青年學(xué)子心中的“地質(zhì)之光”

        1980年，在山東菏澤，一個(gè)剛參加完高考的青年在學(xué)校的組織下看了一場電影，并由此決定了他的人生軌跡。
        這個(gè)青年叫陳衍景，這部電影是《李四光》。
        大多數(shù)人對于地質(zhì)學(xué)的最初印象可能源于地質(zhì)之子李四光教授，無論是徐遲的報(bào)告文學(xué)《地質(zhì)之光》，還是電影《李四光》，為我們勾勒的地質(zhì)學(xué)都充滿神奇和挑戰(zhàn)意味。那些黑白光影在當(dāng)時(shí)這個(gè)青年學(xué)子心頭播下了地質(zhì)學(xué)的“種子”，讓他想要深入其中一探究竟。
        于是，18歲的陳衍景在自己的高考第一志愿上毅然填上了南京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系。在他的眼中，投身這個(gè)領(lǐng)域既符合國家需要，又能體現(xiàn)自身價(jià)值，而南京大學(xué)的地質(zhì)學(xué)可以說是首屈一指。南京大學(xué)地質(zhì)系是我國地學(xué)領(lǐng)域最早培養(yǎng)博士的單位之一，中國自己培養(yǎng)的兩位最早的地學(xué)博士—浙江大學(xué)楊樹峰教授和南京大學(xué)顧連興教授，皆出自南京大學(xué)地質(zhì)系。
        因?yàn)檫@個(gè)機(jī)緣，陳衍景從此便成為一名地質(zhì)人。在1980年至1990年的10年間，陳衍景就在南京大學(xué)地球科學(xué)系這片沃土中一路從學(xué)士、碩士、博士讀了下去。后于1990年12月至1995年3月，先后師從我國地學(xué)泰斗歐陽自遠(yuǎn)教授和涂光熾教授，在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所和北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系做博士后。1995年，陳衍景留任北京大學(xué)地質(zhì)學(xué)系副教授，1998年被遴選為教育部優(yōu)秀跨世紀(jì)人才，2004年獲得杰出青年科學(xué)基金，2006年被聘北京大學(xué)教授。
        2001年12月至2002年11月，陳衍景赴澳大利亞國立大學(xué)做訪問學(xué)者；2003年起被聘為中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所百人計(jì)劃研究員、博士生導(dǎo)師，同時(shí)兼任中國區(qū)域協(xié)會(huì)自然資源專業(yè)委員會(huì)主任、英文版地球化學(xué)等5種雜志編委。
這條地質(zhì)研究之路，陳衍景走得從未懈怠，興味十足。

2005年陳衍景(右一)與國外專家一起考察驅(qū)龍銅礦

        尋找地學(xué)“富礦”

        1984年，陳衍景本科畢業(yè)，論文是關(guān)于福建大田地區(qū)礦床成礦原理的探討。這個(gè)在學(xué)術(shù)方面剛剛起步的青年對學(xué)術(shù)新動(dòng)向十分敏感。在論文中，他已經(jīng)開始運(yùn)用“地體構(gòu)造”的概念來解決實(shí)際問題，而這一理論是幾個(gè)月前剛剛提出的。
        正是由于具備這樣的學(xué)術(shù)敏感性，陳衍景潛心于地質(zhì)學(xué)的研究前沿，努力開采著這片未知區(qū)域，尋找真正能夠有所建樹的地學(xué)“富礦”。在研究中他發(fā)現(xiàn)，我國秦嶺地區(qū)的礦床成因從時(shí)間、空間等各個(gè)因素來考慮，只能用地體或大陸碰撞成礦理論來解釋。而在這方面，他遍查資料，國內(nèi)鮮有涉及，好不容易在一篇國外的文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)有學(xué)者談到大陸碰撞造山帶礦床的，該作者卻認(rèn)為大陸碰撞過程中不可能產(chǎn)生礦床。
        我國陸區(qū)主體是碰撞造山帶，碰撞-成礦模式(CMF模式)是找礦勘查的需求。但是，國際主流觀點(diǎn)認(rèn)為“碰撞不成礦”。陳衍景在自己的研究和調(diào)研基礎(chǔ)上，越發(fā)認(rèn)定自己的推斷是正確的，這讓他頗為興奮—他終于找到了地質(zhì)學(xué)的“無人區(qū)”。
        1990年，陳衍景博士畢業(yè)，他的論文就是為他的“碰撞-成礦”觀點(diǎn)建立了一套動(dòng)力學(xué)模型。他的論文一發(fā)表，立即被《黃金科技信息》轉(zhuǎn)載，被河南地礦局總工程師羅銘玖等在其1991年編寫的《河南金礦床概論》引用，并運(yùn)用于指導(dǎo)實(shí)際找礦工作中，這給了陳衍景以莫大的鼓舞，更加認(rèn)定他所從事的這一領(lǐng)域是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)“富礦”，他決定要在這片領(lǐng)域里縱橫馳騁，實(shí)現(xiàn)他的科研夢想。

        陳氏模型

        科學(xué)而實(shí)用的成礦模式是找礦的關(guān)鍵，也始終是礦床學(xué)研究的主題和難題。
        目前，我國礦產(chǎn)資源形勢日趨嚴(yán)峻，找礦難度加大，基于成礦模式的多元信息綜合預(yù)測、評價(jià)無疑是已知最有效的找礦途徑，其中，科學(xué)的成礦模式是核心。
        陳衍景教授瞄準(zhǔn)學(xué)科發(fā)展前沿，結(jié)合我國找礦勘查的需求，持續(xù)研究“碰撞-成礦”20多年，成功建立了基于“碰撞-成礦”理論的“陳氏模型”。
        根據(jù)碰撞造山帶p-T-t軌跡和A型俯沖強(qiáng)烈的特點(diǎn)，通過分析A型俯沖過程中物質(zhì)活化遷移規(guī)律，建立了成礦省、礦田和礦床尺度的CMF模式，填補(bǔ)了學(xué)科空白，為碰撞造山帶找礦預(yù)測和評價(jià)提供了一整套模式。
        為確保CMF模式的科學(xué)性、先進(jìn)性、系統(tǒng)性和持久生命力，陳衍景教授帶領(lǐng)100多名科研人員（含博士后、研究生）先后投入研究，從區(qū)域成礦規(guī)律、典型礦床、區(qū)域成礦條件（含地層、構(gòu)造、巖漿巖）和高溫高壓實(shí)驗(yàn)等多個(gè)角度，立體式地證明了CMF模式的科學(xué)性，并獲得了一些重要的原創(chuàng)性成果：
        1. 揭示區(qū)域成礦規(guī)律，發(fā)現(xiàn)成礦高峰滯后洋盆閉合50Ma（百萬年）左右。
        先后總結(jié)了豫西金礦省、東秦嶺鉬礦帶等成礦帶的地質(zhì)地球化學(xué)特征、成礦時(shí)間和空間，發(fā)現(xiàn)這些礦田或成礦省與大陸碰撞的成因關(guān)系密切，均分布于大陸造山帶內(nèi)部，成礦高峰滯后于最晚的洋盆閉合時(shí)間約50Ma左右。尤其注意到，在世界范圍內(nèi)，中國的矽卡巖型金礦最豐富，探明金儲(chǔ)量逾1000噸。
        2．解剖典型礦床，獲得CMF模式的排他性證據(jù)，揭示造山型成礦系統(tǒng)3階段演化規(guī)律。
        先后考察礦床200多個(gè)，重點(diǎn)解剖了其中60余個(gè)礦床，確證這些礦床形成于碰撞或后碰撞體制，或者是先成礦床在碰撞造山作用中遭受改造、重新就位，其礦床地質(zhì)特征和流體演化完全吻合于CMF模式。更重要的是，在河南熊耳山、小秦嶺、桐柏，甘肅陽山，新疆天格爾、額爾齊斯等成礦帶，均獲得了只有CMF模式才能合理解釋的排他性的同位素地球化學(xué)證據(jù)。通過此項(xiàng)研究，在國際上首先認(rèn)識到并確證了造山型銀、鉛鋅、銅、鉬等金屬礦床的存在，揭示了造山型成礦系統(tǒng)3階段演化規(guī)律，指出中階段流體沸騰和混合作用強(qiáng)烈，并導(dǎo)致成礦物質(zhì)大量、快速沉淀。
        3．區(qū)域成礦條件研究，獲得若干重要科學(xué)創(chuàng)新。
        重點(diǎn)研究了秦嶺、北疆和興蒙造山帶的重要礦集區(qū)，在輔證CMF模式的同時(shí)，獲得一系列創(chuàng)新認(rèn)識，例如：①發(fā)現(xiàn)三門峽-寶豐斷裂是重要的地質(zhì)單元邊界，曾隔擋和轉(zhuǎn)換了板緣地質(zhì)作用，是中生代碰撞型造山作用的反向邊界逆沖斷裂（RBT），該斷裂以南擠壓堆疊構(gòu)造作用強(qiáng)烈，中生代花崗巖類和熱液礦床發(fā)育，而斷裂以北恰相反；②將地體構(gòu)造概念用于前寒武紀(jì)研究，發(fā)現(xiàn)華北克拉通基底由不同類型的花崗綠巖地體組成，根據(jù)綠巖帶與花崗巖類的性質(zhì)、發(fā)育順序和構(gòu)造樣式，將花崗綠巖地體劃為O型（始洋型）和C型（始陸型）兩類，提出O型地體有利于金礦化；③采用剖面樣品薄片研究與元素含量測試相結(jié)合的方法，發(fā)現(xiàn)輕微的熱液蝕變可導(dǎo)致金含量大幅度增高，剔除蝕變樣品后，確定東秦嶺主要巖石建造的金豐度介于0.4～2.6ppb之間，低于4ppb的克拉克值，否定了前人的金礦集中區(qū)金豐度高的結(jié)論；提出孔達(dá)巖系沉積于古元古代及其以后的氧化環(huán)境，注意到華北克拉通的金礦集中區(qū)與孔達(dá)巖系的空間耦合性，認(rèn)為孔達(dá)巖系在初始沉積、后期造山變質(zhì)過程中有利于金富集成礦。④確定古亞洲洋沿索侖縫合帶于250～290 Ma期間最終閉合，而非泥盆紀(jì)最終閉合，中亞造山帶古生代大陸增生作用強(qiáng)烈，有利于斑巖銅金礦床發(fā)育。

2009陳衍景帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)考察紫金山金銅礦床

        “陳氏模型”應(yīng)用實(shí)例

        實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，為人類的實(shí)踐活動(dòng)服務(wù)是科學(xué)研究的主要目標(biāo)。CMF模式為我國廣袤的碰撞造山帶地區(qū)的找礦勘查提供了科學(xué)理論依據(jù)，特別是地體尺度CMF模式，涉及寬度范圍一般為15～50km，在有限的寬度范圍內(nèi)（相當(dāng)于1/50000或1/200000圖幅范圍）明確了礦床成因類型、分帶及其與區(qū)域性斷裂和花崗巖基的空間關(guān)系，標(biāo)明了脈狀熱液礦床帶金屬元素分帶規(guī)律，適合于大、中比例尺的成礦預(yù)測，預(yù)測結(jié)果易于查驗(yàn)，可操作性強(qiáng)。
        CMF模式用于成礦預(yù)測，直接推動(dòng)了夏館銀金鉛礦田、熊耳山金銀鉛鋅鉬礦田、東溝超大型鉬礦的發(fā)現(xiàn)和勘查。CMF模式還被用于中國最大金礦（陽山）、中國最大銅礦（驅(qū)龍）以及岡底斯成礦帶的找礦預(yù)測和勘查。以下是“陳氏模型”在我國找礦實(shí)踐中比較有代表性的幾個(gè)實(shí)例：
        1．預(yù)測河南熊耳山南坡金銀多金屬礦田。
        1992年指出馬超營斷裂是傾向北的A型俯沖帶（張國偉院士等2001年證實(shí)其為“指向南的厚皮推覆帶”），馬超營斷裂與花山花崗巖基之間的區(qū)域相當(dāng)于CMF模式的D帶，預(yù)測其是斷控脈狀金銀鉛鋅礦床密集區(qū)，當(dāng)時(shí)預(yù)測區(qū)只有2個(gè)重要金礦（上宮、康山），現(xiàn)有大型金、銀等礦床10多個(gè)，新增資源經(jīng)濟(jì)價(jià)值逾1000億元。
        2．預(yù)測河南東溝超大型鉬礦床。
        根據(jù)CMF模式，多次強(qiáng)調(diào)合峪-太山廟花崗巖基北側(cè)是尋找斑巖型-爆破角礫巖型鉬和鉛鋅銀金礦化的有利地帶，強(qiáng)調(diào)了汝陽南部八畝地、靳村、付店地區(qū)的小巖體的重要性；1998年陳衍景撰文（影響碰撞造山成巖成礦模式的因素及其機(jī)制，地學(xué)前緣，增刊，109－118頁，圖8C）再次強(qiáng)調(diào)并圖示八畝地的重要性。截至2006年，“八畝地”經(jīng)勘探為鉬儲(chǔ)量達(dá)71.68萬噸，屬世界級超大型鉬礦（現(xiàn)稱東溝），經(jīng)濟(jì)價(jià)值約3000億元。
        3．中國最大金礦床—甘肅陽山金礦的科學(xué)勘查。
        世界已有成礦理論無法解釋秦嶺中生代礦床的存在和成因。武警黃金部隊(duì)依據(jù)碰撞-成礦理論部署了秦嶺地區(qū)的找礦工作并發(fā)現(xiàn)了甘肅陽山等多個(gè)大型、超大型金礦床。2004年以來，本課題組根據(jù)CMF模式研究陽山金礦帶的成礦富集規(guī)律，確定該礦床屬于卡林型與造山型之間的過渡型，即類卡林型，深部找礦潛力較大，因此建議黃金部隊(duì)加強(qiáng)深部勘探，為陽山金礦探明儲(chǔ)量快速達(dá)到318噸（現(xiàn)已超過350噸）起到了積極的推動(dòng)作用。
        4．中國最大銅礦—驅(qū)龍銅礦和岡底斯銅礦帶的勘查突破。
        按照碰撞不成礦的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，喜馬拉雅-岡底斯地區(qū)不應(yīng)存在新生代礦床，但根據(jù)CMF模式多次強(qiáng)調(diào)其成礦潛力，引起同行關(guān)注。現(xiàn)在，勘查實(shí)踐證明岡底斯蘊(yùn)含中國最大的銅礦帶。截至2006年底，驅(qū)龍銅礦探獲333＋3341資源量已達(dá)789萬多噸銅、50萬噸鉬、5340噸銀，是我國最大的銅礦床。驅(qū)龍銅礦的勘查突破了始于中國地質(zhì)大學(xué)鄭有業(yè)教授對成礦潛力的判斷，而鄭有業(yè)等和西藏地勘單位對驅(qū)龍銅礦乃至岡底斯成礦帶找礦潛力的分析正是按照CMF模式進(jìn)行的。
        此外，陳衍景教授的研究也得到了專家和同行的高度評價(jià)和認(rèn)可，他所提出的“O型地體有利于金礦化”被核工業(yè)地質(zhì)局時(shí)任總工黃世杰先生作為1989年國際金礦會(huì)議的6個(gè)“突出進(jìn)展”之一介紹，被河南有色地勘局兩任總工程師王志光、崔亳等評價(jià)為“陳衍景最早注意到華熊地塊與嵩箕地塊的差異”，該認(rèn)識被作為創(chuàng)新性成礦理論廣泛引用。該成果作為胡受奚教授領(lǐng)導(dǎo)的“華北地臺(tái)周邊地體構(gòu)造及其與金等礦產(chǎn)區(qū)域成礦關(guān)系”項(xiàng)目的重要組成部分，1995年獲得教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)（陳衍景排名第3）。關(guān)于東秦嶺主要巖石建造金豐度研究結(jié)果不但否定了前人金礦集中區(qū)金豐度高的傳統(tǒng)觀點(diǎn)，而且被德國學(xué)者Yang和Blum作為判斷其在湘西地區(qū)同類研究結(jié)果可靠與否的依據(jù)（Chemical Geology, 1999, 155: 151-169；Journal of Geochemical Exploration, 1999, 66: 441-448)；被河南原地質(zhì)調(diào)查一隊(duì)總工程師郭抗衡評價(jià)為：“陳衍景根據(jù)1982年后獲得的3300件高精度金分析數(shù)據(jù)，通過嚴(yán)格的計(jì)算處理，確定了主要巖石建造的金豐度”（豫西地質(zhì), 1991, 27-46）。該成果作為“華北地臺(tái)南緣及東緣金礦地質(zhì)背景和成礦規(guī)律”項(xiàng)目的重要組成部分，1999年獲得教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
        而最重要的是，CMF模式不但被廣泛用于我國不同大陸碰撞造山帶的地質(zhì)和成礦研究、成礦預(yù)測和找礦評價(jià)，而且被Kreuzer等用于解釋澳大利亞金礦床成礦規(guī)律；初步的碰撞-成礦理論框架被我國一些973項(xiàng)目和支撐計(jì)劃項(xiàng)目作為立項(xiàng)依據(jù)和重要研究內(nèi)容；2009年CMF模式被Springer出版社出版的由國際礦床學(xué)權(quán)威Pirajno編寫的熱液礦床教材《Hydrothermal Processes and Mineral Systems》引用長達(dá)23頁，并稱為“Chen’s CMF model”（前文所說的“陳氏模型”），實(shí)現(xiàn)了100年來國外礦床教材無中國人所建成礦模型的突破，顯示了CMF模式的成熟性及其對學(xué)科發(fā)展的重要促進(jìn)和完善；而該模式在找礦實(shí)踐中的成功應(yīng)用更彰顯該模式的重大實(shí)踐價(jià)值。
        至此，陳衍景終于實(shí)現(xiàn)了他要將自己的科研成果寫進(jìn)教材的夙愿。
        此外，該部分的階段性成果曾于1993年作為涂光熾院士領(lǐng)導(dǎo)的“中國金礦主要類型、成礦模式和找礦方向”項(xiàng)目的一部分，獲得國家黃金管理局科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；2009年獲得教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

        科學(xué)家的原動(dòng)力

        20多年來，在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域不倦探索，尋求理論創(chuàng)新突破口，這個(gè)過程無疑艱辛而又漫長，支撐陳衍景一路走下來的原動(dòng)力是什么？
        在陳衍景眼里，從事科研工作的動(dòng)力應(yīng)該來自于兩個(gè)方面，首先是國家和社會(huì)的實(shí)際需求，科學(xué)研究要能解決現(xiàn)實(shí)存在的問題；其次要對所從事的專業(yè)有發(fā)自內(nèi)心的熱愛。
        興趣是最好的老師，它能指引你找到人生的正確出路，而能夠面向?qū)嶋H、解決現(xiàn)實(shí)問題，才能體現(xiàn)科學(xué)家的真正價(jià)值。陳衍景的碰撞成礦理論是他自身的科研興趣所在，更是我國礦產(chǎn)勘察實(shí)踐的迫切需求—我國陸區(qū)面積的70％以上經(jīng)歷了大陸碰撞，碰撞造山帶豐富而宏偉，地質(zhì)找礦勘查工作總體實(shí)施于碰撞造山帶，需要碰撞體制的成礦理論指導(dǎo)。
        前文提到，在陳衍景之前，“碰撞-成礦”的研究基本上處于一片空白，陳衍景為什么眼光獨(dú)到？首先在于他自身有著極為強(qiáng)烈的學(xué)科敏感，此外，名師的指點(diǎn)不可或缺。俗話說“師傅領(lǐng)進(jìn)門，修行在個(gè)人”，在陳衍景看來，個(gè)人的努力十分必要，但是首先要有學(xué)術(shù)高度，要能進(jìn)入到這個(gè)“門”里，這個(gè)高度光靠修行是很難達(dá)到的。陳衍景說自己十分幸運(yùn)，能夠得到涂光熾、歐陽自遠(yuǎn)、胡受奚等學(xué)界泰斗的言傳身教，在學(xué)術(shù)規(guī)范和品德上、在研究的方向方法上都得到了很好的訓(xùn)練，而導(dǎo)師的行為方式也直接影響到自己如何指導(dǎo)學(xué)生。
        陳衍景關(guān)心時(shí)事，具有強(qiáng)烈的正義感，對于學(xué)術(shù)腐敗深感痛心。在他眼中，從事科學(xué)研究工作并有所創(chuàng)見，這是一個(gè)科研工作者的本分，也是自身價(jià)值的真正體現(xiàn)。這種發(fā)自內(nèi)心的價(jià)值感會(huì)支撐他去走一條前人未曾走過的路，一條曾經(jīng)照耀在他心頭多年的地質(zhì)學(xué)之路。