胡瑞忠(右一)在稀有气体实验室和同事交流。　本报记者芦晓娟摄

实验室每个样品都得来不易。　本报记者芦晓娟摄

胡瑞忠(左二)与同事在稳定同位素实验室进行业务讨论。　本报记者芦晓娟摄

野外科考“三神器”

49年前,中国科学院地球化学研究所进驻贵州。说起中科院地化所,好多贵州人都知道,它一直有个让大家仰望的“头衔”——中国科学院在贵州省内所属的唯一一个科研机构。

可未必有多少人知道,中科院地化所的科学家,每天忙忙碌碌都在研究些什么?这片土地上有什么东西值得他们驻守至今近半个世纪?

2月5日,记者走进普通人心目中神秘又“高大上”的这个科研机构,跟着中科院地化所所长胡瑞忠,走进矿床地球化学国家重点实验室,一探究竟。

在胡瑞忠整洁的办公室里,第一眼就看到摆放在书架上的两块矿石。一块紫莹莹,一块金灿灿,耀眼美丽。外人看来非常漂亮的这两块石头,对胡瑞忠来说却是再平常不过。在30多年的职业生涯中,他接触了千千万万块石头。

研究石头,必先“利其器”。罗盘、放大镜、地质锤,这是地化所研究员的三件宝。

野外参照物少,要用罗盘准确定位空间位置。罗盘,无论对野外考察还是伏案研究都很有用。

胡瑞忠比谁都明白明确工作方向的重要性。没有明确的目标,研究无从下手。对地化所来说,目标清晰明了,满足国家发展对于矿石资源的需求,就是他们要找的路。

如何找到新的矿藏?如何让矿产资源得到充分的利用?这是科研团队最常思考的两个问题。

为帮助人们进行矿石开采,胡瑞忠他们首先要进行科考——寻找地壳表面不同的金属元素,还要探索它们分布规律性。

为了实现这个目标,科学家们不能仅仅留在实验室里,和实验仪器为伴。野外考察成了他们的家常便饭。

岩石的层次复杂,要用放大镜才能观察到石头的细节和纹路走向。拿起一块石头,普通人只看到表面的颜色花纹等等,深层次的东西只有通过研究员的“放大镜”才能找到。

很多从没接触“野外”工作概念的人,会认为他们这四、五个人组成的团队太单薄、身上带着的装备太简单。胡瑞忠常常被问到科考是否会有危险,他总是笑笑回答:“不要总是谈危险的事嘛,在野外也是很有意思的。”

胡瑞忠喜欢把野外科考比作游山玩水,“我们常开玩笑说自己是‘边工作边爬山’,可以锻炼身体,还可以欣赏大好河山。”

在贵州,丰富的矿藏资源对胡瑞忠来说是一笔不可多得的宝藏。一天又一天,野外考察的辛苦都被大有所获的喜悦冲淡了。

对他而言,只要有收获、能找到想要的矿石样本,野外的工作就是很有趣。

矿石采集的过程细致而辛苦。找到矿石后,研究员还要用地质锤尖锐的那头,一点点地、小心翼翼地敲下矿石作为样本。

中科院地化所扎根贵州49年,辛苦工作的地质锤成了研究员们必不可少的装备。由于长年累月使用,它的金属把手成了最光滑的部分。

寻找样本“很有趣”

1989年,胡瑞忠来到中科院地化所,开始了他在贵州的科研生涯。

为得到实验室需要研究的矿石样本,胡瑞忠和团队成员在全省的各种角落四处寻找。

“刚来地化所,没有专车供我们去采集矿石样本。”在胡瑞忠印象里,火车、汽车是他们去野外采集矿石样本时的常用交通工具。

往往需要几经周折才能接近“样本库”,很多时候,交通工具也只能让他们到达目的地附近的村庄。迈开两腿往前走,司空见惯。步行几小时,他们才最终找到“宝贝石头”所在地。

尽管寻矿路如此“坎坷”,胡瑞忠和他的团队总能找到他们想要的那块“石头”。

10多年前,与导师涂光炽去开阳白马寨采集样本时遇到的境况让胡瑞忠记忆深刻。“当时雨下得特别的大,采集完矿石,天都黑了。”

那天,为得到铀矿的样本,他们坚持在山上努力寻找矿石。任凭雨水打湿衣衫,泥泞沾满双脚,始终不肯放弃。雨天路滑,好几次还险些遭遇车祸。

终于,他们在夜里找到了样本。赶回市区,胡瑞忠和导师一起吃了鸭块面,那碗面,至今令他回味无穷。

有时到野外考察还会深入到无人区。出发之前,胡瑞忠会往自己破旧的地质包里放一瓶水,一点干粮。“到无人区就没办法了,买不了东西吃,只能自己带点干粮。饿了就啃一点,渴了就喝一点自己带的水,继续工作。”

寻找石头就要有一股不达目的誓不罢休的劲头,胡瑞忠和他的团队执着了“敲敲打打”26年。

“只要有收获,能找到想要的矿石样本,无论怎样辛苦的考察都变得很有趣。”胡瑞忠笑道。

从20多岁就开始矿石研究,他对铀矿的感情特别深厚:“铀分四价和六价,四价的很普通,就是黑色的,但六价的就很漂亮了,有绿色、黄色的晶体,真是比宝石还要美丽。”

说起石头话好多的胡瑞忠,聊起日常工作,一句话就“总结”了——在野外采集矿石样本,再带回实验室进行分析。

26年的时光,就浓缩在这两点一线的单调流程中,一晃而过。

现在,地化所研究员们不再需要花费太多精力在寻矿路上折腾了。机构派出的“专车”,会将胡瑞忠和他的团队带进这片广阔的天地,继续寻找“宝贝石头”,寻找“希望”。

高端科技“解密码”

研究员们找到了想要的石头,下一步就进入到实验室的研究阶段。

“这里没有烧杯、酒精灯和实验滴管,当一束高能量电子束轰击试样时,将从试样中激发出各种电子信息和其他电磁波,包括透射电子和低能量损失的弹性散射透射电子以及二次电子、俄歇电子、背散射电子、特征X射线等多种信息。”

胡瑞忠行云流水般介绍了他们怎样对石头进行研究。记者尽管对各种专业术语听不懂,但在他的耐心解释下,终于听明白了一点:他们一直探索用各种高科技手段解开“矿石密码”。

中科院地化所现有两个国家级重点实验室,分别是“矿床地球化学国家重点实验室”和“环境地球化学国家重点实验室”。走在每一条实验通道的走廊两侧,玻璃门里都陈列着形态各异的科研设备,三三两两穿着白大褂的研究员们穿行其中,探寻来自野外的矿石所蕴藏的秘密。

走进分析型透射电子显微镜实验室,迎面而来一个酷似天文望远镜的仪器。仪器旁的“白大褂”就像一束束高能量的电子束一般,带着一股“充电已完成”的高能状态,专注于自己手里的研究工作。

GV　5400He型静态真空稀有气体质谱仪,是稀有气体质谱实验室的主力干将。这个实验室总是弥漫着热腾腾的雾气,每台设备之间都架设了一条管道来进行连接,每根管道接缝处还包裹着神秘的锡箔纸。

与传统实验室相比,这间屋子的墙上挂满了“闹钟”。“这些是气压表,别看它指针转动幅度不大,等它转动的时候就是实验进行到白热化的阶段,我们有足够的耐心等待整个实验的过程。”

每一次耐心地等待,都是为了解开石头的密码。

这些被一一破译的密码,让胡瑞忠和他的团队收获了国家科技进步特等奖1项、国家自然科学二等奖1项、省部级科技成果一等奖7项。在我国迄今颁发的5项二等奖以上的国家自然科学奖中,中科院地化所获得其中的4项,占全国的80%。

“我们国家高速发展,矿产资源需求量越来越大,自己满足不了需求,对外依存度就大了。所以我们要‘两条腿走路’——不能单靠进口,还要靠自身的储备和研究,这个过程有可能需要几代人的努力。”对胡瑞忠来说,继续寻找石头、破解密码,任重道远。

两张名片

中科院地化所

率先在国内建立了矿床地球化学、环境地球化学、天体化学、高温高压实验地球化学、流体包裹体地球化学、同位素地球化学等学科分支。作为主持单位,取得了包括国家自然科学一等奖在内的一系列重大成果,提出的新理论、新方法带动了我国相关领域的研究和发展。

胡瑞忠

中国科学院地球化学研究所所长、矿床地球化学国家重点实验室主任、省科协副主席。获国家和省部级科技成果奖5项,并先后获“中国科学院青年科学家奖”、“贵州省首届优秀中青年科技人才奖”等称号,是“国家杰出青年基金”获得者、国家973项目“大规模成矿作用及大型矿集区预测”首席科学家和国家“百千万人才工程”入选者。

本篇文章来源于 《贵州日报》(2015-02-12) | 记者 黄鑫 实习生胡晓静 罗静 蒋娟娟

文章链接：http://gzrb.gog.com.cn/system/2015/02/12/014114091.shtml