董樹文：大地探索者

山旭+葛江濤

幾乎每個家庭都會有不銹鋼制品。加之工業和其他應用，每年中國需要至少800萬噸鉻。

鉻可以與碳發生化學反應，從而產生高強度、高硬度、防腐蝕的金屬化合物，這就是不銹鋼生產的關鍵。

中國的鉻礦年產量只有約20萬噸。在董樹文和他的項目啟動前，中國的鉻遠景儲量剛剛超過1000萬噸。

站在位于中國地質科學院大院的“深部探測技術與實驗研究”專項（以下簡稱“深部專項”）辦公室里，這位略顯疲憊的中國地科院副院長指向巨幅中國地圖的下沿：沿雅魯藏布江，也就是印度次大陸和東亞大陸碰撞的區域上，有一道漫長的紫色弧帶。

“通過‘深部專項發現，在這里有一個長2000多公里的地帶，鉻儲量豐富?！睂ｍ検紫茖W家董樹文說，這個鉻鐵礦帶有金剛石包體，與俄羅斯烏拉爾地區的同類礦石十分相似，那里有6億噸鉻礦遠景儲量。

不過，“超級鉻礦”并非“深部專項”的主要任務。所謂深部，是指地下幾公里到幾十公里范圍內的巖石層。

作為中國地學界有史以來最大的科學項目，董樹文希望能從深部的視角重新解釋中國大地的形成和現時運動。

如此，礦產、能源、地震等一系列當今中國急需回答的問題，都有望獲得更加深入的解釋。

耗資超過 12億元人民幣的“深部專項”，正在總結它過去五年的工作成果。而能否對中國大地的最根本問題作出全面回答，恐怕還有賴于國家對于“地殼探測工程”的決心。

服務“百年大慶”

可能存在“超級鉻礦”的這個區域，在地質術語中叫做雅魯藏布江縫合帶。中國唯一的大型鉻礦羅布莎就位于這個海拔超過4000米的區域，其儲量一直被認為只有500萬噸。這個結論自改革開放以來就沒有改變過。

“深部專項”在羅布莎實施科學鉆，探測深度1800多米，創造了西藏最深鉆探的紀錄。后來因為新發現，拓展為四個井位。

驚人的新發現是，這里的鉻礦石中存在金剛石，“過去認為洋殼很淺，表層壓力小，不應該生成金剛石。鉻礦的包體里發現金剛石，說明這個鉻礦形成于高溫高壓的地幔深層?！倍瓨湮慕忉屨f。

“深部專項”科學鉆探項目的首席科學家楊經綏不由想到：世界上最有名的烏拉爾鉻礦，就是與金剛石共生的。

所以后來楊經綏團隊的研究，為雅魯藏布江縫合帶西段尋找大型、特大型鉻鐵礦提供了依據?？赡艽嬗羞@種礦藏的羅布莎超鎂鐵質巖帶僅有30多平方公里，而同在雅魯藏布江縫合帶上的普蘭，有700多平方公里。

“超級鉻礦”并非“深部專項”在青藏高原南部的唯一發現。通過科學鉆取得的地下深處的巖芯柱中，竟然有純金屬物質。這種近乎純質的金屬球團，只能形成于數百千米深度的地幔過渡帶，極為罕見。

上世紀80年代初，兩位地質學家方青松、白文吉就在羅布莎的巖體中發現了金剛石。

“全世界都不相信，因為洋殼不可能形成那么大壓力，壓力很低，溫度很低，怎么形成金剛石？這個文章發表以后，大家都認為實驗分析可能存在污染，也許是篩選時容器里有過去留下的殘余?！倍瓨湮恼f。

現在已經完成的第一種新礦物，被命名為“青松礦”，紀念已于2010年去世的方青松，“他為在西藏羅布莎鉻鐵礦石中找到第一粒金剛石作出了杰出貢獻”。

如羅布莎一般的科學鉆共有六個，大多位于中國重要的礦產區。如南嶺成礦帶——中國最大的稀土和鎢錫金屬產地，經過數十年高速開發已經進入枯竭階段。

“稀有的鎢礦存在于石英脈，過去一般認為它有五層，但底下是否有巖漿供應，不然從哪來呢？可誰也證實不了?！笨茖W鉆打入地下3000米，中國地質科學院礦床資源研究所研究員王登紅的團隊證實了“五層樓”之下確實有這樣一個“地下室”。

“也就是說，不是這‘五層樓采完了就沒有了，在深部把‘地下室找到，很可能開辟一個非常大的資源空間。”董樹文說。

如南嶺成礦帶發生的情況，在地下500米至2000米的深部第二找礦空間，可能是人類未來礦藏開發的集中地區?！吧畈繉ｍ椉啥喾N探測技術，可以初步實現3000米至5000米的‘透明化?！倍瓨湮慕忉屨f。

“深部專項”中最大的科學裝置是創紀錄的“地殼一號”萬米大陸科學鉆機。目前，它已經開始在擁有大慶油田的松遼盆地實施大陸科學鉆探工程。

中國地質調查局局長、黨組書記鐘自然曾談到，萬米科學鉆的目標之一是穿過白堊系地層探尋新的盆地，服務“百年大慶”新目標，建立基礎地質研究的“金柱子”，為松遼盆地及其類似盆地的地球物理勘探提供科學“標尺”。

白堊系地層一直被認為是大慶油田的主要成油區域。

“我們要知道，這些物質到底是如何形成的，哪些運動造就了礦藏和能源，現在下面是什么情況。這樣到哪里去找、找什么，都很清楚。”董樹文說，這就是“深部專項”的現實意義之一。

李四光的想法

為什么會在某個盆地形成礦藏？這曾是年輕董樹文和幾代地質工作者的追問。

時間回到1972年，曾是紡織廠學徒的董樹文被合肥工業大學招為工農兵學員。他本來報名機械系，因為人滿，“問我地質系上不上，我說，不上”。

最終，學校同意先入學再換專業，結果暑假去野外實習，“我就喜歡上了搞地質，后來家里還叫我換專業，我說不換?！?/p>

1975年董樹文畢業分配到安徽327地質隊，第二年就參加了廬江——樅陽鐵礦會戰，就是后來確定儲量5億噸的羅河鐵礦。

會戰中有一大批剛從牛棚中解放出來的老地質工作者，包括原地質部總工張炳熹，后來成為院士的陳毓川、蕭序常、許志琴、常印佛、翟裕生，等等。董樹文就跟著他們身后，學習野外觀測、顯微鏡鑒定，學英語。

“過去不知道什么叫研究，跟在他們后面才知道，石頭里面還有好多東西，看到金剛石還要想到碳的來源，老是激發你的興趣。”董樹文回憶起他第一次遇見這些前輩的情形。endprint

到1978年恢復研究生招生，老人們鼓勵這個總在他們眼前“晃蕩”的地方地質隊員：“你去考研究生，考到大城市、大單位來。”

其中有一位中國地科院地質力學研究所的先生，叫楊開慶，“他說，你能不能考我的研究生，1978年我就考了他的研究生。”

這位老者那時已60多歲，滿頭白發，是1949年后中國自己培養的第一批地質大師。他的老師是李四光。

董樹文在中國地科院研究生畢業回到安徽，楊開慶又批下了博士點。他再次考博成功，成為中國地科院在改革開放后自己培養的第一名博士。

董樹文并沒有親身跟隨李四光工作過。但他知道，“李四光視野特別寬，他是搞地球動力學的，不是簡單搞一點。他的觀點和思路，現在很多人超越不了，我們都超越不了?！?/p>

在楊開慶的講述中，李四光“從來沒有簡單跟人跑，什么東西他都有自己獨立的想法”。

一個例子是地震研究，李四光以地質力學的角度提出了地應力的問題，也就是從地質構造的角度“找出最可能發生地震的地點，如果我們能夠準確地劃分出危險區，這就給出了地震發生的空間可能性”。

這就是一種物理預報的方法。

李四光后來親自領導建立了三個地應力地震監測臺站，領導地震會戰并成功地預報了邢臺地震后的幾次地震。但由于體制等原因，這方面工作被劃出中國地科院的研究范圍。

在1971年春天去世前，李四光留下一句話：再給我幾年，就可能解決地震預報的問題。

此后，中國的地震預報糾纏于地震前兆的尋找、統計、總結和辯論。到2008年四川汶川地震，此類預報理論與震區一起垮塌。

正是在四川汶川地震當年，“深部專項”立項。它的一個重要布局就是在青藏高原東南緣和北京周邊地區建立地應力監測網絡，即子項目“地應力測量與監測技術實驗研究”。

四川汶川地震后沿龍門山斷裂帶進行的測量，應力集中顯現。中國地科院地質力學所研究員吳滿路等據此預測了地震危險區，并于2012年發表論文。

2013年5月四川蘆山地震，第一時間抵達震區的董樹文告訴本刊記者，這正是地質力學預測的部位。而且，地應力監測在數月前又發現了該地區地應力的劇烈變化并上報。

但是，2014年發生地震的云南昭通地區并沒有這種監測網絡。

讓地質學家也學會地球物理

“地殼探測工程”最早在2002年就提出，歷經挫折，最終四川地震使相關基礎研究提速?！吧畈繉ｍ棥弊鳛椤暗貧ぬ綔y工程”的培育性計劃，得以立項。

在這之前，董樹文就曾以地質學家的身份躋身地球物理領域。但是，“我申請不到項目，人家都不批我”。

同屬地學界，但地質學和地球物理學在傳統上存有隔閡：一邊是備受關注的現實研究，一邊是更“體現科學色彩”的基礎研究，邊界清楚，都自視甚高。

“最大的不同是評估體系，搞純基礎科學的，是看國際期刊上發多少文章；搞地質的，主要看能不能找到礦?！?/p>

蘆山地震發生后，要開一個地球物理方面的重要會議，董樹文從首都機場往會場趕，路上接到催促的電話，“問我去哪了，我說剛從蘆山地震前線回來，他說地震你跑去干什么？”

不過，董樹文承認，地質出身畢竟給自己帶來了與地球物理學家不同的角度，“所以我們的專項現實意義比較大，礦產、資源、地震，這些都是中國最緊迫的現實問題?！?/p>

“深部專項”實施五年，董樹文的目標之一是實現地質學和地球物理學的融合，“開始有不服氣的，現在應該好些了。”

對于大科學計劃的管理和運作，除了共同的科學理想，董樹文清楚，合作中利益兼顧是關鍵，“科學資源的公平分配是合作的基礎，成果的公平分配是合作持久的關鍵，每個人都要體現出價值，團隊的價值就是所有個人成果的集成與升華?！?/p>

包括經費，“國土資源部主持深部專項，而我們自己僅占經費的三分之一強，其余都分到各個部門負責的子項目上，這是國內很少見的?！倍瓨湮恼J為“錢要用在刀刃上”，“比如專項經費中，三分之一用來研發萬米大陸鉆機等一系列深部探測關鍵儀器裝備，因為這是我國深部探測的軟肋。”

解決這些現實困難，“深部專項”最終可望形成合力，對中國地球科學的一些根本問題作出回答。

“深部專項”又提出了很多問題，它們以及那些尚未解開的中國大陸之謎，恐怕只能交給“地殼探測工程”。中國人腳下這片大地，能否更加安全、穩定、豐茂，將取決于此。endprint