可思议的观点:同生成矿学说。

孟宪民在麻省理工学院的老师林格仑是国际上岩浆热液成矿论的代表人物,这使得他在相当长时期内对该理论深信不疑。岩浆热液成矿论认为,热液流体和成矿金属源于能够分异和演化的岩浆,岩浆与热液矿床在空间、时间和成因上密切相关。

然而,在实际工作中,他逐渐从该理论的一名跟随者成为质疑者。随着矿床勘探研究工作的深入,他逐渐认识到,岩浆热液成矿论并不能很好地解释许多矿床地质现象,更不能有效地指导找矿和探矿。在实践中,他了解到东川烂泥坪震旦系底部的铜矿层钢矿发育层位稳定;云南个旧锡矿均发育于三叠系个旧灰岩的两个不同的一定层位中;扬子江下游泥盆系与石炭系沉积间断上的铁矿,含铜黄铁矿或黄铁矿,也是层位稳定;其他如铅锌矿、汞矿、锑矿等等均发育于一定的层位。

这些事实让他对热液成矿说产生了怀疑。“如果说这些沿一定地层的矿层是含矿热液沿有利于交代地层用浸染交代而成的话,这里就发生了下列的问题:每一矿床的富集就需假设,这些成矿物质在地壳深处富集起来,并经过一个通道把这些富集的物质搬运到适宜成矿的地区,这样还要替被交代的岩石物质设想如何被交代和运出。”他曾说,“有些金属矿床储量大,达几千万至亿吨。这种大量成矿物质的运进和被交代物质的运出是热液成矿说无法解释的。”

他还翻阅了大量文献资料。拿国外金属矿产业说,最好的例子是德国曼斯费尔得含铜页岩矿床,矿层仅有22厘米厚,有一定层位,分布于从英格兰北部到波兰的大面积范围。非洲赞比亚的铜带矿床也是有一定层位,分布面积广。西班牙的里奥廷托的含铜黄铁矿也有一定层位和分布面积广的特征。这些都解释了矿床是成群出现的说法。

这些“客观事实使我从原来的一位热液成矿追随者改变到现在的一些想法”,孟宪民曾在黄山花岗岩产状讨论会上说。统计新中国建立以来对成矿问题的资料,他得出沿一定地层层位找矿是今后的方向。1962年,他提出东川铜矿不是岩浆热型成矿,而是同生沉积的层控矿床的理论,后来观点亦被钻探证实。

国之所急 心之所系

1952年9月1日,中国地质部成立,孟宪民在担任清华大学地学系教授6年后,被调到地质部任地质矿产司副司长。在此期间,东川矿务局对汤丹铜矿是否值得工作争议不决,1953年初,孟宪民组织并参加了下老硐、查井巷、核对硐巷平等工作,最后认定汤丹矿前景良好,后经探采证实该矿是东川地区最大的铜矿。这项调研揭开了1953~1955年间东川铜矿区大规模地质勘探的序幕,使东川真正走向辉煌。

在上世纪50年代初期,孟宪民就认识到了稀有元素矿产资源对我国未来国防尖端科学技术发展的重要性。当时国内稀有元素矿产地质工作处于空白状态,地质部矿物原料研究所建立不久,时任业务副所长的孟宪民和所党委把很多员工派往苏联进修考察,为开展我国稀有元素找矿和研究,作了人员、技术、资料等准备。

上世纪60年代初,国家急需铌。时任地质科学研究院副院长的孟宪民根据我国广东沿海地带燕山期花岗岩发育、多产砂锡矿及滨海砂矿等特点,认为那里是找寻含铌花岗岩的有利地区,并派人到当地调查,找到了含铌铁矿的花岗岩风化壳。经地质队勘探后,向国家提交了第一个含铌钽铁矿花岗岩型矿床的储量报告,并很快建厂投产,满足了国家当时对铌资源的急需。此后,地质队根据经验,在华南各省也相继找到了各种稀有金属花岗岩型矿体。

其间,孟宪民还主持了若干次全国性稀有金属矿产专业学术交流会议。1962年,他参加了由国家科委主持召开的关于编制国家科技发展长远规划会议,该规划极大地缓解了我国在稀有金属和分散元素矿产资源方面的急需状况。

斯人已去 薪火长存

“学习地质最重要的一点是联系实际、联系野外。要做到这点,首先就是要能够爬山走路。”1965年,中科院首批学部委员(院士)孟宪民在安徽黄山花岗岩产状讨论会上曾如是说。

刚迈入地质学的门槛时,爬山并不是孟宪民的强项。1927年初冬,他第一次在南京紫金山观察地质时,曾和一位朋友一同爬山。“当时那位会计朋友爬山能力比我高明得多。我落在他的后面很远。那时我弄得很窘,汗流如雨,气喘似牛。”他说,“这件事给我打击不小,因为我作为一位地质人员体质太差,连做地质工作的起码条件都没有。”回忆起初入职的一幕,当时66岁的孟宪民仍历历在目。从那以后,他就苦练爬山。“这使我相信,只要有毅力,经过努力,许多事可以办得到。这次经验给我以后的工作增加了勇气。”孟宪民说。

孟宪民不只从事过一线地质勘查,担任过重要领导职务,是中国矿床学研究的开拓者,他还从事过多年教学工作,培养了大批优秀地学人才。

1946年,抗日战争胜利后不久,孟宪民携家从重庆到北平出任清华大学地学系教授,讲授矿物学、矿物鉴定和矿床学课程,执教6年间培养了裴荣富、常印佛、刘宝珺等一大批优秀人才。

宋学信是1963年中国地质科学院开始招收研究生之际第一批考中的8名研究生之一,他拜在孟宪民门下学习矿床学。“孟老师在学术上要求很严格,但遇到非共识的观点时,他作为矿床学大师和院士,却从来没有任何架子,总是和学生平等地讨论学术问题。”他回忆说。

然而,他的工作与教学却被1966年开始的“文革”打断。彼时,由孟宪民担任常务理事的中国地质学会停止了学术活动;他主编的《地质学报》也停止出刊;他的好几名学生也不得不停学劳改……这时他的刚烈性子又上来了。“这期间,别人发‘文革’传单,他发的是学术传单,仍在疾呼矿床同生说。”宋学信如是说。

令人扼腕的是,受“四人帮”迫害,孟宪民在1969年2月18日与世长辞。直到1978年夏,他才得以平反昭雪,骨灰也被转到北京八宝山革命烈士公墓。尽管如此,孟宪民开创的矿床同生论却没有被扼杀。此后十余年,我国迎来了同生和层控矿床研究发展的黄金时期,成为我国矿床同生学派或研究中心林立、著述最丰的时期。如今,斯人虽去,其风仍存。他的学术思想也在传承中发展,他培养的学生在国内外地质学舞台上取得一项项瞩目成果,推动着中国地学事业的进步。


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