2013年11月15日晚上,杜樂天教授才從長沙參加完學(xué)術(shù)會(huì)議回到北京,顧不上休息便同意接受我們的采訪,約好第二天上午9點(diǎn)鐘在他們家附近的文津酒店大堂見面。第二天上午,我們準(zhǔn)時(shí)到達(dá),一進(jìn)酒店大門,迎面站著一位老人,我們問:“您是杜教授?”“是”,杜教授回答,握手,簡單地寒暄兩句,便在酒店大堂找了個(gè)地方坐下,直接開始采訪。
見杜教授之前,我們準(zhǔn)備了一份采訪提綱,原本是想一個(gè)問題一個(gè)問題地問,但事實(shí)上,我們只提了第一個(gè)問題,后面的問題幾乎全是多余的了,杜教授按照他的邏輯清晰生動(dòng)地一路講下去。他已經(jīng)明白我們會(huì)在哪里繼續(xù)提問,會(huì)在哪里遇到知識(shí)難點(diǎn),所以每到這種關(guān)節(jié)點(diǎn)上,他都會(huì)用筆在紙上寫出化學(xué)分子式或地質(zhì)剖面示意圖,還有一些重要的外國學(xué)者名。他的思維極其連貫,“給我一支筆”,他第一次要在紙上寫分子式時(shí)說,記者遞上去的是一只鋼筆,寫了幾次,放在那里,筆尖有些干,出墨水不利,他拿起來寫了一下,又說“給我一支圓珠筆”,記者迅速遞過一支圓珠筆,他頭都沒抬,接過筆,接著在紙上寫,動(dòng)作和思維如同行云流水一般連貫自然。他的眼睛透亮、深邃,閃爍著智慧的光芒,有著洞穿心腑的力量,頭腦反應(yīng)十分敏捷,由于我們絕大多數(shù)心里的問題已經(jīng)被他事先洞徹,所以,他的敘述自由而完整,只是偶爾我們插入一個(gè)他可能事先沒有想到的問題,他會(huì)稍微頓一下,只有零點(diǎn)幾秒,用他那洞穿心腑的眼光看一下我們,接著又會(huì)進(jìn)入他那成體系的敘說,而我們的問題也在他自然而然的敘說中得到回答。
杜教授的思想非常深邃,但講解卻極其淺顯生動(dòng),讓我們這些外行聽起來了無礙滯,引人入勝。采訪后,記者不由地感嘆,如果能聽杜教授講課,那簡直是種享受。
本采訪錄根據(jù)錄音整理,以下標(biāo)題區(qū)分和中間記者的插話只是為了增強(qiáng)平面媒體閱讀的生動(dòng)性,但采訪過程中那種行云流水、引人入勝的神韻如不是身臨其境,是難以體會(huì)得到的。
1 熱液成礦和油氣成因
本刊記者(以下簡稱“記”):您的文章中說,“現(xiàn)代新進(jìn)展證明石油天然氣也是熱液作用成礦,是幔汁減壓降溫的相變產(chǎn)物?!蹦芊窠榻B一下“熱液成礦”的基本原理和內(nèi)容?
杜樂天教授(以下簡稱“杜”):“熱液”是什么意思呢?就是熱的地下溶液,主要是水體,但不是地面的水,不是純水,含有許多礦物質(zhì)。它是從地下幾十公里上來的,是地表從來沒有的,是一種水溶液。
記:它的溫度大概有多高?
杜:溫度大體上是400℃以下,但不是冷水,也不是地下水。
記:這么高的溫度不是應(yīng)該直接汽化成氣態(tài)么?
杜:在地下,水要高于400℃才能汽化,一般溫度一旦降到400℃以下,氣相就相變成為熱液,也就是說,400℃以下是熱液,400℃以上是氣。
這么多年來,學(xué)術(shù)界一直認(rèn)為熱液成礦的熱液來自巖漿,比如花崗巖巖漿,它的溫度大概是700~1000℃,巖漿冷卻成巖石,殘余的液體就是“熱液”。這是舊的理論,是美國學(xué)者提出的,已經(jīng)統(tǒng)治了全球的礦藏學(xué)界一百多年了,直到現(xiàn)在,國內(nèi)仍對這一理論頂禮膜拜,凡是熱液成礦,都要找?guī)r漿。我從60年代初開始反思、懷疑這一理論,根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)成果,破而后立,拿出新理論,并證明舊的理論錯(cuò)在什么地方。通過幾十年的探索,我發(fā)現(xiàn)熱液并不是來自巖漿,而是來自地幔流體。首先說一下地幔是什么。把地球比作一個(gè)煮熟的雞蛋,雞蛋皮就是地殼,是很薄的一層,大概有30~70多公里,蛋清(白)就是地幔,大概到2900多公里深,再往下大概到6400多公里就是地核。我的研究結(jié)果證明熱液和石油天然氣都來自地幔流體,不是巖漿,也不是前人所謂的“熱液”,而是地幔流體上來轉(zhuǎn)化成的熱液,同時(shí)形成金屬礦床和油氣。但是,這么多年來,金屬礦和油氣的勘探開發(fā)一直是截然分開的,搞金屬的不管油氣,搞油氣的也不管金屬。為什么呢?就是由于分工太細(xì),專業(yè)思維太狹窄,這是沿襲了西方科學(xué)的最大缺點(diǎn)。
記:熱液成礦的熱液是地幔流體?
杜:熱液源于地幔流體,但不能籠統(tǒng)地說它就是地幔流體。地幔比較深,在地殼下部,地殼在喜馬拉雅最厚的部分是70公里,一般部分30公里左右,所以地幔流體應(yīng)該來自30公里以下,而熱液一般也就在地下10公里左右。
在地殼中分布著軟流體。地殼本來是固體,地幔流體沿?cái)嗔焉蟻恚诘貧ぶ芯奂?,通過潰變將其變成非固相,充滿了流體,具有了可塑性,這就是軟流體。熱液一般來說在地殼10公里深處,是從軟流體來的,軟流體是中間站,是一個(gè)過渡。
記:那地幔流體大概是個(gè)什么性質(zhì)?
杜:地幔流體就是我所說的“幔汁”。為什么叫“幔汁”,因?yàn)樗皇菨{,不是巖漿,也不是熱液。地幔流體是各種元素的綜合體,不單單是氣,也不單單是水,其中還含有大量的金屬元素,籠統(tǒng)地叫地幔流體不行?,F(xiàn)在學(xué)術(shù)界已經(jīng)認(rèn)識(shí)到熱液不是巖漿分離的,是深部的地幔流體來的,這是一個(gè)轉(zhuǎn)變。
記:這個(gè)學(xué)說以前就有,還是您獨(dú)立提出來的?
杜:在我之前“熱液”這個(gè)概念已經(jīng)存在了一百多年,但一直認(rèn)為是巖漿分離的?,F(xiàn)在有部分學(xué)者認(rèn)為“熱液”不是巖漿分離,而是地幔流體,這是現(xiàn)在比較容易接受的觀點(diǎn)。我則將地幔流體進(jìn)一步破譯,提出它是由H、A、C、O、N、S(氫、堿、碳、氧、氮、硫)構(gòu)成的。這個(gè)H有三個(gè)含義:第一個(gè)是Hydrogen,氫元素;第二個(gè)是Halogens,鹵素;第三個(gè)是Heat,熱。地幔流體是熱液(此熱液非彼熱液),一定要有熱,溫度在400~1000℃左右。H、C、O、N、S這些,在我之前西方學(xué)者都破譯了,就是說地幔流體肯定包括H、C、O、N、S。我做的工作最主要的就是提出了A——堿金屬,鉀、鈉、鋰、銣、銫這哥五個(gè)兒,后三者是微量的,不考慮,主要是Na(鈉)和K(鉀)。
一直到現(xiàn)在,西方學(xué)者都沒有認(rèn)識(shí)到堿金屬這個(gè)問題。他們?yōu)槭裁磿?huì)忽略這個(gè),因?yàn)樗麄兌际菐r石學(xué)家,不搞礦,所以他不知道。另外,現(xiàn)代的西方學(xué)者知識(shí)面比較窄,專業(yè)分得太細(xì),只求精深。打個(gè)比方,井打得再深,但它只是個(gè)井直徑那么大的地方,更大的范圍它涉及不到。國人現(xiàn)在總是崇尚西方的科學(xué)家,其實(shí)他們也有弱點(diǎn)。中國人喜歡戰(zhàn)略思維、喜歡整體思維、喜歡概括,而只有概括才能認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),否則只能越搞越窄,越搞越碎,不得要領(lǐng)。
巖石學(xué)家在這方面做了相當(dāng)多的工作,很精深,但只精深是不夠的。我是搞礦的,我們國家找金屬鈾,找了五、六十年,發(fā)現(xiàn)全國甚至全球,基本上都是堿交代作用成礦。堿是地幔流體最核心的,我將之稱為“堿盲”,因?yàn)閴A能將其它元素“抓住”,有了堿才有其他元素。氫當(dāng)然是主要的,堿是氫之外含量最大的,碳、氮、硫都沒有堿含量大。少了堿,地幔流體這個(gè)概念就不行了,不能滿足這個(gè)理論的進(jìn)展要求,必須要有一個(gè)新的概念、新的名詞。中國思想家老子在2600年前就講了“名可名,非常名”,說明“名”是非常重要的,如果沒有一個(gè)名稱,你還說什么?得有名字,所以我取了個(gè)“幔汁”?!搬V钡纳羁毯x就是含有H-A-C-ON-S的金屬化合物。以前它只考慮H-C-O,H和O形成必需的水,C和O必然形成CO和CO2,H和C可形成碳?xì)浠衔铩獰N。
美國加州大學(xué)教授Wyllie,也是研究地幔流體成分的,另外還有英國的Lloyd,她主張?jiān)贖-C-O中再加上S和F(氟)。英國地球化學(xué)界的泰斗Bailey.D.K提出了堿,但是他提出了一二十種元素,并沒有指出哪一個(gè)重要。
記:熱液到底是如何成礦的?
杜:假設(shè)這是一塊硬巖石,實(shí)際上成礦的金屬元素都分布其中,你必須把它們收集起來并集中運(yùn)載,運(yùn)出來后還得卸貨,不然就不能成礦。巖漿分離論認(rèn)為必須將巖石融化,破壞其固態(tài),變成巖漿體,然后再讓其分離。實(shí)際上不需要,而是有一種萃取劑萃取流體。但萃取劑是什么?有人認(rèn)為是地下水,但地下水根本沒有這個(gè)能力,即使泡上數(shù)萬年也泡不出來。有人就提出地下水加熱,變成熱水就可以了嘛。實(shí)際上也不可以,熱水泡上幾萬年泡出的也非常少,而且熱從何而來?這個(gè)一直沒有人解釋,只是說下降到地底深部加熱再返上來,這純粹是假設(shè),根本經(jīng)不起考驗(yàn)。我的破譯就是“幔汁成礦”,首先幔汁的溫度大于1000℃,另外,它還有強(qiáng)烈的堿交代能力。
記:我稍微打斷一下,“堿交代”這個(gè)詞是您獨(dú)立發(fā)明的嗎?
杜:不是?!敖淮币呀?jīng)存在若干年了。交代作用就是不破壞某一物質(zhì)的固相,原來是巖石,交代作用之后還是塊巖石,只是進(jìn)去了一些萃取劑,將里面的微量元素聚集并攜帶出來。為什么叫堿交代作用?因?yàn)樵诮淮饔弥蠯、Na等元素起主要作用,少了K、Na或者以其他酸性物質(zhì)來代替,都達(dá)不到原有的效果。K、Na能夠破壞造巖的各種礦物,進(jìn)而對其進(jìn)行改造,將其中的微量元素釋放出來。沒有K、Na,微量元素就留在巖石的晶體中,是固定的成分。地幔流體,或者說幔汁來了之后,其中的K、Na將巖石中的所有微量元素釋放并攜帶出來,這一過程也叫蝕變。
記:那么在蝕變或者說堿交代的過程中,是以什么方式把微量元素帶出來的?是液態(tài)還是?
杜:實(shí)際上這是兩部分。先是幔汁上來,之后減壓降溫變成熱液,雖然現(xiàn)在都叫“熱液”,但這兩者不一樣。幔汁作用于巖石,把巖石里的微量元素排出來,巖石的成分就變了,大量的K、Na進(jìn)入其中,成為堿交代巖,它就是礦源,它虧損出來的部分就形成礦床。巖石被幔汁萃取出來的物質(zhì)隨“熱液”上升,到了上部后分為兩支,一支是親水(喜歡水,具有溶于水的性質(zhì),或容易與水親和)的,最終形成金屬礦床,一支是厭水(與親水相反)的,最終形成石油等,兩者分流。實(shí)際上金屬礦床里含有石油,石油里也含有金屬,只不過因?yàn)榇蠹艺业V的只找礦,找石油的只找石油,不管里面是否還含有其它物質(zhì)。另一方面也是因?yàn)槔锩婧衅渌镔|(zhì)的量少,無法成礦。
記:各種礦都有不一樣的成藏條件嗎?具體是如何成藏的?
杜:地下上來的幔汁如果跑到盆地里,如果地層是透水的,它就會(huì)擴(kuò)散,而幔汁中不親水的部分無法擴(kuò)散出去,就在此處形成石油;如果跑到花崗巖中,就只能沿著破裂處形成礦脈。比較典型的就是勝利油田和膠州大型金礦,這兩者是一回事。
幔汁上來后到達(dá)沉積巖中形成石油,到達(dá)花崗巖等硬巖塊中形成礦藏,而盆地沉積巖中有沒有有機(jī)質(zhì)都能形成石油,有有機(jī)質(zhì)更好,沒有也行,并不是說非得有。
記:油氣能在盆地沉積的一個(gè)原因可能跟密度有關(guān)系嗎?它比金屬礦物的密度要低吧?
杜:油氣的密度的確比金屬低,但能夠在盆地沉積和這個(gè)關(guān)系不大。
記:油和氣為什么不往花崗巖里移動(dòng)?
杜:有一部分是會(huì)移動(dòng)到花崗巖里的,但是比較少。我之前說過,金屬礦床里有油氣,油氣藏里也有金屬。2007年我們專門做了北方石油中的微量元素比較,在許多油田抽取了原油樣本,分析了四、五十種元素,均高于平均值成千上萬倍。這意味著什么?意味著石油是全球最大的金屬礦藏!大量的金屬物質(zhì)在油氣里,油田范圍大,總量也就大,但是品位較低,無法形成礦床。而金屬礦脈相較于油田體積小,品位高。
石油和天然氣的有機(jī)成因無機(jī)成因,我不太和他們爭論。首先,我不是專業(yè)搞石油地質(zhì)的,也不搞無機(jī)成因,我比較中性;其次,還有個(gè)策略問題,你一下子完全反對有機(jī)成因,但是別人根據(jù)這個(gè)找油找了這么多年,找到了這么多油田,你不能說它全是錯(cuò)的。因?yàn)槲冶容^中性,所以石油界還是接受我的觀點(diǎn)的。
你們來之前我還看到了一篇文章,說石油有熒光性,有生物化石,就這么幾個(gè)東西嚷嚷了五、六十年。俄羅斯石油專家在石油中發(fā)現(xiàn)了寒武紀(jì)的孢子花粉,但是石油所在地層是白堊紀(jì)的,這差了幾億年,說明就是從底下上來的,不是這個(gè)地層生的石油等等。有機(jī)成油論有破綻,但是我不想跟他們爭這些問題,我從根兒上,即從地幔流體來解釋。張景廉同志是學(xué)地球化學(xué)的,他從各個(gè)方面論證無機(jī)成因,非常不簡單。
記:張景廉先生在他的書中提到了無機(jī)論有兩個(gè)觀點(diǎn):一是地幔流體上來就已經(jīng)是烴類了;另一個(gè)是說地幔流體上來后在低速高導(dǎo)層經(jīng)過費(fèi)-托反應(yīng)后成油。這個(gè)“費(fèi)-托反應(yīng)”和您的“交代作用”是不是一回事?
杜:不是一回事?!百M(fèi)-托反”應(yīng)是氣體間的反應(yīng),是CO(一氧化碳)變成CH4(甲烷),再復(fù)雜化變成石油大分子。但是,它的前提肯定有堿交代作用。幔汁上來后,在形成石油和金屬礦床之前肯定有元素交代,所以我把堿交代巖當(dāng)做幔汁的化石。
記:我們之前拜訪了肖序常院士和李揚(yáng)鑒先生,他們兩位的觀點(diǎn)我覺得差不多,前者通過蛇綠巖找油田,后者通過玄武巖找油田。蛇綠巖是蛇紋石化形成的,“蛇紋石化”和您的“堿交代作用”是什么關(guān)系?蛇綠巖和玄武巖與油氣是什么關(guān)系?
杜:玄武巖是“帶路的”,如果沒有通道,玄武巖無法從深部上來,發(fā)現(xiàn)了玄武巖,底下肯定有斷裂,巖漿沿著斷裂噴發(fā),之后幔汁沿著巖漿出來的通道上來。玄武巖本身不生油,成油的是隨著它上來的幔汁,所以像勝利油田、大港油田都有玄武巖。李揚(yáng)鑒的這個(gè)認(rèn)識(shí)是深刻的。
肖序常院士持蛇紋石化的觀點(diǎn),在國際上也是一種學(xué)派,認(rèn)為蛇紋石化產(chǎn)生油氣和礦床。我的看法是蛇紋石化是成油、成藏的中間階段,再往深還是地幔流體,還是幔汁。蛇紋石化最關(guān)鍵的是CO2、H2O和SiO2(二氧化硅),橄欖石等三大地幔巖在有CO2、H2O和SiO2的條件下碳酸鹽化、水化、硅化,變成蛇紋石,但是產(chǎn)生蛇紋石之前C、H和Si(硅)是從哪兒來的,還得往上推。這三者都來自地幔流體,特別是Si,最好的證明就是堿交代作用排硅。Na化液體和K化液體都大量排硅,變成缺硅或者貧硅巖石。例如花崗巖含SiO2約72%,經(jīng)過堿交代作用后SiO2大概剩余65%(堿交代的程度不同,數(shù)值也會(huì)有浮動(dòng)),跑掉了7%左右。蛇紋石化是可以考慮的,但是它是幔汁排硅后才硅化、水化、碳酸鹽化成為蛇紋石。
記:那是在蛇紋石化之前發(fā)生堿交代作用還是兩者是同時(shí)進(jìn)行的?
杜:這兩個(gè)反應(yīng)是同時(shí)發(fā)生的。地幔流體造成堿交代巖。
記:按照您的理論,是否找到堿交代巖就能找到石油?
杜:這不行。在油田中,堿交代巖是在盆地的基底部,盆地底層一般有六、七千米厚,有的甚至上萬米,想通過找如此深的地下的堿交代巖再通過它返回地面找油是不行的。但是找金屬礦可以。盆地是洼陷,一直在向下沉降,例如渤海盆地,黃河每年都攜帶大量的沙子,如果不是一直在下沉,它早被填滿了。而與之對應(yīng)的是周圍的隆升,盆地沉降,四周自然隆升然后被剝蝕,經(jīng)年累月之下深部的堿交代巖就會(huì)被剝蝕出來,可以在地表進(jìn)行考察、取樣。
記:您認(rèn)為沙漠底下可以找到油氣田,一般在盆地中間的位置,但是蛇綠巖的出現(xiàn)都是在盆地邊緣,這與蛇綠巖分布與油氣控制不太一致,為什么?
杜:蛇綠巖多數(shù)是來解釋海相地形的,盆地沙漠很少有蛇綠巖。沙漠的形成在我看來也是地球排氣導(dǎo)致底熵被破壞,地表作物從根部旱死,其次地球排氣使大氣溫度升高,不能降雨,加劇了沙漠化。沙漠有排氣,底下肯定有油氣,比如阿拉伯地區(qū)的一些沙漠。
記:您還在文章中提到,地殼在6~17公里的地方存在低速高導(dǎo)層,是中地殼中的巨大天然氣儲(chǔ)體,張景廉先生認(rèn)為低速高導(dǎo)層是生烴的區(qū)域,是發(fā)生器,這與您的“儲(chǔ)體”觀點(diǎn)有矛盾嗎?
杜:沒有矛盾。它既生也儲(chǔ),是一個(gè)大氣囊,但不是石油地質(zhì)學(xué)上的油氣藏構(gòu)造,比較深。
記:6000多米的深度,能開采嗎?
杜:能開采。軟流體的深度一般在10~20公里,8~12公里的深鉆就能夠開采了,更深的地方可以找斷裂,在斷裂上打井然后開采,斷裂用地球物理勘測手段完全能夠測出來。
記:如果把軟流體打開了,會(huì)不會(huì)產(chǎn)生什么不利的影響?
杜:不會(huì)。打開的程度完全可以控制,打開后里面的氣體就開始向外放,差不多的時(shí)候可以將開口關(guān)掉。
記:在有機(jī)成油論里,有一個(gè)概念叫做烴源巖,但什么是烴源巖一直有爭論,有機(jī)論者認(rèn)為烴源巖是生油巖。但是,烴源巖在實(shí)際勘探中并不是想找就能找到的,有的油藏找不到烴源巖,有的油藏與烴源巖之間的距離相隔數(shù)十公里,烴源巖生成的油氣是如何運(yùn)移的,都沒有得到合理的解釋,實(shí)際也不是根據(jù)烴源巖來找油。烴源巖和您的堿交代巖是什么關(guān)系?
杜:烴源巖我們也研究它,稱之為黑色頁巖系。烴源巖就是含碳頁巖,生油,這一點(diǎn)是對的,在油田勘探中就是通過找含碳頁巖、找圈閉來找油的,如果說油田周圍沒有發(fā)現(xiàn)含碳頁巖或者相距較遠(yuǎn),可能是發(fā)生了二次運(yùn)移。其實(shí),烴源巖也是堿交代作用后的產(chǎn)物。黑色頁巖系不光含有干酪根、瀝青、石油,也含有許多金屬,但是其中沒有生物也沒有化石,很多還有放射性,其中的磷灰石含氟,氟是劇毒元素,生物根本無法生存,不能把它歸為生物成因。黑色頁巖系并不是整個(gè)地層都有的,海底發(fā)生斷裂,幔汁沿深部斷裂上來后在海盆沉積,因?yàn)獒V蟻頃r(shí)已經(jīng)在巖層中發(fā)生了堿交代作用,本身就有油和沉積巖一塊兒上來,沉積巖在海盆沉積為黑色巖系之前就已經(jīng)存在的石油,變成了瀝青或者石墨化的碳。
記:有機(jī)論的另一個(gè)依據(jù)是干酪根,您的觀點(diǎn)是干酪根嚴(yán)重缺烴,所以不能形成大規(guī)模的油氣藏,必須有含H的地幔流體為其加H,才能生成油氣藏。那我能否理解為即便是有機(jī)物生成的油氣也是無機(jī)作用下帶來H才完成生烴的?
杜:是的。干酪根里的C含量是76%,H含量只有6%,而要生烴成油,H含量至少要達(dá)到 12~14%,干酪根缺少了一倍的H,是無法解釋的。有的人提出低比例排放,以體積來補(bǔ)償,說總能把6%補(bǔ)齊,這都是自圓其說的方法,是不對的。H實(shí)際上是三個(gè)東西,氫質(zhì)子H+、氫原子H0、氫分子H2,光說H不行,是哪一種氫得搞清楚。
美國頁巖氣、頁巖油并不神秘,更談不上革命,實(shí)際上是油氣井開采枯竭后的回春。據(jù)本人所見,是深部幔汁對分散的干酪根或地瀝青不斷氫化所為,邊采邊生。
2 地球排氣和“五個(gè)氣圈”理論
記:在“幔汁”之外,您還提出了“五個(gè)氣圈”理論,計(jì)算了各個(gè)氣圈的密度和壓力,我想請教一下,五個(gè)氣圈向外排氣的壓力是哪兒來的?
杜:前面說了,將地球比作個(gè)雞蛋,蛋黃是地核,蛋白是地幔,地球?yàn)槭裁磁c水星和火星不一樣,因?yàn)樗舜螅m然一直在散發(fā),但散發(fā)掉的部分很小,相較之下月球的核就很小,散發(fā)了30億年就沒有了,“死寂”了。地球內(nèi)核是固態(tài)的,外核是液態(tài)的Fe溶解著大量的氫氣,在外核與地幔交接的地方壓力是上百萬個(gè)大氣壓,它的力度有多大,打個(gè)比方,五、六十個(gè)大氣壓的水流就可以把人斬?cái)?,幾百萬個(gè)大氣壓可以使外核的高壓氫氣流在不到幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間里穿過地幔和地殼到達(dá)地表。
記:地球深部的壓力,包括排氣的壓力與石油地質(zhì)學(xué)上的油藏運(yùn)移力是否是一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)?
杜:我認(rèn)為是一個(gè)系統(tǒng)。實(shí)際上都是源于幔汁。
記:按照您的觀點(diǎn),大氣層的存在也與地球排氣有關(guān)?
杜:對。如果沒有地球排氣,大氣層早已經(jīng)散逸了。
記:您的地球排氣說和美國戈?duì)柕碌牡厍蚍艢庹f是一致的還是有差異?
杜:戈?duì)柕屡c我通過信,他是先驅(qū),受蘇聯(lián)學(xué)派的影響。在戈?duì)柕轮笆嵌砹_斯地球化學(xué)所所長維納格拉多夫,他是我的老師,我在莫斯科大學(xué)留學(xué)時(shí),他給我們上過課,1959年他提出了“地球排氣”。維納格拉多夫之前是維爾納茨基,維爾納茨基之前就是莫斯科大學(xué)的創(chuàng)始者——羅蒙諾索夫。這個(gè)學(xué)說到我,算是第四代了,我是1987年在維納格拉多夫“地球排氣”的基礎(chǔ)上發(fā)展提出了“五個(gè)氣圈”。
記:張景廉先生把您的地球排氣學(xué)說與城市霧霾聯(lián)系起來,這個(gè)您是怎么看的?
杜:我是贊同的。8月份,我在網(wǎng)上發(fā)表了《對今年1月份中國東部重霾災(zāi)害的原因淺見補(bǔ)遺》,提出了六個(gè)疑問。我認(rèn)為這次重霾災(zāi)害的主要原因就是地球排氣帶來的微顆粒。如果按照輿論比較傾向的工業(yè)排放、汽車尾氣,那么這些工廠一直都在運(yùn)作,汽車一直都在開,為什么不是一天到晚都是霾?這次的霾是突發(fā)的,后來幾天就散掉了。
記:但是,如何解釋霧霾的確是近幾年才嚴(yán)重的?
杜:首先要把霧和霾分開。霧是水汽,太陽出來就曬沒了。霾不是,是微顆粒,是固體,太陽出來也曬不走。地球排氣是陣發(fā)的,現(xiàn)在還沒有搞明白其活動(dòng)規(guī)律。這次重霾出現(xiàn)了四次,13號的時(shí)候第一次出現(xiàn),2天后被吹散,隔了兩天又來了。第二次出現(xiàn)中間只有2天的準(zhǔn)備時(shí)間,假定霾厚2公里,覆蓋了130萬平方公里,這就要100萬噸的微顆粒,2012年全國全年微顆粒的排放量是1400多萬噸,2天人工是排放不出100萬噸微顆粒的。
記:假設(shè)是地球排氣造成的重霾災(zāi)害,有沒有什么人工的干預(yù)手段?
杜:打深鉆。我很早之前就提出了打1000口8~12公里的深鉆來消除自然災(zāi)害、開發(fā)地球深部氣體能源和熱源,而且現(xiàn)在的鉆井技術(shù)完全可以達(dá)到12000米的深度。
記:您的理論中提到,地球深部的氣體是高溫高壓的,地球排氣也是不均衡的,那么在排氣區(qū)的地殼淺層溫度和近地大氣的溫度始終是有異常的,這種異常能不能作為尋找石油天然氣的指標(biāo)?
杜:可以參考。地溫異常和大氣異常都可以。現(xiàn)在已經(jīng)在用這個(gè)當(dāng)做參考了,我們研究院就有遙感飛機(jī)在油氣田上方進(jìn)行熱紅外監(jiān)控,但是不清楚是否普遍。
3 流體地球觀
記:您還有一個(gè)流體地球觀,指出地殼實(shí)際上也是軟的,從某種程度上講它不像您之前說的雞蛋殼,更像一個(gè)皮囊,里面的流體一動(dòng),外面的拓普結(jié)構(gòu)就發(fā)生變化,這個(gè)變化就是大地構(gòu)造變化,可不可以這樣理解?
杜:部分是正確的。地殼的確有柔性,它有物性變異。全球測出了好多軟流體,但它之外的地殼、地幔都是固體。我們已經(jīng)收集了很多樣品,主要就是玄武巖噴發(fā)帶上來的地幔碎塊。
記:軟流體在地下是不均勻分布的,它的流體力學(xué)后果就是導(dǎo)致了地殼上構(gòu)造的變化。那造山運(yùn)動(dòng)是否與它有關(guān),受它控制?
杜:是這樣。不過這就屬于地球動(dòng)力學(xué)的問題了。為什么會(huì)動(dòng)?打個(gè)比方,原來這個(gè)地方都是固體,沒有熔漿,后來幔汁沿著斷裂上來,把這一塊軟化,形成了軟流體,軟流體慢慢擴(kuò)容、膨脹、改造。軟流體向上拱,由于鏡像對應(yīng),其正上方的地表就往下陷,由于重力均衡作用,中部比重大,四周比重小,就出現(xiàn)洼陷,形成了盆地。
記:您說的這些基本上就是幔殼流變吧?
杜:對,幔殼流變,五個(gè)氣圈也就是這么來的。
記:幔殼流變和板塊學(xué)說能統(tǒng)一起來嗎?
杜:板塊就是幔殼流變的產(chǎn)物。
記:按照您提出的流體地球觀,地球自古生代以來就一直在變化。根據(jù)目前GPS測量,地球南半球在膨脹,北半球在收縮,是不是意味著地球地質(zhì)構(gòu)造的變化自太古宙到現(xiàn)在一直是延續(xù)的?
杜:是的。
記:您的地球流體觀與地球發(fā)育史如何統(tǒng)一?比如從寒武紀(jì)地球開始形成時(shí)期有幔汁上噴嗎?
杜:沒有的。在地殼沒有形成之前都是沒有的。地球的歷史是46億年,人類對它前面幾億年的認(rèn)識(shí)一直是空白,大體到37億年以后才有巖石,然后開始出現(xiàn)地殼。地殼是什么意思呢?地殼實(shí)際上就是地幔的虧損物質(zhì),原始地幔中有許多成分,一部分跑出地幔,形成上地幔和地殼,提到現(xiàn)代地幔指的就是上地幔。地幔中上地幔虧損最多,中地幔虧損少一點(diǎn),還未虧損到下地幔。
記:地幔在不斷地虧損?
杜:對。以后還會(huì)繼續(xù)虧損,虧損就會(huì)造山、造陸、造地殼、造巖漿、成礦。地幔為什么會(huì)虧損?就是幔汁萃取之后給帶出去的。
記:那虧損下去的結(jié)果是什么?
杜:地殼不斷加厚,地球逐漸變冷。不過真正變冷可能還要幾十億年,現(xiàn)在地球還是中年。
記:地球歷史上已經(jīng)出現(xiàn)過幾次溫度劇變,比如說忽然變冷的冰川時(shí)代,然后又忽然變熱,后來又變冷,這幾次變化應(yīng)該如何解釋?
杜:是這樣,地幔的虧損不是一個(gè)線性的過程,而是跳躍式的、震蕩的,至于震蕩的原因現(xiàn)在還沒搞清楚,但可以有一個(gè)初步的設(shè)想,如和天體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系。地球不是一個(gè)孤立體,受到月球和太陽的影響。太陽因距離遠(yuǎn),它的動(dòng)力對地球的影響比較小。月球一直在向地球靠近,影響也比較大,比如錢塘江大潮。實(shí)際上不只是水,固體也受其影響,有固體潮,每到月滿或月初,月球引力可以將地殼提高40~50公分,但是我們不能直觀感受到而已。Ω
后記:我們采訪還涉及到了許多其它問題,特別是思維方法問題,杜教授有深邃獨(dú)到的論述,限于本期主題,在此就只能忍痛割愛了,但我們認(rèn)真推薦廣大讀者閱讀杜教授的著作《智慧:清、悟、善》,是非常優(yōu)秀的科學(xué)哲學(xué)之作。
采訪結(jié)束后,我們想送杜教授回家,他謝絕了,說自己能走回去。在酒店門口道別,我們目送他離去,八十多歲的老人了,背影仍是那么挺拔英氣,帥!看得我們出神,以至于忘了拿出相機(jī)拍下來。