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守得云开见月明Stanton-世界著名经济地质学家(四十) 精选

已有 7062 次阅读 2017-9-2 09:38 |系统分类:科普集锦

曾经少年天涯,梦想一剑寒光照九州;如今身处深山,躬耕前行执意为探矿。暂时远离都市的车水马龙与灯红酒绿,在荒山野岭丈量一条剖面,饮一杯孤独。天寒风似刀,凄凉的夜晚辗转反侧,水冷沙如雪,瘦弱的身躯穿林踏河。一支香烟中悲叹自己的不幸,人生的不公,多年后明白那是地质人的生活。即便生活困苦,一时难以改变,但永远不要放弃最初的梦想,梦想是什么?梦想是执着初念,砥砺前行。寒窗苦读,博取功名,却忽略了上学路上美丽的风光,自然孕育了科学,科学点亮了世界。科学是一个黑洞,大部分人在洞口熙熙攘攘,只有少部分人在微弱的灯光指引下,步步惊心,彳亍前行,期以发现科学的真理。真理都是有用的,但需要时间的检验。一个人曾经彷徨无助,偶得上苍照顾,有了鲜亮的人生,这个人也许是你,也许是我,但今天说的既不是你,也不是我,而是一个叫Richard L.Stanton的经济地质学家。


Richard L.Stanton(来自网络)

Stanton 1926年生于英国,自小在海边长大,喜欢岸边平坦的金色沙滩与陡峭的白色悬崖。他捕捉蝴蝶与甲虫,收集贝壳与矿物,痴迷无色透明水晶的六棱柱,惊叹蓝铜矿与孔雀石的色彩斑斓。初一时,性情温和且风趣幽默的科学老师给Stanton留下了深刻的印象,在显微镜下观看蝴蝶的翅膀,花瓣的纹理;在田野里捕捉蝾螈,观察雷鸟的巢穴与鸟蛋。初二时,Stanton全家移民澳大利亚,他在以培养医学专家与科学家而闻名的北悉尼中学(North Sydney High School)读书,在这里他又碰到了一名优秀的科学老师,这个老师在5-6年的时间里培养出了包括他在内的6名澳大利亚科学院院士。但即便有这么多有利因素的指引,Stanton学习却马马虎虎,也不怎么用功,但考试每次都能顺利通过,可看不出任何科学潜质,倒是在体育方面颇有成就,游泳健将,英式橄榄球高手等等。

虽然学习不上进,看起来也无学术天分,但家人都看好他能考上大学,从事科学或医生职业。1944年,二战结束前一年,Stanton高中毕业了,他想当一名海军,咨询了有关人员后被告知海军名额已满,他想不如先去别的大学学习一年后再回来当一名海军学员。去哪个大学读书呢?突然想到一年前校长拿进教室的有关悉尼大学新英格兰学院的宣传图册。这所学院建于1938年,位于南威尔士州阿米代尔(Armidale)。Stanton觉得那是个学习的好地方,于是舍近在身边,闻名遐迩的悉尼大学于不顾,去了远方的一个小城市。但计划赶不上变化,1945年二战结束了,Stanton再也没有机会去当海军了,只好在大学完成他的学业。

Stanton是怎样一步步走上地质道路的呢?第一,大一时,学校要求学生选修四门课程,Stanton选了数学、物理和化学,第四门选什么呢?一个很热情的地质学讲师说服了他,于是就上了地质的船。第二,Stanton偶然结识了一小撮数学家与物理学家,在和他们的交谈中发现学习也是一种享受,一件快乐的事。慢慢地,他学会了像数学家一样思考问题,他甚至认为,研究科学的人都应该学习数学,不是学习习题计算,而是学习思考方式。第三,大学二年级时,Stanton不幸得了小儿麻痹症,从此就与体育说拜拜了。第四,大学三年级时,一次数学课,老师出了一道习题,大家冥思苦想都解答不出,最后老师另辟新径给出了一个无可挑剔的答案。在Stanton的内心中,有美丽的风景,美丽的油画,美丽的诗歌,美丽的姑娘,但美丽的科学却是他人生第一次感触到,她是那样简洁,那样优雅,恰如月上柳梢,人约黄昏。

1947年大学毕业后,怀揣美好的梦想,Stanton去了悉尼大学地质系,成了一名助教,但几个月后,他就放弃了这短暂的学术生涯,为此感到彷徨失措,废寝难安。不是工作环境不好,也不是同事不友善,而是他找不到存在感,在他的心目中,他一直想做这样的人:有目标,朝着目标阔步前进,找到解决问题的方法。当时二战刚过,百废待兴,进入大张旗鼓的重建阶段,为此需要大量的原材料,采矿业蒸蒸日上。澳大利亚所拥有的几座矿山远远不能满足需求,于是一种叫矿产勘探的活动兴旺了起来:运用地质学原理,经系统地、科学地工作发现更多的矿床。那时,大部分矿床的发现者都是没有地质学背景的业余勘探者,现在需要全方位应用地质学来找矿了,那些刚走出校门的学生有了广阔用武之地,Stanton决定到采矿业试试身手,于是他去了Broken Hill South Ltd公司。

在矿上工作了几个月,Stanton发现采矿生活太辛苦了,自己根本无法完全适应。后来他又被派到昆士兰极北地区,条件更加艰苦,连台汽车都没有,经常一个人或走路或骑马行进在苍凉的天地里,看不到远方的方向,孤苦冷寂,糟透了!在那里工作了15个月后,Stanton认识到:虽然矿产勘探看起来让人激动兴奋,但却不是他想追求的生活,他甚至有了改行做医疗的想法。回到南威尔士州后,Stanton又有了一项新任务,来到了一个老铜矿,调查地质条件,发现找矿线索,从而找到有价值的矿脉,但结果再次令人失望。

机会总是等待有想法的人!这座旧矿位于Burraga地区,向南80公里为Bathurst,时不时地,Stanton要乘坐大客穿行于此。一天,他透过车窗漫不经心观看沿途的风景,一个废弃的矿井架映入眼帘,矿井架不远处有废弃的石堆,显然曾经有人在此开过矿,沿途共有8-9处这种景象。Stanton注视着,寻觅着,扪心自问,这些石碓看起来非常相似,好像是同一种岩石,一时之间兴趣盎然。一个周末,他骑着破旧的自行车来到了此地,仔细检查后,确信就是同一种岩石,是一种特定类型的火山岩。一个想法在Stanton心中涌现:看来很可能存在一种较为广泛的区域成矿模式控制了这些矿床的产出,以前没有人关注于此,也没有看到过相关资料,兴奋之情溢于言表。


Bathurst-Burraga地区轮廓图(来自文献2)

1949年和1950年之交,一直关注Stanton的悉尼大学Cotton教授告诉他学校正好有个教师职位,愿不愿意来当个老师。反正也不怎么喜欢野外矿产勘探,正想找个机会脱离,也许空闲时间还可以研究一下感兴趣的区域成矿模式,Stanton爽快地答应了。恋人与恋区的差别是恋人错过了常常就真的没有了,恋区离开了,多少年后回来它依旧存在。

重新回到悉尼大学,看着学校两旁的树木,看着正在打篮球的学生,Stanton由衷感到了一种幸福,更重要地是,他已经发现了自己的兴趣所在。他先完成了一个硕士学位,后来在别人的劝说下又读了个博士,他是悉尼大学地质系第三个博士。博士是什么?他根本就不知道,只是知道可以深入做研究。那时候的博士培养模式较为松散,Stanton整个博士期间从来没有一次与导师就他研究的课题进行过专门会话,虽然内心略有不安,但是由衷又感到一种快乐。他走在自己的道路上,没有别人的思想强加,自己指导自己就够了,何苦还去麻烦别人!

做博士论文期间,有两个重要认识不得不提。第一,通过研究,Stanton明确地认识到确实存在一个区域成矿模式。在1000平方公里约40个矿床中,矿体多是呈纹层状形成于沉积岩中,矿体中能看到明显沉积层理,仔细看这些沉积层理,发现它们都已严重变形。就区域而言,这些矿床的形成总是与1-2种火山岩密切相关,而且还有少量灰岩,这些灰岩均含有珊瑚,矿体就形成于火山岛上向海一侧的珊瑚形成的灰岩中。第二,悉尼大学的讲师Browne博士在“澳大利亚成矿时代与成矿区域”的报告中谈到:整个澳大利亚的矿床形成于几个特定地区,这些地区长500-800公里,宽160-320公里,每一个地区都包含了大量Pb-Zn、Cu、Au矿床,钻孔岩心非常相似,它们看起来形成于同一个时代。这大大启发了Stanton,Bathurst–Burraga地区的区域成矿模式看起来就是如此。

1950年10月初,Stanton像往常一样穿过地质系大楼熟悉的走廊,遇到了一位漂亮的女秘书,她说:“Marshall教授想见你。”他心中打鼓,忐忑不安,难道做错了什么事情,硬着头皮敲开了Marshall教授办公室的门。Marshall开门见山,说:“有一个很好的机会,也许一辈子只能碰到一次,我们在所罗门群岛有一个科研项目,系里想让你参加。”Stanton有些不情愿,因为在此之前,他踌躇满志,磨刀霍霍,已经安排好了博士论文工作计划。Marshall接着说:“已经给你定好了10月8日的飞机票。”于是Stanton去了所罗门群岛。

所罗门群岛是太平洋沿岸火山岛弧的一部分,长约1000公里,宽160-320公里,飞机简陋而破旧,升空后寒气逼人,整整飞了四天(停了好几处地方),才到达。工作4-5天后,Stanton突然意识到所罗门群岛就是Bathurst-Burraga地区地质情况的现代版本。它由大小近千个岛屿组成,许多小岛就是1-2个火山,边礁环绕,大部分都已休眠,少数还处于晚期喷气阶段,热泉、喷气孔随处可见。气体成分复杂,许多金属元素(如Pb、Zn、Cu等)以挥发性化合物形式存在。在火山露出海面前,大部分时间都浸泡于海水中,由此可以断定,当热的、酸性的、富含各种元素的流体从火山通道到达海底时,会遇到冷的、碱性的海水,于是两者擦出了“爱情的火花”,“爱情的结晶”就是喷口周围沉淀的矿物质。Stanton推断Bathurst-Burraga地区曾经是一个规模和所罗门群岛差不多的火山岛,在其周边形成了大量矿床,后来在板块构造作用下,Bathurst-Burraga地区被推到澳大利亚所在陆地板块东侧,从而成为澳大利亚大陆的一部分。1954年Stanton提交了他的博士论文,1955年获得了博士学位,在此基础上写就了两篇论文,其中一篇发表在了1955年11月份的Economc Geology上。


所罗门群岛所在位置(来自网络)

加拿大是矿床地质研究的天堂,每个学习矿床的人都希望去加拿大进修从而提高自己的理论研究水平。在加拿大搞矿产勘探受季节影响明显,寒冷的冬季只能窝在办公室里,所以夏季来临的时候,无论是研究人员还是勘探人员都放马南山,不肯浪费每一天。Stanton去了皇后大学读博士后,导师是JE Hawley,Sudbury镍矿专家。1955年末,Stanton收到美国Kennecott铜矿公司(这家公司当年赫赫有名,可惜倒闭了,有关于这家公司的自传,我也有幸拜读)负责加拿大业务一把手Sullian的一封信,信的大意是他读了Stanton发表在Economic Geology上的文章很感兴趣,他公司也在加拿大新不伦瑞克省同样叫Bathurst的地区发现了诸多同种类型的矿床,并邀请Stanton去帮助指导一下。去了一个多月后,两者之间的相似程度简直令人不可思议,难以置信,没有想到横跨太平洋万里,斜对的两个板块也会“对脸”,这似乎已经不是一种地质现象,而是一种地质规律,也就是在这里,Stanton开始有了国际声望。

从加拿大回到澳大利亚后,Stanton去了他曾经学习四年,引领他进入科学殿堂的新英格兰大学(the University of New England),此时它已脱离悉尼大学的管辖实现了“单飞”。除了难以割舍的私人感情,还有一个很重要的原因是Stanton不喜欢大都市,更喜欢小城镇,找一小群志趣相投的朋友在安静的环境里工作。在这里,Stanton成了家,有了自己的房子,并亲手栽种了许多花草树木;在这里,他有了自己的研究团队,并且成果丰硕。

一天,McGraw-Hill出版公司的小Z来到了Stanton的办公室。

“听别人说,你要写一本有趣的书?”小Z彬彬有礼,面带笑容地说道。

“我从来没有这样的想法,我只是一名研究人员,不是一名作家,我对写书根本就不感兴趣。”Stanton有点生气,又有些激动地回答到。

6个月后,小Z再次来访。

“是否你已经想好了写一本书?”“没有。”

1965年末,小Z再次来访。

“你的书是否有了新进展?”“没有。”

1966年初,Stanton去了哈佛大学学术度假,又收到了从阿米代尔转过来的来自McGraw-Hill的信件,打开一看,“你的书写得怎么样了?”Stanton真有些生气了,决定给McGraw-Hill回一封信,让他们不要再来纠缠他,他正埋头于工作,写书根本无暇顾及。

两个星期后,传来了敲门声,Stanton打开门一看,小A面带笑容,彬彬有礼地说道:“我来自McGraw-Hill出版公司总部纽约,想问一下你的书进展如何?”着实吓了Stanton一跳,以为遇到了传销人员。后来小A又来了两三次,Stanton被说动了,这就是“攻心术”。

矿石是一种石头,矿石都是在一定的成岩环境下经过一系列的成岩作用而形成,不同矿石之间并非孤立存在,而是有着千丝万缕的联系,就像岩石类型千百种,许多曾经是近邻。抱着这样的思想,Stanton饶有兴趣地写起了书籍,当写了三四章后,发现写书也没有想象中那样难,反而是一件容易且有趣的事!这本书就是《Ore Petrology》,原定出版5000册,最后竟然卖了18000册,现在世界范围内有50000-60000册复印版本,想不到摆在我案头的这本小书背后竟然有这样离奇的故事。后来,Stanton根据他多年在所罗门群岛的工作又写就了第二本书《Ore Elements in Arc Lavas》,终于可以用科学精致的方式来看清整个事件的来龙去脉,就像打开香槟啤酒的瓶盖,看气体慢慢升腾以致消失……


Stanton所著两本书封面(来自amazon网站)

美丽是永恒的喜悦,她的可爱不因年华逝去而飘散若烟,而是红杏枝头娇嫩的花蕊,与日俱增她的芳香。

参考文献

1.stanton Interviewed by Professor Ken Campbell in 2008

2.R.L.Stanton,Lower PaleozoicMineralization Near Bathurst,New South Wales,Economic Geology,1955,v.50,pp.681-714




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