吴才来研究员:炙热丹心解读岩石之谜,始于热爱、成于创新

2018-07-11 16:42 cnhan.com

——记中国地质科学院地质研究所吴才来研究员

石头与人类的生活密切相关。比如土壤,就是由坚硬的石头风化后形成。什么样的石头就会形成什么类型的土壤,而且风化的源区还不断地为土壤提供着营养元素。尤其是岩浆岩,当岩浆在地表附近冷凝形成岩石后,经过千百万年的风化作用,形成非常肥沃的土壤。为什么不同地区适合种植的作物有所不同?为什么某些疾病的发生呈现出地域性特征等等?这些除与当地的气候条件有关外,主要与当地的石头、土壤有关。

有这样一位勤勤恳恳的教授,多年来,他投身于岩石学研究,取得了多项创新性成果,并把理论研究成果应用到实践中,积极开展深层次的应用研究,取得了矿物干燥剂、矿物除味剂、矿物岩石肥等9项国家发明专利,并积极寻找机会准备推向市场。他的部分发明技术早已被地方使用,并且取得了非常好的经济效益,可他仍然还是个穷教授。他就是中国地质科学院地质研究所的吴才来研究员。

因为热爱所以坚守

地质科学实践性很强,许多理论都源于野外地质观察,岩石学作为地质学的一个重要基础性学科也不例外。为了获得第一手岩石学方面的资料,吴才来教授带领自己的博士研究生年年坚持出野外工作,他的足迹遍布了祖国大地,北至长白山,南至秦岭,东至长江中下游,西至祁连山、阿尔金山、巴颜喀拉山、唐古拉山、可可西里、昆仑山等,这些地方都洒下了他艰辛的汗水,留下了他踏踏实实的足迹。大山回报他的,是一篇又一篇科研论文,是一项又一项研究成果,是一批又一批成长起来的年青地学硕士、博士、博士后……

野外地质工作充满着艰辛,对每个从事地质工作的人来说都是严峻的考验。穿过荆棘丛生的树林时会汗流浃背,攀爬怪石嶙峋的峭壁有时还会流血,甚至在越过广袤的高原时还会有生命的危险。在野外,意想不到的突发事件,如山洪瀑发、泥石流、山体滑坡、陷车、迷路……,时有发生。吴教授曾参加中国地质科学院地质研究所的中法合作项目,和他的中法地学界同行去可可西里野外考察,就在接近可可西里目的地的途中,强烈的高原反应,使得他心跳达150次/分以上,若不及时抢救,将会导致心力衰竭,随时有生命的危险。当时的气温是零下十几摄氏度,西北风卷着雪花,在海拔5000多米的无人区,到处是茫茫白雪,进来的车辙被白雪覆盖,退回去已无可能,怎么办?此时的吴才来基本上处于昏迷状态,情况十分危急。随队医生给他打了第一针强心针,没有任何反应,胆大心细的医生又打了第二针强心针,这才把他从死神那里拉了回来。后来医生回忆说,当时的情况太危险了,想起来令人害怕,因为第二针强心针打下去若不能把人救回来,那就会加速了他的死亡。也许很多人可能不知道岩石学的研究过程如此的艰辛,但是吴教授全身心地投入研究工作,再苦再累再危险也无怨无悔。现在每当有人提及那次危险的经历时,吴教授总是微笑着说:“从事地质工作的人,就得要做好吃苦的准备。”是啊,这简短的话语无不渗透着他对地质工作的挚爱。

出野外工作,一般选择夏天,因为夏天日照时间长,雨水相对较少。但在西部地区出野外工作,常常山外是炎热的夏天,山里却是严寒的冬天,山下穿衬衣,山上穿羽绒服,一天之内差不多经历了四个季节。每次上山,吴教授总是走在前面,学生们跟在后面,他不时地停下来给学生们讲解见到的地质现象和不同的石头。他讲解岩石学的时候全神贯注,从来不畏惧恶劣的天气,也不会因为恶劣的环境而减少野外工作内容。他始终专心致志地进行野外地质现象的记录、描述、采集样品、拍照、地质体的追踪及产状测量等等,以自己的实际行动感染着每一位年青人。吴教授积极向上的工作精神,一丝不苟的工作态度,都源于他对地质工作执着的热爱。

理论联系实际开创硕果累累

通过研究,吴才来教授确定了中国西部柴北缘地区古生代花岗质岩浆作用与超高压变质作用之间的成因联系,建立了花岗质岩浆作用与板块俯冲、超高压变质作用的成因模式。

2014年吴才来邀请怀俄明大学Frost教授(左)访问中国地质科学院,吴才来教授(右)带他去安徽省铜陵矿集区考察岩石、矿床及科学钻现场

他确定了北祁连古生代花岗质岩浆作用对造山带构造演化的响应,结合柴北缘花岗岩的研究成果,提出了整个祁连山地区古生代板块先向南后向北俯冲的动力学过程。

他还建立了祁连山、阿尔金山古生代花岗质岩浆作用的年代学格架,通过对柴北缘、北祁连、北阿尔金和南阿尔金古生代花岗质岩浆活动期次、岩石组合及其岩石地球化学特征对比研究,首次提出了阿尔金左型走滑断裂活动最强烈的时间可能为400Ma左右。

几十年来,吴才来教授除对青藏高原北缘的阿尔金—祁连山造山带的花岗岩成因及构造演化开展研究外,还对中国东部长江中下游铜陵矿集区侵入岩进行了深入研究。通过研究,他确定了铜陵矿集区内存在两个系列侵入岩,其中橄榄安粗岩系列侵入岩与区内的金(铜)、银、铅、锌等矿床关系密切,而高钾钙碱性系列侵入岩与区内的铜(金)、钼等矿床关系密切;并提出了两个系列侵入岩的成因模式。在此基础上,他确定了铜陵矿集区舒家店地区为3000米科学钻的最佳选址,并通过科学钻探,首次发现铜陵矿集区地下1775米深处存在126Ma的A型花岗岩。这一发现,对确定长江中下游地区的大地构造属性,及实现第二成矿空间找矿的新突破具有重要的科学意义。有人夸他是“入地最牛的科学家”,但他坚持认为,比他更牛的科学家大有人在,他只是一个很一般、很普通的科技工作者。

吴才来教授所开展的应用岩石学研究,大多属于交叉学科范畴,比如农业地质学。农业是与土壤关系最为密切的门类。土壤的成分受下层岩石的影响较大,是否可以通过人工的方式,把岩石中微量元素的活性激发出来,让天然的岩石变成再造的新生土壤,以改善目前受化肥、农药污染的土壤,进而提高农作物的产量?他思考着这些问题,并与国内的一些企业合作,因地制宜,就地取材,成功地研制出了矿物岩石肥料,并在不同地区开展了田间试验。结果表明,这种岩石肥料不仅能够化解土壤中的化肥和农药污染,而且还能改善因多年使用化肥造成的土壤板结,从而提高粮食作物的品质。该肥料在广西的香蕉、甘蔗、水稻的种植中试验,获得了成功,中央电视7台作过报道。该肥料在河南等地的多种作物上进行田间试验,结果表明,使用该矿物岩石肥可使玉米、水稻、小麦、大豆、油菜、甜菜、土豆及各种蔬菜、果树、中药材等增产15%~20%以上,且产品中的营养元素含量大幅度地提升,有害物质含量大大地减少,对于保证食品安全有明显效果。

矿物岩石肥很快得到业内外广泛认可,并得到农业部、科技部相关部门的支持,影响甚广。吴教授发明的矿物肥生产技术不但获得了国家发明专利证书,而且还被国家知识产权局、第41届日内瓦国际发明展览会评为“金奖”;自此,神奇的矿物岩石肥由国内走向了世界。

事实上,矿物岩石肥只是吴才来教授应用岩石学研究所取得的成果之一。之外,他还获得了矿物干燥剂、矿物除味剂等多项国家发明专利和4A沸石、污水净化剂、环保型陶瓷制品的制作等多项非专利技术。

吴才来教授带学生在青海与新疆交界处的阿尔金山地区开展野外地质工作,与学生在野外的合影

其中,矿物干燥剂发明专利成为国内外干燥剂领域第三代干燥剂技术。矿物干燥剂替代了传统的第一代和第二代干燥剂,吸湿率是原第二代干燥剂(硅胶)的二倍以上,而成本只有原第二代干燥剂的1/4。要知道,目前中国每年使用的硅胶干燥剂已超过10亿元人民币,更加高效且成本更低的矿物干燥剂的发明,具有广阔的市场前景。

矿物除味剂则主要用于改善人类的生活质量,不仅可除去装修后残留的甲荃、异味,还能解决年轻人汗脚鞋臭的困扰。据介绍,矿物除味剂曾赠送给中国国家体委,并在雅典奥运会上由中国运动员使用,反馈效果良好,受到了国家体委器材装备部领导的称赞。

环保型陶瓷产品,如能量瓷砖,是把纳米稀土矿物应用到瓷砖的生产上,生产的瓷砖具有除甲荃、除苯、除菌、抗辐射、产生远红外等功能,是目前家居装修行业最受欢迎的新一代产品之一。该产品将为改善人们的居住环境、提高人们的生活质量而发挥重要作用。

吴教授的应用研究成果都与石头有关,怪不得有人称他为“点石成金”的人。然而,他来自山里农村,祖祖辈辈没有识字的人,而只有在新中国,他才能上学读书,更只有在改革开放的年代,他才能成为他们村有史以来的第一个大学生。他热爱这片土地,更热爱生活在这片土地上的人民。是理想鞭策他在崎岖的地学研究之路上,坚持不懈,勇攀高峰;是担当促使他淡泊名利,废寝忘食地研究出了岩石与人民生活息息相关的创新产品,造福百姓。路漫漫其修远兮,他仍在科研之路上不停歇地探索着、奋斗着……

专家简介

吴才来,男,1959年12月12日生,汉族,安徽枞阳人。博士后,研究员,博士生导师。中共党员,九三学社社员。现任中国地质科学院地质研究所火成岩研究室主任,中国地质学会岩石专业委员会副主任兼秘书长、非金属矿专业委员会委员,中国矿物岩石地球化学学会火山与地球内部化学专业委员会委员,中国灾害防御协会火山专业委员会委员,《岩石矿物学杂志》和《西北地质》编委,国土资源部中国探月工程8人科学家小组成员,国家科技奖励评审专家。

1982年毕业于长春地质学院(现吉林大学地质学院),分配到安徽省地矿局321地质队从事地质工作。1991年、1994年分别在中国地质大学(北京)获岩石学硕士、博士学位,同年到中国地质科学院博士后流动站工作。1996年底博士后出站,到中国地质科学院地质研究所工作。1998年晋升为研究员,1999年担任硕士生导师,2002年担任博士生导师。多次应邀赴美国斯坦福大学及怀俄明大学、法国蒙贝利尔大学、台湾成功大学合作研究。主要从事岩浆岩岩石学成因及应用岩石学研究。其中2008-2009年在美国怀俄明大学作高级访问学者。

先后负责国家自然科学基金项目4项、国家专项课题2项、国土资源部项目及中国地质调查局项目8项,先后参加国家“973”项目、国家重大专项、国家自然科学重点基金项目等12项;在国内外核心期刊上发表论文180余篇,合作出版专著5部,其中第一作者论文80余篇,第一作者SCI论文40余篇。已获得授权的国家发明专利9项,待授权的国家发明专利6项。获国家自然科学二等奖1项,国土资源部科技成果一等奖2项、二等奖3项、三等奖2项,中国地质调查局科技成果一等奖1项,安徽省铜陵市科技进步一等奖1项。此外,还荣获中国第19批博士后科学基金奖、地质所“科技奋斗奖”和“敬业奖”以及“优秀科技论文奖”、中国矿物岩石地球化学学会“地学新星”、“地质矿产部直属机关优秀青年”、“国土资源部直属机关优秀党员”称号。已培养多名硕士、博士研究生。目前,从事中国西部造山带花岗岩与构造演化研究、中国东部矿集区岩浆成岩成矿作用研究、应用岩石学研究(包括矿物干燥剂、矿物除味剂、矿物岩石肥料、4A沸石、能量瓷砖、玉石人工合成研究等)。

责编:汉网

责编:何飞
分享:

推荐阅读