宋潔
在中國(guó)西部甘、青、新諸省區(qū)之間,橫亙著一條阿爾金山脈。它是中國(guó)西部各主要構(gòu)造單元的鄰接地帶,又是青藏高原西北部的自然邊界。
在這片總面積4.5萬(wàn)平方公里、平均海拔4500米的廣袤土地上,有著世界上絕無(wú)僅有的高寒多樣生態(tài)環(huán)境。有人說(shuō)這里是人間天堂,它有著動(dòng)人心魄的美麗風(fēng)景——有茫茫的雪山、清澈的湖水,壯闊的金色沙漠和一塵不染的藍(lán)天白云,還有各類野生動(dòng)植物400多種;也有人說(shuō)這里是“魔鬼地獄”——天氣惡劣、空氣稀薄、道路艱險(xiǎn)、人跡罕至,一旦進(jìn)入,大部分地方會(huì)陷入“無(wú)信號(hào)、無(wú)道路、甚至無(wú)飲用水”的險(xiǎn)境……
就是這樣一個(gè)地方,有一位學(xué)者,28年如一日,醉心其中,留下無(wú)數(shù)足跡。輕敲億萬(wàn)年前成型的古老巖石,喚醒它們沉睡的記憶,探尋地球深處的秘密……他就是西北大學(xué)地質(zhì)系教授劉良,一名古老巖石的叩問(wèn)者。
一塊巖石,一部歷史——叩問(wèn)阿爾金山的滄海桑田
說(shuō)到劉良,業(yè)內(nèi)人士都知道他和他的團(tuán)隊(duì)近年來(lái)有一項(xiàng)重要的研究成果:在天然非隕石撞擊成因的變質(zhì)巖中首次發(fā)現(xiàn)斯石英存在的顯微結(jié)構(gòu)證據(jù),一舉把陸殼俯沖/折返深度由>200公里推進(jìn)到>300公里,代表了迄今已知陸殼深俯沖/折返最深的巖石學(xué)記錄,是近年來(lái)國(guó)際超高壓和大陸深俯沖作用研究中的一項(xiàng)重要的突破性新成果。
從一名“上山下鄉(xiāng)”的插隊(duì)知青到受人尊敬的地質(zhì)科學(xué)家,劉良究竟是用怎樣的奮斗和堅(jiān)守完成他人生的蛻變?讓我們走近這位“人生的把控者”——
生于西北,長(zhǎng)于西北,成于西北。1956年生于陜西禮泉的劉良,是典型的西北漢子。在青年時(shí)期那段風(fēng)雨飄搖的日子,他無(wú)可避免地踏上了上山下鄉(xiāng)的道路,幸而改革一聲春雷,讓他趕上了恢復(fù)高考后的“第一趟班車(chē)”,以優(yōu)異的成績(jī)被西北大學(xué)地質(zhì)系錄取,開(kāi)始了他與西北大學(xué)難舍難分的情緣,也開(kāi)始了他叩問(wèn)巖石的一生。
從1978年至今,劉良長(zhǎng)期堅(jiān)守在西北大學(xué)地質(zhì)系。在這個(gè)有著“中華石油英才之母”之稱的科教殿堂,他完成了從一名聆聽(tīng)恩師教誨的學(xué)子到反哺母校的園丁的轉(zhuǎn)變,1984年年底碩士畢業(yè)留校后,一步一步從助教走到了教授。期間,于1995—1999年在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所攻讀博士學(xué)位,但仍堅(jiān)持西北大學(xué)的教學(xué)科研工作;2004年到美國(guó)加州大學(xué) Riverside分校Harry W Green II教授高溫高壓實(shí)驗(yàn)室做過(guò)16個(gè)月的高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者,之后又毅然回到母校。
一塊巖石,一部歷史。當(dāng)劉良接觸到自己的專業(yè),其中蘊(yùn)含的無(wú)窮魅力吸引他從學(xué)校走進(jìn)廣袤的野外,去撫摸巖壁,敲打石頭,叩問(wèn)億萬(wàn)年間的滄海桑田——
劉良與阿爾金山結(jié)緣,就開(kāi)始于西北大學(xué)。
1990年,他作為主要成員參加了由西北大學(xué)地質(zhì)系車(chē)自成教授承擔(dān)的國(guó)家“八五”攻關(guān)項(xiàng)目子課題。之后的3年,他們?cè)诎柦鸬貐^(qū)開(kāi)展了累計(jì)8個(gè)多月的野外地質(zhì)考察工作。在那段難忘的日子里,劉良第一次領(lǐng)略到阿爾金山那動(dòng)人心魄的美與其蘊(yùn)含在地層、巖石中那神奇的自然奧妙。期間他跟隨研究團(tuán)隊(duì)對(duì)區(qū)內(nèi)構(gòu)造、地層、巖石等內(nèi)容進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究,先后發(fā)現(xiàn)了阿爾金北部的高壓變質(zhì)泥巖石和南部的榴輝巖。
阿爾金山,第一次在劉良面前揭開(kāi)了它神秘的面紗。從此,這位執(zhí)著的探索者,把自己的青春和心血都融入到了這片壯麗神奇的山脈。
研究越是深入,越是吸引探索的腳步。1996—1997年,劉良又作為主要成員承擔(dān)了石油總公司西北侏羅系經(jīng)理部的項(xiàng)目,除了在阿爾金南緣及其盆地進(jìn)行了3個(gè)多月的野外地質(zhì)調(diào)研之外,他還與車(chē)自成教授一起,重點(diǎn)對(duì)發(fā)現(xiàn)榴輝巖等高壓變質(zhì)巖石的露頭進(jìn)行了盡可能的橫向追蹤,同時(shí)重點(diǎn)對(duì)南北兩條蛇綠巖帶典型剖面進(jìn)行了考察和系統(tǒng)取樣,最終獲得了一批珍貴的地層、化石新資料以及巖石地球化學(xué)和同位素年代學(xué)新數(shù)據(jù)。
這些新資料顯示:阿爾金構(gòu)造帶并不是一個(gè)僅由新生代走滑斷裂構(gòu)造造就的斷塊或斷隆,而是早古生代時(shí)期古板塊(或地塊)之間相互作用俯沖—碰撞形成的造山帶,后來(lái)才被新生代時(shí)期的走滑斷裂系錯(cuò)移、切割、肢解和改造,終成今日面貌。
正是基于這樣的研究基礎(chǔ),劉良自1995年起又在從柏林教授、張國(guó)偉教授兩位導(dǎo)師的精心指導(dǎo)下,選擇阿爾金地區(qū)作為博士學(xué)位論文的研究區(qū)域。并且,在之后的研究生涯中,不畏艱難險(xiǎn)阻,克服重重困難,繼續(xù)將阿爾金山作為主要研究區(qū)域,這一堅(jiān)持就是28年!
很多時(shí)候,人的堅(jiān)持僅源于一份簡(jiǎn)單執(zhí)著的愛(ài)。就像英國(guó)著名登山家、喜馬拉雅登山遇難者——喬治·馬洛里在解釋他為什么要堅(jiān)持登喜馬拉雅山時(shí)的回答一樣:因?yàn)樯骄驮谀抢铩?duì)劉良來(lái)說(shuō),執(zhí)著于巖石研究,執(zhí)著在阿爾金山,也只是因?yàn)橐粋€(gè)再簡(jiǎn)單不過(guò)的理由:因?yàn)樯骄驮谀抢?,巖石就在那里,愛(ài)就在那里。也正是這份莫名的愛(ài),使他在阿爾金在高壓—超高壓巖石研究領(lǐng)域里取得了一系列成就。
與巖石對(duì)話,與石頭交流——探尋地球深處的秘密
直到今天,劉良還對(duì)那次“相遇”難以忘懷。
1995年,當(dāng)他在阿爾金發(fā)現(xiàn)高壓變質(zhì)巖初期但遇到研究瓶頸之際,是他的恩師、國(guó)際著名的地質(zhì)研究科學(xué)家叢柏林教授及時(shí)給予指點(diǎn)、鼓勵(lì),并舉薦他將這些成果在1995年大別山召開(kāi)的第三屆國(guó)際榴輝巖野外工作會(huì)議上展講。正是這次會(huì)議,讓他有機(jī)會(huì)目睹了舉世矚目的大別山超高壓變質(zhì)巖石。從此,他與高壓—超高壓變質(zhì)巖石結(jié)下了不解之緣。
高壓—超高壓變質(zhì)巖是板塊俯沖—碰撞作用的產(chǎn)物,是研究板塊匯聚邊界物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及地球動(dòng)力學(xué)的重要窗口之一。20多年來(lái),在原“973”項(xiàng)目和多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下,劉良和他的研究團(tuán)隊(duì)首次在南阿爾金構(gòu)造帶中發(fā)現(xiàn)和確定了多種類型的超高壓巖石,在北秦嶺松樹(shù)構(gòu)一帶發(fā)現(xiàn)了超高壓長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖,并利用多種高精度定年方法確定了它們形成的時(shí)代,論證并提出其形成主體是大陸深俯沖作用的產(chǎn)物,確定其中部分巖石的俯沖/折返深度>200公里。
這些研究成果得到了國(guó)內(nèi)外同行專家的充分肯定, 2003年歐洲礦物學(xué)家聯(lián)合會(huì)《礦物學(xué)進(jìn)展系列叢書(shū)》——“超高壓變質(zhì)作用”一書(shū),由國(guó)際著名地質(zhì)學(xué)家Carswell撰寫(xiě)的引言, 綜述統(tǒng)計(jì)全球發(fā)現(xiàn)的22個(gè)超高壓變質(zhì)地體, 其中,中國(guó)阿爾金和北秦嶺兩地超高壓變質(zhì)地體的認(rèn)定引用了劉良等人的研究成果。相關(guān)研究為豐富全球超高壓巖石的分布并為推進(jìn)國(guó)際超高壓變質(zhì)作用研究的廣度和深度做出了重要貢獻(xiàn),并于2010年獲陜西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
與巖石對(duì)話,與石頭交流。劉良用他對(duì)專業(yè)的熱愛(ài)與科學(xué)的態(tài)度盡力去讀懂巖石,因?yàn)閹r石記錄了地質(zhì)體和造山帶形成與演化的關(guān)鍵地質(zhì)信息。
不積硅步無(wú)以至千里;不積小流無(wú)以成江海。對(duì)常年與古老巖石對(duì)話的劉良來(lái)說(shuō),他何嘗不知點(diǎn)滴積累對(duì)于厚重積蘊(yùn)的重要意義。滄海桑田現(xiàn)在看來(lái)不過(guò)是彈指一揮間,但個(gè)中的變遷、故事又何嘗是一朝一夕就能品味的。他只有沉下去,用心傾聽(tīng),用心與之交流,才有可能探知一二。而他后來(lái)的所得,也證明了這一選擇的正確。
突破傳統(tǒng),致力創(chuàng)新——古老巖石“唱新歌”
“在地質(zhì)學(xué)家最新的許多激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)之中,中國(guó)西部超高壓泥質(zhì)片麻巖中斯石英假象的發(fā)現(xiàn)當(dāng)屬其中之一?!?/p>
“變質(zhì)巖中斯石英存在的顯微結(jié)構(gòu)證據(jù),在指示母體礦物的高壓或高溫形成條件方面具有深遠(yuǎn)的意義。”
…………
這些誠(chéng)懇的褒獎(jiǎng)分別出自于國(guó)際高壓—超高壓變質(zhì)研究權(quán)威、美國(guó)斯坦福大學(xué)Liou JG教授和國(guó)際公認(rèn)超高壓變質(zhì)研究鼻祖之一、世界首例超高壓礦物柯石英的發(fā)現(xiàn)者、法國(guó)科學(xué)家Chopin。而他們所指的“發(fā)現(xiàn)”,就是劉良和他的研究團(tuán)隊(duì)那項(xiàng)重要的研究成果——首次在自然界的變質(zhì)泥質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)斯石英曾存在的顯微結(jié)構(gòu)證據(jù)。該成果已獲得國(guó)際同行權(quán)威人士的廣泛關(guān)注和高度評(píng)價(jià),被認(rèn)為是“最激動(dòng)人心的發(fā)現(xiàn)”。
其實(shí)這一發(fā)現(xiàn)是國(guó)際超高壓變質(zhì)與大陸深俯沖作用研究的深化。上世紀(jì)80?90年代,榴輝巖和變質(zhì)沉積巖中柯石英和微粒金剛石的相繼發(fā)現(xiàn),證明低密度的陸殼巖石可被俯沖到>80?120公里的地幔深度,然后折返回到地表。這些發(fā)現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的地球動(dòng)力學(xué)觀念,很快在國(guó)際上引發(fā)了一場(chǎng)超高壓和大陸深俯沖作用研究熱潮。之后,一些礦物的出溶結(jié)構(gòu)指示陸殼巖石俯沖深度不只限于80?120公里,而是達(dá)到>200公里的地幔深度。那么,陸殼巖石究竟能被俯沖到多深?陸殼被俯沖的深度極限是多少?這些問(wèn)題長(zhǎng)期困擾著地球科學(xué)界。
圍繞這一系列問(wèn)題,劉良和他的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地把礦物結(jié)構(gòu)的精細(xì)顯微鏡觀察與現(xiàn)代高溫高壓實(shí)驗(yàn)和多種礦物微區(qū)分析測(cè)試手段有機(jī)結(jié)合,在天然非隕石撞擊成因的變質(zhì)巖中首次發(fā)現(xiàn)斯石英存在的顯微結(jié)構(gòu)證據(jù),論證提出陸殼巖石可俯沖到>300公里的地幔深度并從這一深度折返回地表,把陸殼俯沖/折返深度由柯石英穩(wěn)定域推進(jìn)到斯石英穩(wěn)定域的深度。
古老的巖石不會(huì)說(shuō)話,但是劉良和他的研究團(tuán)隊(duì)致力創(chuàng)新,將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到現(xiàn)代地球科學(xué)研究中,從而迸發(fā)出“別樣的火花”。而這,也是他們屢次攻破科研難題的重要“法寶”之一。
以“礦物出溶結(jié)構(gòu)與極超高壓變質(zhì)關(guān)系研究方法的探索”為例,針對(duì)這一目前超高壓研究亟待攻克的科學(xué)難題之一,劉良和他的研究團(tuán)隊(duì)迎難而上,巧妙地采用多學(xué)科交叉的研究方法,尤其是把礦物結(jié)構(gòu)的精細(xì)顯微鏡觀察與現(xiàn)代高溫高壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果和多種礦物微區(qū)分析測(cè)試手段有機(jī)結(jié)合的研究思路與途徑,對(duì)探討當(dāng)前超高壓變質(zhì)研究所面臨的“出溶”與“非出溶”結(jié)構(gòu)之爭(zhēng)、以及揭示一些特殊礦物顯微結(jié)構(gòu)所蘊(yùn)含的豐富地質(zhì)信息的研究有極其重要的借鑒和參考價(jià)值。劉良和他的團(tuán)隊(duì)再一次用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和新思路奏響了一曲古老巖石的創(chuàng)新之歌。
科學(xué)探索永無(wú)止盡,雖然研究取得矚目的成績(jī),但在攀登科學(xué)新高峰的道路上,劉良從沒(méi)想過(guò)要停下腳步。最近,他和他的研究團(tuán)隊(duì)正致力于陸殼超深俯沖到斯石英穩(wěn)定域的地幔深度(大于300公里)是否具有普遍性、又是如何折返到地表的以及什么樣的大陸地殼能夠深俯沖等國(guó)際地質(zhì)難題的研究探索;另一方面,又把大陸深俯沖作用與構(gòu)造巖漿作用和沉積作用有機(jī)相結(jié)合,綜合探討剖析造山帶的形成與演化過(guò)程。以此為契機(jī),他和他的研究團(tuán)隊(duì)又先后承擔(dān)了原“973”項(xiàng)目中的1項(xiàng)課題和1項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目,希望在今后5?10年內(nèi),在陸殼超深俯沖作用研究中能夠取得新的突破和創(chuàng)新性認(rèn)識(shí)。近期,他和團(tuán)隊(duì)在阿爾金榴輝巖中發(fā)現(xiàn)和識(shí)別出了斯石英的副像/假象,不僅為超高壓巖石中先存斯石英的識(shí)別提供了又一新的思路與方法,而且也為揭示陸殼巖石超深俯沖到斯石英穩(wěn)定域的地幔深度具有普遍性和多樣性提供了新的證據(jù);同時(shí),論證提出加熱使斯石英相轉(zhuǎn)變?yōu)榭率?dǎo)致巖石密度急劇降低低于圍巖地幔巖石的密度可能是長(zhǎng)英質(zhì)(含花崗質(zhì))超深俯沖陸殼巖石折返的驅(qū)動(dòng)力的新認(rèn)識(shí)。
默默奉獻(xiàn),延續(xù)希望——追尋簡(jiǎn)單的科學(xué)快樂(lè)
“金鞍山上白牦牛,白寒霜毛始舉頭……嵯峨萬(wàn)丈聳金山,白雪凝霜古圣壇……山出西南獨(dú)秀高,白霞為蓋繞周遭……”早在五代時(shí)就有一首《白雀歌》贊嘆阿爾金山的美,如今,歲月更替,阿爾金仍舊矗立依舊美麗神秘,而劉良,早將這份美麗深深印在心底。他對(duì)阿爾金的一山一石充滿感情。正是這些不會(huì)說(shuō)話的石頭帶他跨越幾億年的時(shí)空,去領(lǐng)略地質(zhì)變遷的波瀾壯闊。
令他感到欣慰的是,自己長(zhǎng)期在阿爾金地區(qū)從事的基礎(chǔ)地質(zhì)研究不僅為區(qū)內(nèi)早古生代板塊俯沖與碰撞造山作用提供了豐富的地質(zhì)證據(jù),從而極大地深化了對(duì)該地區(qū)早古生代地質(zhì)演化與地質(zhì)格架的已有認(rèn)識(shí),而且為深入探討中國(guó)西部與青藏高原北部早期構(gòu)造格局的劃分及其演化提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù),并對(duì)塔里木盆地早古生代的沉積、構(gòu)造與油氣勘探都具有重要的指導(dǎo)意義。
通過(guò)一系列項(xiàng)目研究,劉良身后,一批新生代茁壯成長(zhǎng)起來(lái)。共完成博士論文7份,碩士論文10份,本科生創(chuàng)新基金研究報(bào)告10份;在讀博士生2人,碩士3人。跟隨導(dǎo)師,他們明白了科學(xué)是一項(xiàng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?,除了日常的課程學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn),他們也積極走進(jìn)廣袤的野外,懷揣指南針探尋著巖石失落的記憶,手拿放大鏡追索著歲月的痕跡……科學(xué)的希望,在這里得到延續(xù)。
野外考察,條件非常艱苦。長(zhǎng)期在外奔波,險(xiǎn)情如影隨行。在幾十年研究過(guò)程中,劉良傾注了大量的心血,經(jīng)歷了常人難以想象的艱辛。但令人感到奇怪的是,他對(duì)這些苦,都很少談及,說(shuō)得最多的還是他心里一直念想的巖石專業(yè)。他要的,僅僅是科學(xué)研究帶來(lái)的那份簡(jiǎn)單的快樂(lè)。
綿延阿爾金山脈,蒼莽巍峨神秘迷人。峻石峭巖間孕育了無(wú)數(shù)神奇的傳說(shuō)和美麗的夢(mèng)想。就是在這片神奇的土地上,劉良縱橫馳騁,自由追逐著自己的夢(mèng)想。終于,在叩問(wèn)過(guò)一塊塊古老巖石之后,他獲得了在群山之巔俯瞰金山神姿,在地球深處探知滄海桑田的快樂(lè)。