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赖绍聪:执一石探地球脉动

2017-05-12

科技创新与品牌 2017年4期
关键词:造山青藏高原秦岭

石头,是故事的记录者。

女蜗补天余下的那一块五彩石,携带着一段故事流传几世,来到曹雪芹手中,最终成书《红楼梦》。

我们生活的这颗蓝色星球上,那些历经几世几劫的岩石,也携带着这颗星球演化了上亿年的故事,或屹立山巅,或沉睡山谷,等着有人去发现、去探索。

这样的人,被比作“地球探秘者”。

他们行遍高山大川,时而手握小锤敲敲凿凿,时而手执放大镜俯身观察。那些常人看来平淡无奇的石头,在他们眼中却蕴含着能打开地球宝藏的神奇密码。

西北大学教授赖绍聪就是这群“探秘者”中的一员。这位朴实的巴蜀汉子三十多年来,只重复做了一件事儿——找石头,然后解开它们蕴藏的秘密。

阿基米德说:“给我一个支点,我可以撬起地球。”

赖绍聪则说:“给我一块岩石,我就能知道地球的秘密。”

五岳三山解岩石奥秘

赖绍聪对岩石,是一见钟情。

那些形形色色的岩石,像是有魔咒般,吸引着他、牵引着他。接触地质学的那一刻,他就知道,自己“沦陷”了。人人都说搞地质又枯燥又辛苦,还不容易出成果,可赖绍聪却干得热火朝天。

在赖绍聪眼中,那一颗颗小石头,看似不起眼,却藏着地球的大秘密。为了解开它们,他登过青藏高原,到过秦岭深处,去过彩云之南,足迹遍及五岳三山。

【1】青藏高原寻踪

赖绍聪钟爱青藏高原,说它是“孕育当代地球科学新理论的天然实验室”,“藏着打开地球奥秘的金钥匙”。他顶着缺氧的威胁,多次深入这块神秘土地的无人区,揭开了青藏高原火山作用及构造演化方面许多不为人知的奥秘。

他确定了青藏高原北部新生代火山岩主要以陆内造山带钾玄岩系列岩浆活动为主体。“这种岩石起源于加厚的陆壳底部或壳幔混合带,有的也直接来源于地幔岩的局部熔融。”这充分说明,青藏高原北部新生代火山岩的形成,与新生代期间青藏板块向北挤压、塔里木岩石圈根阻挡,以及青藏地壳水平收缩加厚有直接成因联系。

在此前提下,他又分析厘定了青藏高原新生代火山岩的具体分布规律,论证了不同时期青藏高原的南界和北界,以及高原南部陆内俯冲、北部稳定陆块阻挡的隆升机制,为如今青藏高原范围内的高原造山隆升的形成提供了判断依据。

在对藏北和可可西里地区新生代第三系火山岩的研究中,赖绍聪探明了该区域第三系火山岩主要分为碱性和高钾钙碱性两种系列,为论证青藏高原北部具有特殊的富集型上地幔和榴辉岩质下地壳类型提供了依据。同时,他还利用衍射、探针等方法,对发现的透长石和石榴子石巨晶进行深入解析,为研究青藏高原新生代火山岩巨晶提供了重要的基础资料。

此外,赖绍聪还指出,阿尔金构造带是喜马拉雅造山时期,青藏高原北部形成的新的构造单元,邻近不同构造单元中的构造岩块镶嵌、拼接、堆叠在一起,形成了一个复杂地质体,继而形成了阿尔金断裂—构造岩块镶嵌系统。这一发现更新了业界对阿尔金构造带三条蛇绿岩带的地质地球化学特征及大地构造的认识,意义重大。

青藏高原東北部的柴达木也是赖绍聪的“探秘点”之一。在这里,他探明了柴达木北缘大型韧性剪切带的形成机制——伴随柴达木陆块与祁连陆块之间的陆—陆碰撞而成,并提出古洋盆(古洋壳)的存在形式及鉴别标志,建立了陆—陆碰撞造山带及构造演化的岩石学模型。

在赖绍聪发表的200余篇学术论文里,与青藏高原地区有关的占了大多数,凭借这一系列高质量的研究成果,他被授予黄汲清青年地质科学技术奖、青年地质科技奖、青藏高原青年科技奖等多个荣誉。

【2】秦岭深处觅宝

作为我国内陆最庞大的山系,秦岭是中国大陆最重要的典型造山带之一,在地质、地理、自然、文化等领域的影响举足轻重。这里既是游人的天堂,也是地质学家的乐土。

赖绍聪对这片土地也爱得深沉,多年的行走考察,他对苍茫的秦岭了如指掌。那些常人眼中亘古不变的山脉石块,在他眼中似行云流水、万马奔腾,演化着桑田沧海的变迁。

过去,学界将秦岭造山带简单归结为华北与扬子两大板块沿商丹带碰撞,但赖绍聪研究后认为,应该是华北、秦岭微板块和扬子3个板块沿商丹带和勉略带碰撞。这是他和团队历经20年多次深入秦岭研究后的所得。

这些年里,他们探讨了秦岭造山带勉略缝合带火山岩系列组合、岩浆起源及演化等类型,提出了造山带深部过程动力学的岩石地球化学约束,论证了蛇绿岩类型及其大地构造含义,提出勉略缝合带形成演化过程的岩石大地构造学模型,为勉略结合带的东西延伸找到了重要依据。

他们还首次探明了秦岭造山带晚三叠世花岗岩类的成因机制,为研究碰撞造山带中陆壳俯冲的动力学机制及后碰撞型高Mg#埃达克质花岗岩的成因机制提供了新思路。在对花岗岩的年代学和岩石学特征深入研究后,赖绍聪和团队还重新厘定了秦岭造山带三叠纪花岗岩类的形成时限、主要岩石类型等,对研究秦岭造山带晚三叠世造山过程的深部动力学背景具有重要意义。

这些都是近年来,秦岭造山带研究中的重要进展,关系着秦岭—大别造山带整个造山过程与基本构造格架,也关系着秦岭造山带的演化和中国大地构造问题。其中,勉略带蛇绿岩的厘定和精细解析,为判定秦岭大别第二条缝合带的存在及其向东延伸细节提供了重要依据,对研究中国大陆造山带特性、特征及大陆动力学探索意义重大。

对赖绍聪而言,秦岭造山带与中国大陆中央造山系,以及中国大陆地质具有强烈的区域独特性,而这种独特性对研究全球的普遍规律有着重要的地学意义。所以,立足中国实际,对比全球,踏实做好秦岭造山带与中国大陆地质的研究,是促进当代地球科学发展的关键之一。

【3】彩云之南解疑

在彩云之南,赖绍聪和团队利用现代高新测试技术,以三江地区特提斯演化过程中长期未解的关键难题为攻关对象,重点剖析了花岗岩及其共生组合岩石系列,精细解析了高黎贡带内四期岩浆作用。这一系列研究,为南北构造带南段的原特提斯洋、班公—怒江洋和新特提斯洋的演化提供了重要的判断依据。

另外,关于腾冲板块东部沿怒江特提斯缝合带分布的早白垩世构造岩浆活动的地球动力学背景,学界至今一直争议不断,赖绍聪和团队的研究解释了这一疑惑。他们以该区域典型的花岗岩为突破口,精细解析了东河岩体,最终提出早白垩世期间,沿着班公—怒江特提斯洋分布的拉萨—腾冲板块处于Andean-type活动大陆边缘背景的观点,对该区域构造演化史的进一步深入研究意义重大。

这些研究成果在国际上引起较大反响,得到了国内外专家学者的高度评价。2016年,赖绍聪被授予地矿行业最高终身荣誉奖“李四光地质科学奖教师奖”。此奖一生只能被授予一次,无疑是对赖绍聪这么多年,为地质科学发展所付出努力的最好的褒奖。

三尺讲台育满门桃李

在知乎上,有一个讨论“西北大学有哪些好老师”的帖子,赖绍聪榜上有名。在野外,他是朴实细心能吃苦的“探秘者”;回到讲台,他又变身为慷慨无私有魅力的“授业者”。

岩石学是一门枯燥、生硬的学科,如何激发学生对岩石的兴趣,是赖绍聪科研之余,琢磨得最多的事儿。他发现,我国传统地质教学课程类型内容陈旧、教法落后、注重知识灌输而忽略方法和能力培养,考核方式单一,这既是我国与发达国家的差距,也是导致我国地质学人才国际竞争力不强的原因。

为此,赖绍聪在教学中,一方面突出重点,精简繁琐的记忆性内容,一方面提供具有代表性的问题和参考文献,激发学生自主思考和感悟。而在实习教学中,赖绍聪则提供基本岩石素材,引导学生综合运用所学知识对岩石分析、鉴定,以锻炼和提高他们的动手和思维能力。

学生们评价说,赖绍聪的每一节课,完美地融合了学术与激情、知识和智慧,充满了新意和心意,既培养了学生的专业思维和创新能力,又激发了热情。

讲课妙趣横生是一方面,针对不同级别的学生,赖绍聪绝不“一视同仁”,而是因材施教。对于基地班学生,他侧重于创新能力的培养,在课程教学中实施研究性教学改革探索,加强新思维、新技术和新方法的应用,建立特色鲜明、科学合理、循序渐进的课程教学新体系。

对于硕、博士研究生的培养,他侧重于培养学生野外独立考察和室内创新性研究的素质及能力,在教学中则采取理论学习与科学实践相结合、知识传授与素质教育相结合、基本训练与能力培养相结合的“三结合”模式,特别关注创新能力、科学道德、严谨学风和敬业精神的培养。

正是这样的治学理念,让赖绍聪在培养人才方面卓有成效。他指导的一名研究生,硕博连读期间就已经以第一作者身份在众多知名期刊上发表了多篇高水平学术论文,并获得“挑战杯”科技论文奖、陕西省自然科学优秀论文二等奖等荣誉。

不仅如此,赖绍聪还带领他的“晶体光学与岩石学”国家级教学创新团队,以国际化视野创建矿物岩石课程群“434”教学新体系,实质性地提高了人才培养质量,使地质学专业成为西北大学唯一的“六星级”顶尖专业,在国家基金委3次基地评价中,均被评为全国优秀理科人才培养基地。

所謂“434”教学新体系即指:以传统教学模式与当代信息化技术深度融合为抓手,自主开发研制,创新性地建成晶体三维结构3D可视化教学平台、全球典型矿物岩石信息库平台、虚拟偏光显微镜教学平台、显微数码互动实验教学平台(达到国际先进水平)等集资源、互动、交流为一体的数字化信息化教学“四平台”,为学生自主学习、教师教学研究、师生资源服务提供了高水平、高效能的保障。

首创符合当代地学发展趋势、含课程群实践教学全部核心知识、导航整个矿物岩石学基础实践教学知识地图的基础训练—能力提升—探索创新“三维度”矿物岩石课程群信息化实践教学新体系,提升了我国矿物岩石学基础实践教学的国际化水平,加速了服务性开放资源建设,提高了我国地质学人才的培养质量。

结合当前国际地学发展趋势,统筹矿物岩石课程群不同阶段、不同课程的教学内容和计划,重新梳理优化课程群基础教学核心知识,形成了科学合理、循序渐进的基础—理论—前沿—探索“四层次”矿物岩石学课程群教学新体系,全面体现了研究性教学课程的设计性、综合性和创新性,保证了教学内容的先进性,引领了矿物岩石课程的教学改革。

这一系列新体系、新方案,既符合当代地学发展形势,又适应国际地学教育现状,充分彰显了我国地学特色教育、特色研究型人才的培养思路。多年实践中,以这套思路为指导,在西部地方院校进校生源质量相对偏低的情况下,西北大学地质系为国家培养了一批批杰出人才。学生也实现了由“要我学”向“我要学”、“我愿学”和“我会学”的良性转变。

赖绍聪凭借在教学中的以身作则、大胆创新,入选国家高层次人才特殊支持计划领军人才,获得国家级教学名师称号。

无私奉献续探秘情缘

“背起我们的行装,攀上了层层高峰……满怀无限希望,为祖国寻找富饶宝藏……”这是赖绍聪最喜欢的《勘探队员之歌》。

多年来,他风餐露宿、无畏艰险、无私奉献,默默扎根地质科学,解开了一个又一个藏在岩石中的秘密,讲述着关于这颗蓝色星球的演化故事。

他曾连续12年承担野外教学实习,指导学生野外实习任务;担任4年的秦皇岛野外实习队队长,执笔完成《秦皇岛野外教学实习规范》,形成了完善、先进的野外实习规范,保证了西北大学地质系教学实习的质量。

国家自然科学基金资助项目“米仓山新元古代钠质碱性岩系成因及其大陆动力学意义”、国家自然科学基金委创新群体“大陆构造与动力学”、“原特提斯洋—陆格局及微地块早古生代聚合”……赖绍聪的工作表上,已经排满了新项目,他又要启程去开始新的探秘之旅。

尽管已经与石头相伴了大半生,可赖绍聪一点儿也没有厌倦。地球之大,历史之长,他更希望时间可以长一些,再长一些,这样他就能解密更多藏在岩石里的故事。为地质学奉献青春和智慧,为学生奉献知识和爱心,这是他一生的追求,也是他最幸福的时刻。

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