
一、湖北随州陨石雨
1986年4月15日18时45分,在湖北省随州市东南的淅河镇大堰坡乡一带降落了一场陨石雨。这是继1976年吉林降落陨石雨后我国降落的第二大陨石雨。
这场陨石雨引起了我国科学工作者的极大关注,武汉地质学院(现中国地质大学)、中国科学院地球化学研究所和随州市科委同时派出科学考察队奔赴现场进行考察。我校高度重视这项考察工作,在校长赵鹏大院士的关心下,常务副校长陈钟惠教授召集学校有关单位负责同志商议,立即组织考察组并布置相关工作。由博物馆副馆长颜慰萱牵头,博物馆、地质系、测试中心、矿产地质系及物探系等单位组成随州陨石科研组,先后4次到现场,走访了60余个自然村寻访目击者,掌握了丰富的陨石雨有关资料,搜集了大量的陨石标本。科考工作得到当地政府、百姓以及随州市委、随州博物馆的大力支持和帮助,为多学科综合研究创造了良好条件。
经过大家紧锣密鼓的鉴定和测试工作,最后形成的科研报告《湖北随州淅河镇陨石雨初步研究》于当年(1986年)9月发表在《地球科学》第五期上,并于1988年获得地质矿产部科技成果三等奖。
我们及时向国家自然科学基金委申报立项。经过专家评审,于1986年12月获得国家自然科学基金委批准,在其通知中指出“将中国科学院地化所李肇辉申请项目《随州陨石综合研究》合并为一项,王人镜为项目第一申请人。”“王人镜等(武汉地院)侧重于岩石矿物工作等方面的研究。李肇辉等(地化所)侧重于同位素、宇宙成因等方面的研究。资助期限从1987年1月至1989年12月。”资助经费5万元,地化所2万元,武汉地院3万元。通过三年研究,于1989年10月提前完成了预期的研究任务,并于1990年5月在中国地质大学出版了《随州陨石综合研究》一书。

我们课题组成员沈上越教授和庄小丽老师在陨石不透明矿物研究中发现了一种新矿物,直到2017年才被国际矿物协会新矿物与矿物命名委员会(IMA)批准认可,命名为“沈庄矿”。另外,课题组成员沈今川教授在任迎新高级工程师的陨石人工重砂中发现两种新矿物,经电子探针成分分析和使用高功率四园单晶衍射仪进行晶胞参数及空间群的测定及修正,证实这是以Nb-Mn-Ta-Fe为主要成分的新陨石矿物,只可惜因沈今川教授不久被调走,未做进一步研究和未向IMA申报。
鉴于我们在陨石研究中所做的工作,在中国矿物岩石地球化学学会陨石与天体化学委员会和中国空间科学学会空间化学与空间地质学委员会共同召开的第三届陨石学、空间化学和空间地质学会议期间,通过了《关于中国陨石与译名的规定》与《中国陨石命名小组成员的公告》(1987年5月25日),在此小组成员中我被推荐为13名成员之一(见《矿物岩石地球化学通讯》1987年第3期)。
在一次陈钟惠副校长接待俄罗斯专家来访时,专家带走了我们的《随州陨石综合研究》一书。之后不久的1991年9月10日,莫斯科地质勘探学院岩石教研室主任马拉库什夫委托资源学院夏卫华教授(上世纪五十年代支援建设北京地质学院苏联专家的研究生兼俄文翻译)来信告诉我,马拉库什夫将《随州陨石综合研究》详细摘录发表在《莫斯科自然科学协会》会刊1992年第2期上,并引用于他的专著《太阳系、行星和地球的起源与演化》书中,同时送来二者各数份引用内容样本。
湖北随州陨石雨的研究成果为我校争得了荣誉。
二、关于长江三峡大坝混凝土的骨料问题
1996年我刚刚退休,长江水利委员会综合勘测局局长、总工程师陈德基大师找到我说:“我们是老校友,希望你在岩矿上帮帮忙。对于在三峡大坝上开采出来的花岗岩,我局有两种完全相反意见,一种意见认为可以作为三峡大坝混凝土骨料(岩石碎块)用,另一种意见是不能用,认为它有碱活性,易引起大坝膨胀开裂。”并说中国三峡总公司王家柱副总经理1995年7月随三峡工程建设技术考察团专程考察法国桑本大坝(Chambon)时带回来该大坝两块骨料标本。桑本大坝建成于1935年,是一座美丽壮观的水电站,正常运转了50年后,混凝土大坝由于碱——骨料反应逐渐膨胀而变形开裂,致使渗漏加剧,1993年开始投资数亿元的大量资金进行全面整治。我们三峡大坝是否可以用当地开挖出来的花岗岩作为骨料,如果可以用,保证百年后不膨胀?如果不能用,把它运出来,把可用的骨料运进来,成本就大多了。另外,法国的桑本大坝膨胀原因是什么?与骨料有没有关系,希望我从岩相学上提供些意见。这么重大的问题,我一点底也没有,但我深感若能为三峡大坝建设出点力,直接为社会经济建设服务,具有十分重要的意义,同时也是一名共产党员发挥余热的光荣责任。我便答应陈德基大师说:“我可以试试,在岩相学上尽量提供些参考意见。”陈德基给了我一些资料,并希望最好年底前有个结果。
资料显示,混凝土中水泥——骨料界面之间都要发生化学反应,一种是良性反应,使混凝土各组份之间形成一个稳固的整体,另一种是破坏性反应,使骨料中活性SiO2溶解,在界面上产生膨胀力,从而导致混凝土膨胀、开裂,失去整体性。因此,SiO2的状态是骨料碱活性的重要判断标志。实践证明,非晶质及隐晶质的SiO2碱活性最强,粒度较粗的石英一般碱活性较弱,但应变石英则不同,许多资料证明,花岗岩中应变石英的含量和石英波状消光角(UEA)是碱活性程度的函数,UEA被认为是石英碱活性的重要标志,UEA大于15°被认为这种骨料具有潜在碱活性。
通过研究,我们得出以下2个结论:
1.桑本大坝位于法国南部阿尔卑斯山脉中,这里是海西期变质岩(片麻岩和黑云母片岩)和阿尔卑斯运动逆掩构造岩,这些都是碱活性强的岩石,从大坝中带回的二块骨料标本,经我们用偏光显微镜、X光粉晶衍射分析、透射电镱、红外光谱分析等多手段鉴定为具有变余晶屑凝灰结构的千枚岩,主要矿物为隐晶质石英(40%)和绢云母(水云母),这些都是碱活性很强的骨料,变余的石英晶屑波状消光为17.6°。因此,桑本大坝膨胀开裂变形是必然的。
2.关于花岗岩作骨料,普遍认为要“慎用”,它决定于其新鲜程度、矿物蚀变的轻重、石英粒度大小以及石英应变波状消光角的大小等等。三峡大坝开挖出来的花岗岩很新鲜,矿物蚀变很弱,石英粒度较粗大,一般在2mm左右,少数达4mm,不少不是应变石英,没有微晶石英及隐晶质石英,我们对9个岩石薄片中应变石英134个波光消光角(UEA)统计在0.3°-9.3°之间,平均为4°,最大的一个为9.3°,远低于15°,因此初步认为三峡大坝开挖出的花岗岩骨料是安全的。
参加此次骨料研究的还有王书庆教授和数理学院的赵晶教授。我们于1996年12月按时提交了《三峡大坝和法国桑本大坝有关岩石研究及水坝膨胀问题的探讨》报告。
1997年7月22-23日,全国三峡工程大坝混凝土技术讨论会在北京召开,有7名中科院院士及63名应邀专家、代表参加这次会议,我也有幸参加了这次会议。会上我学习了许多有关混凝土水坝的知识(水泥问题、混凝土问题、骨料碱活性试验的各种方法等)。实际上自1956年三峡大坝选址开始,已有许多科研单位从不同角度研究混凝土水泥——骨料碱活性实验,在会议报告中及交流的资料中,从水泥采取的措施、混凝土浇灌过程采取的措施、花岗岩骨料采取措施中保证三峡大坝百年的安全性,在交流的资料中有的单位还引用了我们研究的初步成果。在此次会议后不久就开始了三峡工程二期建设。
作者简介:王人镜,男,汉族,河南人,1936年3月出生,1960年8月参加工作,1996年5月从中国地质大学(武汉)地球科学学院退休,教授,享受国务院政府特殊津贴。1979年加入中国共产党,现为退休第7党支部党员。(编辑:张志毅)