汤中立


汤中立院士,教授级高级工程师,矿产勘查专家,矿床地质学家。1934年10月生于安徽省安庆市。1956年毕业于北京地质学院。当年4月赴地质部甘肃省地质局祁连山地质队从事技术工作,历任分队长、技术负责人。1959年以后曾任地矿部甘肃省地质局第六地质队工程师、大队技术负责人,地矿局区调队地质大队总工程师,省地矿局副总工程师、总工程师;甘肃省矿产储量委员会副主任、常务副主任。中国地质大学(北京、武汉)、西安工程学院、浙江大学、兰州大学兼职教授。1995年当选为中国工程院院士。1998年,任第九届全国政协委员。

汤中立 - 求学历程

1934年10月,汤中立出生于安徽省安庆市,1937年,日本侵华战争爆发,战事很快波及到安庆。其时,年幼的汤中立学步未稳,但他不得不随着父母跟着逃难的人群,辗转到湖南省乾县所里镇暂住下来。父亲在流亡中学当教员,母亲还得帮人浆洗衣服,挣点收入补贴家用。在极其困难的情况下,汤中立读完了小学。直到1945年抗日战争胜利,他又随着难民队伍回到了安庆市。

新中国成立初期,汤中立高中毕业,1952年9月,他进入了北京地质学院,开始了他对地质学的学习、认识和理解。其间,他曾聆听过李四光、孙云铸、谢家荣、尹赞勋、袁复礼、冯景兰等学者的演讲或教诲,他们献身地质科学的精神,以及在地质实践中所表现的科学态度,成为他的人生榜样。尤其是著名的地质学家李四光在一次讲演时,语重心长地对同学们说,你们应当成为新中国的“土地公公”和“土地婆婆”……这番话情切意真,就是希望同学们成为新中国

优秀的地质学家,像神话中的“土地神”一样,熟悉和掌握脚下的地球。汤中立对这次讲演留下了深刻的印象,至今还记着李四光讲演时的神采。

与此同时,汤中立更是如饥似渴地学习地质理论知识,以优异的成绩实践着自己的诺言,为成为一个优秀的地质学家奠定着坚实的基础。汤中立完成对自己理论学习的检验是毕业生产实习。1955年秋天,他和几个同学组成一个小队,到山西省五台山区填制1∶5万比例尺地质图。他们把图幅按人头分成若干块,每人负责一块,工作进入谁的领域就由谁当“队长”,并由其承担最主要的任务。其他同学在其分派下完成本块的填图任务,而且要为“队长”收集毕业论文的资料。汤中立负责的地域恰好在滹沱河的两岸,地形呈现为一片广阔的砂砾。在这样的地区中完成填图相对容易,但对于将来要完成的毕业设计却是相当棘手。然而汤中立却表现出突出的应变能力。他将同学们组织起来调查果树的分布范围、生长年龄和长势情况,调查水井的水深、水质和历史变化。最终,他完成的毕业设计是《山西繁峙滹沱河沿岸第四系地质与果树调查的关系》。这一设计别出心裁,独树一帜,获得了很好的评语。他和同学们共同完成的地质图,后来被作为五台山区地质图的一部分公开出版。

汤中立 - 地质生涯

1956年春天,汤中立和几位毕业同学一起来到酒泉,在甘肃省祁连山地质队开始了他的地质生涯。其时,大西北正是国家建设的重点,急需地质工作者为国家提供各种矿产资源地。这为汤中立实现其地质理想提供了广阔的天地。

从1956年起,汤中立先后在甘肃北山地区,祁连山地区和河西走廊两侧山区从事地质普查工作。他先从实习生开始,由于他在工作中表现出的突出能力和不怕苦不怕累的精神,第二年就担任分队副技术负责人,第三年任分队长、技术负责人。在此期间,汤中立和他的同事们,在前辈地质专家宋叔和、陈鑫、严济南等人的指导下,通过不同比例尺的地质填图、检查古矿坑遗迹和群众报矿线索等方法,先后在以上地区发现了铜矿、铁矿、萤石矿、镍矿等一系列具有重要经济价值的矿产地。

1956年7月汤中立、陈振兴、杜松亭三名实习生组成地质组,由汤中立任组长,在甘肃北山星星峡—白墩子一带进行1∶20万路线地质调查。一天,在进行地质路线填图时,发现一块含铜矿的转石:淡黄绿色蚀变岩,除孔雀石外,隐约可见黄铜矿豆点。当时已近中午,他们商定停止路线观察,改按转石追索法,沿着戈壁滩上转石可能的来源方向一步一步追索。他们一直追到一座黑色大山的背后,铜矿转石突然增多,而且有古人采冶的遗迹,在这里,他们终于找到了原生矿露头。经过观察,原来这座黑大山的岩性是辉长岩,岩石中也有微弱的黄铜矿化,山背后低凹处是蛇纹石化橄榄岩与底盘白云质大理岩接触,就在外接触带发育一条北西西向的铜矿矽卡岩带。于是他们便投入地质填图和地表工程揭露。严济南工程师和苏联专家谢尔巴科夫闻讯从大队部赶赴现场,指导勘察。根据苏联专家建议,当年10月份打钻,见到深部原生矿。第二年,由甘肃省地质局组队勘探,求得铜金属储量4.3万吨,Cu品位1.64%;银93.9吨,品位93.3克/吨。其后,由白银公司实施矿山开采。

慧眼“卵石”诞镍都

1958年10月7日,时任祁连山地质队一分队分队长、技术负责人的汤中立,带领巡回检查组王全仓、邱会鸿等一行五人,来到永昌县河西堡,向县委设在那里的大炼钢铁指挥部汇报工作。县委书记王虎法带领他们查看近期群众的报矿成果。汤中立挑出几块感兴趣的标本询问情况。一块大如卵石、布满孔雀石的矿石标本引起了汤中立的特别注意。问清矿石标本的来历后,汤中立和其他同事立即驱车赶到永昌县,然后又追踪到宁远堡报矿人的住地,由报矿人唐东福热情引路,前往白家咀子含孔雀石的岩体露头处。此时已近黄昏,他们稍事观察敲打一阵,在夜色降临之际安营扎寨。在其后的两天时间里,汤中立和王全仓、赵国良对矿化露头、超基性岩性的范围、顶底盘围岩进行了追索和初步圈定,并勾绘了地质草图。根据当时的工作情况看,只是在超基性岩体(后来的一号矿区)的北侧找到两处氧化矿露头,每处露头长20—30米,宽10余米,两处露头之间相距约300米;矿化露头上,孔雀石、铜蓝、锡铁矿十分发育,黄、褐、蓝、绿,色彩缤纷。汤中立面对此种情况,把眼前的发现与两年前发现的辉铜山铜矿进行了比较:两者都发育在基性超基性岩体底盘与白云质大理岩的接触带上,此处发育在内接触带,彼处是在外接触带;按地表矿化程度,这里比辉铜山的情况更好;辉铜山经勘探证实是一个富铜矿,这里肯定是一个更有希望的铜矿。在这种对比基础上,汤中立采集了必要的标本回酒泉大队部汇报,留下王全仓等人继续在现场工作。在酒泉,汤中立把他们的发现分别向苏联专家扎库敏聂依和大队负责人陈鑫工程师作了汇报,并陈述说,这是一个很有希望、需要进一步开展评价工作的铜矿。这一观点得到认可,他便赶回河西堡,到分队其他各组抽调人员,加强白家咀子组的力量,开展更大规模的评价工作。

陈鑫工程师来到河西堡,并带来一份化验单。陈鑫告诉汤中立,对他带回的矿石标本进行了铜镍两项测定,结果,Cu16.5%,Ni0.9%。这就是后来举世闻名的金川铜镍矿床最早的一次矿石标本分析报告。其后,陈鑫和汤中立赶赴白家咀子现场,布置了地面地质填图和两口浅井、六个探槽。汤中立一直留在现场工作,直到1958年12月中旬,几个探槽均见到了氧化矿。与此同时,第一口浅井打到七八米深时,见到了具海绵陨铁结构的原生铜镍矿。1959年元月,省局和大队组织两台钻机施工两个钻孔,不久,两孔深部都见到了厚层原生矿体。这就充分证实了该处是一个大型的硫化铜镍矿床基地。在以后的两年多时间里,汤中立作为大队技术负责人陈学源的助手,参与组织了金川矿区的地质勘探技术工作,并完成了该矿区最终勘探报告的编制。经全国储委主持的审查会议批准,提交镍储量90万吨,铜储量50万吨。为中国第一个镍工业基地的建设提供了可靠的矿产资源保证。

1965年,是汤中立任大队技术负责人的第三个年头,也是金川镍矿勘察工作最为关键的时期。第一和第三两个矿区勘探结束,第四矿区普查孔证明是贫矿。在岩体出露面积最大的第二矿区,地表没有矿化显示,此前曾按200米行距施工过19个钻孔,结果仅在岩体东部发现了一些规模不大的隐伏贫矿体;在岩体的西部,每个剖面上的两个钻孔都没有见矿,却都在200米多深度穿过超基性岩时出现了围岩。汤中立遇到了困惑:岩体是不是呈一个锅底尖灭了?如果岩体像锅底那样尖灭,那么,金川矿区也就没有再大的发展前景了。面对困惑,汤中立和同事们经过反复比较研究,认为这样尖灭不大自然,因为第一矿区岩体和矿体形态向深部是有较大延伸的,并且在第一矿区见到过含矿岩枝贯入到底盘围岩中的现象。据此,他和一些同事认为深部值得探索。于是,汤中立主持编制了第二矿区深部找矿设计方案。方案的核心就是设计了一批深度400—550米的钻孔,找岩体漏向深部“岩枝”中的矿体。

12线ZK22孔的施工设计深度为530米,预计打到岩枝中矿体后将于460米处穿过去进入底盘围岩。但在实际施工中虽然见到了岩枝,但岩枝中并不见矿,钻孔却提前于375.7米打穿岩枝进入围岩,按常规见到底盘围岩就可终孔。汤中立和他的同事们的探索精神,他根据所打到的岩石还不是含矿纯橄岩,推测主岩体还没有打到,深部还大有希望。因此他坚持不能终孔,而是要求继续向深部钻探。结果在410.71米,又见到第二个“岩枝”。汤中立再次修改设计方案,继续加深钻探,终于在566.71米时,见到下部岩枝中的隐伏富矿体。经过多次调整设计深度,并换了一台千米钻机施工,一直钻到924.87米时才穿过岩体终孔。结果隐伏矿体厚度达到358.16米,完成了一次对地质科学求知领域进行探索的重大突破。

依据22孔的实践结果,又在2线至26线一千多米长的地段布置了几十个钻孔,几乎是每个孔都见到了深部隐伏富矿体,这使金川矿床的铜镍勘察储量翻了几番,一举成为世界第二大镍矿。

1978年,汤中立被甘肃省委、省政府树立为科技先进工作者;1980年又被评为全国地质系统劳动模范,光荣地出席了在北京召开的评功授奖大会。

1986年,甘肃省人民政府和地质矿产部在金昌市公园内建立地质工作者纪念碑,汤中立的名字作为镍都的开拓者的代表之一,被镌刻于碑文中。

汤中立 - 理论成就

在长期的地质实践活动中,汤中立深切感受到矿产资源的发现难度越来越大,研究和认识矿产资源的成矿规律和赋存规律就显得更加重要。从20世纪80年代开始,他较系统地考查了国内外的岩浆硫化物矿床和其他金属矿床,在实践与科学研究的基础上,从理论上对自己的科学领域进行了探索和总结,主要致力于“岩浆硫化物矿床”和“区域成矿”等方面的研究。

“七五”期间,汤中立主持并执笔撰写了《中国镍矿床》一书,并纳入《中国矿床》中出版。“八五”期间,汤中立又承担完成了“金川矿床成矿模式与找矿模式”、“金川矿床模式及区域成矿预测”及“金川、藏布台、野芨里侵入体中铬尖晶石研究”等项目。在完成科研报告的基础上,出版专着4部:《金川铜镍硫化物(含铂)矿床成矿模式及地质对比》,《JinchuanCopperNickelSulphideDeposit》(英文版),《中国岩浆硫化物矿床的主要成矿机制》(中、英文版)(以上由地质出版社出版),《华北地台西缘及邻区硫化镍矿特点及远景分析》(兰州大学出版社出版),另有数十篇重要论文公开发表。在这些研究中,汤中立与合作者对金川矿床和岩浆硫化物矿床作了较系统的总结与阐述。

在金川矿床的研究方面:依据Sm-Nd年龄、大地电磁测深和区域地质资料,提出金川岩体是在北祁连裂谷发展前期的拉张环境中侵位的,后随龙首山推覆构造转移至现今位置;有依据地推断金川岩体原始岩浆是一种苦橄质拉斑玄武岩浆,大致为上地幔20%—30%部分熔融的产物。在研究过程中,利用多种方法研究了成岩成矿温度和其他物理化学参数,确定了硫化物的初始熔离温度和橄榄石的初晶温度,推断岩浆就位深度约为10—15公里;获得金川岩体的Sm-Nd内部等时线年龄为1508±31Ma;系统阐述了金川矿床的“深部岩浆熔离—复式贯入成矿模式”等。

在中国镍矿的研究方面:阐述了中国镍矿的时空分布规律,指出这类矿床主要分布于古大陆边缘及其外侧活动带;成矿岩体的时代主要是元古代和华力西期。成矿岩体类型有:与裂谷或深断裂有关的镁铁岩超镁铁岩体;与活动带火山作用有关的镁铁岩超镁铁岩体。依据成矿作用与成矿方式将岩浆硫化镍矿床分为“岩浆就地熔离矿床”和“岩浆深部熔离贯入矿床”两种类型。后一类矿床又进一步分为:单式贯入、复式贯入、脉冲式贯入、晚期贯入四个亚类。“晚期贯入”矿床再进一步分为:岩体内贯入和岩体外贯入两小类。与此同时,他还阐述了以上两类矿床的成矿模式。

他通过对金川、红旗岭、喀拉通克、赤柏松、力马河、白马寨等这些矿床特征的对比研究,提出:“深部熔离复式贯入矿床”是中国最主要的岩浆硫化物矿床类型,也是世界岩浆硫化物矿床的主要类型之一。

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汤中立 - 参考资料

1、《中国大百科全书》  中国大百科全书出版社
2、《中国少年儿童百科全书》 出版社,1989.
3、http://m.cug.edu.cn/2003/2003/zhuantiwang/dycz/30_4.htm

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