地質精神的無言傳承

“把全中國走一遍”是很多人的夢想，而中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所首席科學家王學求已經實現了多次。

“世之奇偉、瑰怪，非常之觀，常在于險遠，而人之所罕至焉，故非有志者不能至也。”找礦亦是如此。當前，我國礦產勘查已從淺部轉向深部，從尋找露頭礦轉到覆蓋區找礦，從低山區轉到中高山的深切割區，找礦難度增大，更需依托科技創新實現重大突破。

中國近些年許多找礦的重大突破，都與地球化學技術息息相關，地球化學填圖更是其中的關鍵一子。曾經有報道形容，地球化學填圖相當于扒開表層，把地球的“腑臟”畫在圖紙上。

地球化學填圖概念提出于上個世紀初，美國、歐洲、前蘇聯在上個世紀30年代開始實施，特別是第二次世界大戰以后，開始大規模實施。中國勘查地球化學奠基人謝學錦院士于1978年提出全國地球化學填圖計劃，亦稱作“區域化探全國掃面計劃”，經過30年的實施，已成為全世界地球化學填圖的“樣板”。他的學生王學求于2008年提出“把元素周期表繪制在地球上”，將“區域化探全國掃面計劃”從39種元素提升到76種元素，將覆蓋面積從全國拓展到全球。中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所首席科學家王學求親歷了中國地球化學填圖的40年，并將這種不畏難、精益求精的地質精神傳遞給自己的學生。

把10克樣品分為3000份找金顆粒分布規律

1985年的夏天，王學求收到了一份北京發來的電報，全文不到100字，但這封簡單的電報結束了王學求3個月忐忑不安的等待。

電文為王學求收到被免試推薦為謝學錦院士碩士研究生的申請，大意為：學求同志申請獲悉，很高興你有志于中國的化探事業，望你繼續努力為將中國化探事業在世界上占有領先地位作出貢獻。落款為“謝學錦”。作為中國勘查地球化學的奠基人，謝學錦幾乎代表了當時中國勘查地球化學專業的最高水準。這是王學求滿心期盼的結果，只是當時的他沒想到，自己會成為跟隨謝學錦時間最長的學生。

那個時候的謝學錦，經歷“周游列省”的漫長游說后，其呼吁的“區域化探全國掃面計劃”終于在全國轟轟烈烈地展開，并逐一確定了采水系沉積物、網格采樣、堅持高靈敏度分析標準等規范，這些嚴謹的規范為中國的地球化學填圖打下了堅實的基礎。

持續多年的“區域化探全國掃面計劃”，共分析了39種化學元素，其中關于“金”這一元素的故事格外長。王學求加入謝學錦團隊時，“區域化探全國掃面計劃”沒有解決金的遷移理論和“粒金效應”問題。當時西方地球化學填圖計劃都不分析金，因為金有延展性，不易被粉碎，造成取樣很大誤差。分析時，如果稱取的樣品中偶爾有大顆粒金落入，就會產生異常的干擾高值（也稱為“粒金效應”）。同時，有一個科學問題始終困擾著地球化學界，惰性金比重大，不可能在水系中長距離遷移，也不能穿透覆蓋土壤到達地表，這些大規模金地球化學異常是如何形成的？

謝學錦猜測，在自然界中，除顆粒狀金外還存在有大量的超微細金，這種超微細金的存在可以形成大規模金異常，分析結果也更為可靠穩定。

猜想畢竟不是事實。在草原、叢林等覆蓋區是否真的存在超微細金需要實驗驗證，王學求的碩士論文便是圍繞這一主題。測量金首先需要找到超微細納米金，但當時的實驗室還沒有透視電鏡，只有顯微鏡，無法對納米級的元素進行有效觀察。

如何找到土壤中極小顆粒的金子？王學求受南京實驗室沈瑞平的啟發，基于礦物光譜量測量和排列組合原理，把一份10克的樣品磨碎到某一合理的粒級，在精密天平上把樣品分成足夠多的等份，讓每一等份中最多只有一粒金，要么沒有金。根據理論計算，當把一個樣品分成的份數是樣品中實際含有金顆粒數目的5倍時，每一份中含有兩粒或兩粒以上金的概率只有1.5%，基本可以確認每一份中只有一粒金子。對每一份樣品逐一攝譜，就可根據含量計算出金顆粒大小及樣品中含有金顆粒的數目。

這個實驗原理聽起來簡單，但從未有人實踐過，因為實驗太過“龐大”。螺螄殼里做道場，不僅需要想象力，更需要強大的執行力。最多時，王學求把一份10克樣品均分為3000多等份。這樣的樣品，他分析了50多份。一份樣品分到最后，時常出現質量太小的情況，如只有0.01毫克而稱量不準，王學求便往里面加入純石英再進行稱重。

那時候，白天實驗室的工作人員需要正常工作，儀器數量有限，研究生不能老占著儀器，王學求只能晚上干活，一干就是一個通宵。超微細金就是如此通宵達旦找到的。

“地球化學樣品中大量存在小于5微米的超微細金。”這一發現在當時的學術界引起極大震動。超微細金的發現，讓中國找到了一條可以繞開“粒金效應”找金的可靠途徑，被國際勘查地球化學家協會主席列入上個世紀90年代勘查地球化學最重大進展之一。

配合當時金的分析檢出靈敏度的顯著提升，從小秦嶺到黔西南，從新疆到甘肅，20世紀80年代后，我國批量發現了900多個金礦床。據不完全統計，自1999年以來，運用謝學錦和王學求科研團隊所研發的找金理論和方法，在圈定靶區中發現的大型以上金礦已達16處，我國也于2014年躍升為世界第一大產金國。

云南地礦局前總工程師張翼飛曾經說過，今天在中國尋找金礦，離開化探資料是根本不可能的。王學求與中國科學院院士謝學錦據此研究成果寫成的《金的勘查地球化學》一書也被美國著名地球化學家趙畯田（T. T. Chao）稱作“一部劃時代的巨著”。

生死羅布泊

新疆羅布泊，是填圖時最難獲取數據的一塊地區，也是地質人“出野外”試煉中的終極難關之一，即使放在今天通鐵路、通信號的情況下，依然如此。

那時進入羅布泊，沒有網絡、沒有手機導航，非常考驗地質人員的野外經驗。羅布泊內遍布鹽殼，這些鹽殼表面看似堅硬，越野車經過時，一旦碾破鹽殼，人和車沉下去找都找不到。“開車需要特別小心，找那種‘白板地’，就是有流水痕跡的地方，這種地面相對堅硬，比較安全。”王學求分享道。

王學求在這里進行區域化探采樣時，團隊曾有嚴格規定，一天采樣路線只能在邊長10千米的方格內活動，絕不可超出此范圍。這里曾發生過太多離奇的失蹤事件，必須非常謹慎。

即使如此，還是會有突發情況。有一次，王學求和團隊成員在外干活時碰到大風天，這種天氣極為危險，一行三人匆忙趕往基地。趕路途中，車子卻意外陷沙。羅布泊的風在一望無際的沙漠中呼嘯著，狂卷著地面的沙土，威力巨大，這些沙土一旦遇到障礙物便會迅速沉降。不到兩個小時，風沙便把車子掩埋了一半。此時，天色漸晚，王學求一行三人等風停后趕緊下車，拿著鐵鏟等采樣工具挖沙子。

“晚上不敢睡覺，怕萬一被埋到里面，人也不能在外面待太久，沙漠晝夜溫差大，晚上氣溫驟降，容易失溫。”就這樣，3個人輪換著挖了一晚上沙子，直到第二天早晨六七點，才把車挖出來離開。

為補足東天山西部無人區16萬平方千米的地球化學填圖空白，1994年至1996年和1999年至2003年，王學求及其團隊成員兩次進入東天山（含羅布泊）南部無人區從事野外調查，為國家緊缺礦產資源如大型金礦、鈾礦、鉛鋅礦和銅礦的發現提供了重要找礦線索。

其間，國際地球化學填圖項目通過了聯合國教科文組織的批準（1988年），謝學錦作為該計劃工作組指導委員會委員，開始“周游列國”，王學求也跟隨謝學錦前往哥倫比亞、南非等國，交流我國區域化探的成功經驗。此時，我國的區域化探技術從采樣到分析，已經大大領先歐美。

2008年，王學求出任全球地球化學基準委員會主席。也是在同一年，技術的更迭，要求地球化學填圖向更高維度邁進，作為“全球地球化學基準計劃”的一部分，王學求啟動了“全國地球化學基準值建立與綜合研究”，開始了81項指標（含76個化學元素）的地球化學基準圖填圖工作。

周建是在2009年加入中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所的。

“剛參加工作的第一年，我都沒見過自己的工資卡，幾乎所有時間都在野外采樣，從沒回過單位，過年直接從野外回家，過完年又趕赴下一個野外。”周建回憶道。

2008年到2014年，周建跟隨項目走過了江西、云南、四川、青海、甘肅、內蒙古、新疆、西藏等省、自治區內的大部分地區，全國4個無人區，他去了3個，羅布泊更是八進八出。正因有周建這樣一群人的付出，“全國地球化學基準值建立與綜合研究”在6年間便完成了基礎的采樣工作，為后期的數據分析奠定了堅實的基礎。

日均3萬多步，遭遇毒蛇和泥石流

相比繪制全國地球化學基準圖，尋找中重稀土是一件需要承擔更大風險的事。在滇南進行1∶25萬比例尺和1∶5萬比例尺的地球化學調查，每一份數據、每一個異常都可能影響最終的結果。

“最苦”的階段是1∶25萬比例尺采樣調查，每個采樣網格的邊長為2千米。“我和學生進行1∶25萬比例尺采樣時，每天手機記錄的步數都在37000多步。”王學求說。

王學求的博士研究生喬宇主要在紅河地區進行采樣，王強則主要負責西雙版納。他們繼承了老師精益求精的科學態度和地質精神，雖然每個格子的采樣點在前期定點時，已盡量兼顧科學的可靠性及人力的可及性，但喬宇和王強在實際執行時為了讓采樣的水系沉積物更好地體現區域內的各類元素，很多人力較難抵達的采樣點，他們還是會盡量爭取采樣。

“如果在采樣階段‘摻水’，數據就有可能呈現假異常或無異常，對后期勘礦產生誤導。所以，采樣點要選取最接近天然物質富集的區域。”喬宇告訴《中國報道》記者。

在有公路通達的地方，順利時王強和喬宇一天可以采樣十幾個，但在地形切割深的群山中，只能靠雙腿沿著崎嶇的羊腸小道或小溪行走至山腳水系位置，有時候來回往返山路超過10公里，一天就只能采集1個點。

喬宇記得最累的一天是在元陽梯田。元陽梯田遠看層層疊疊，起伏不大，近看高差非常大，最大可以到200米。那次的采樣點在梯田底部的河流，喬宇沒想到7點出發采樣，在梯田里蜿蜒下爬，走了4個小時還沒到底部，因為食物補給在山上的車里，當時的他進退兩難，只能咬著牙繼續下山，完成取樣。僅梯田這一個點位，就花費了8個小時的時間。

王強告訴記者，一袋濕的水系沉積物樣品可能達3—4斤重，有時候要負重10多斤樣品跋山涉水返回基地。夏季酷熱，隨身需要攜帶藿香正氣水，而且密林中常有毒蛇出沒，野外工作組幾乎每天都能碰到毒蛇。

“云南的很多路并不在地圖上顯示，剛來云南時都需要本地向導帶著，后來待久了，自己基本就可以憑借經驗和直覺找到本地人才知曉的隱藏路線。”喬宇說。

2020年，結束1∶25萬比例尺的勘查工作后，王強和喬宇也畢業離開，更小范圍的1∶5萬比例尺（采樣網格邊長500米）地球化學勘查采樣工作交到了中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所云南紅河稀土礦現場負責人周建手中。

參與1∶5萬比例尺地球化學勘查的謝明君博士告訴記者，因為網格面積更小，采樣點可選擇的范圍也就更小，很多難以抵達的采樣點需要一步步走過去。山中天氣變幻莫測，時常形成小氣候，戶外最怕遇到大雨，很多路來時還是路，返回時可能就成了河。

王學求時常擔心，因為地質行業太苦，選擇這個專業的學生會越來越少，愿意出野外的學生也越來越少。

聊起這個時，中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所的劉昱恒、孫文龍和謝明君仍在云南的深山中，無論下雨、刮風、起霧，只要不是極端惡劣天氣，他們都會堅持進山采樣、勘探。嘴上叫苦，但行動上一點兒不敢馬虎，因為他們知道每一袋樣本對后期數據的重要性。