何绍勋

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何绍勋,构造地质学家。重视构造地质几何特征的研究,在韧性剪切带及其成矿控矿作用、地质断裂的扩展和雁行构造的力学成因等方面进行了开创性工作,将构造分析方法直接应用于找矿实践中取得良好效果。积极倡导构造地质学的实验研究方法,进一步完善了其学科和方法的体系。在构造地质基础理论和成矿理论研究中贡献卓越。

何绍勋 - 简介

何绍勋,祖籍广东省番禺县,1920年7月21日出生于北平(今北京),1932年随父母迁往广州。1938年,受其父亲——中国著名矿业教育学家、地质学家、北京大学早期工科主任兼地质系主任何杰的影响,何绍勋高中毕业后考入中山大学地质系。1940年转学到西南联合大学地质地理气象系,于两年后毕业,获理学学士学位。1942年至1946年,在四川省地质调查所任技佐、技士,积累了较为丰富的野外实践经验。随后在广东省立文理学院和广西大学任教。

1952年,全国高校进行院系调整,何绍勋由广西大学矿冶系调人中南矿冶学院(后中南工业大学,今中南大学)地质系任副教授,成为构造地质学的主讲教师。不久,该校成立构造地质教研室,由何绍勋担任主任。从此,他开始了长期构造地质学科的教学和科研工作。

何绍勋是全国政协第七、第八届委员会委员,湖南省政协第六、第七届委员会副主席,湖南省社会科学院第三、第四届副院长,“满腔热血做事,两袖清风做人”,为国家富强和人民幸福奉献了一片赤诚丹心。

何绍勋 - 简历

1920年7月21日 出生于北京。

1938~1940年 在中山大学地质系学习。

1940~1942年 在昆明西南联合大学地质地理气象系学习。

1942~1946年 任四川省地质调查所技佐、技士。

1949~1950年 任广东省立文理学院讲师。

1949~1951年 任广西大学地质系副教授。

1952年~ 任中南大学副教授、教授、博士生导师、普通地质教研室副主任、构造地质教研室主任、校学位评定委员会委员。

1998年 退休。

何绍勋 - 科学成就

推动中国构造地质学科的发展

20世纪50年代初,中国构造地质学科处于艰难起步阶段,教材不足,人才匮乏,基础理论研究还比较薄弱,学科体系和研究方法尚不够完善。何绍勋接手学科的教学和科研工作,当时面临的首要任务是开展教学工作,而教材是教学顺利进行的基本条件。当时,中国构造地质学教育普遍都使用国外的教材。为了编著既反映国外研究的最新成果,又结合中国国情的教材,何绍勋开始通过各种途径大量查阅和翻译外文文献。为解决本校地质普查和勘探专业学生的教材问题,1952年和1959年他两次编写具有一定特色的讲义。1980年起,他担任地矿部高等地质院校教材编审委员会构造地质学编委会顾问,先后主审了高等学校教学参考书《岩石有限应变测量和韧性剪切带》和高等学校教材《构造地质学》,校审了美国Ragan编著的《构造地质学》中译本等。在审定教材和教学过程中,他纠正了原国内外教科书中的简单剪切应变、牵引断层等概念的错误。

结合教学工作,何绍勋发现,只有对各种地质构造的形态、产状、规模及其组合形式和相互关系进行观察、描述和测量,即进行几何形态的观察和分析,才能为揭示地质构造成因提供翔实的依据,因此,他特别重视构造几何形态的研究,1979年,出版《构造地质学中的赤平极射投影》专著。该书无论是理论性、系统性还是实用性,都远远超过国外普遍使用的F.C.Phillips所著《The use of Sterographic Projection in Structural Geology》,使赤平投影迅速在国内普及应用,成为地矿工作中的基本研究方法之一。该专著现已成为全国构造地质学统一教材和这一领域重要的参考书。

应变分析是国际构造地质学领域中研究变形岩石的一种重要手段,但因计算程序复杂、假设条件太多,尤其是1893年美国贝克尔提出的断裂原则、有限应变分析与应变椭球体等概念被否定等原因,应变分析长期以来一直未得到国内地质工作者的重视。何绍勋迎难而上,1980年,在国内率先开展和推广岩石有限应变分析。他在校内外多次讲授,并在《地质与勘探》杂志上发表《变形岩石的应变分析》,系统介绍其研究成果。他在日本山乌本利彦和池田幸夫的代数法基础上,指导一名博士研究生(简称博士生)创立了“改进的代数法”,并于1986年用于研究白银厂铜矿(简称白银)露天矿区的成矿作用问题,证明该方法不但适用于椭圆形标志物的共轴变形,也适用于简单剪切变形。

1973年至1975年,何绍勋深入锡矿山矿区,利用显微构造和组构分析,进行矿田构造的研究,写出了科研报告,对中国开展显微组构分析技术的运用,起到了推动作用。他应邀在全国岩矿学术会议上进行显微组构分析技术专题讲座,《地质与勘探》编辑部还特约他撰写了《岩石组构分析简介》一文。1984年,他在国内最早开展磁性组构分析的研究,该技术在白银的应用取得了良好效果。

在多年教学和科研工作中,何绍勋深切感到,模拟实验是构造地质学不可缺少的研究步骤,便加以积极倡导和实践。1983年,他指导博士生在国内率先进行了具界面的三维光弹实验,为研究构造应力场提供了实验证据。为了加强岩石变形和构造模拟等方面的实验,他克服种种困难,在缺少场地和经费的条件下,安装了高温高压岩石变形和添置了G-M-Y02型构造模拟系统的实验仪器,从而在1988年建成国内高校第一个可以同时进行等效材料和构造形态两种模拟的综合构造变形实验室。通过它,何绍勋和同事们先后进行了钾长石和花岗岩的高温高压变形实验,在国内首次进行大理岩在不同条件下的非共轴变形实验,以及在国际上首次对煤进行系统的高温高压实验研究。1989年,何绍勋与研究生一起利用G-M-Y02实验仪,在国内首次进行褶皱构造变形的模拟实验,根据实验结果对国际上已公认的以20世纪60年代Biot、Ramberg等创造的“主波长理论”进行了修正,为充实该理论做出了重大贡献。至此,何绍勋基本上进行了构造地质学的几何形态、成因分析、模拟实验三种方法的研究,从而建立了较为完整的构造地质学的方法体系。

开创断裂构造边缘学科的研究

在构造地质中,断裂现象是最基本的构造类型。其中,雁行断裂是一种常见的断裂形式,是人们研究断裂性质与成因的重要构造现象。它被含矿物质充填后可以形成有经济价值的矿脉,因此,其研究受到广大地质工作者的普遍关注,但对其研究仍然不很成熟。如对它的形态分析只限于平面上的简单定名,力学模型的设计也比较简单,而在成因上,则一般认为是剪切变形的产物等等,因此,大量的研究还需深入进行。

1983年,何绍勋指导一名博士生,深入西华山钨矿,对钨矿脉的雁行构造进行了实地考察,并对多年矿山开采所积累的地质资料进行统计分析,发现矿脉的雁行和侧羽的构造分布广泛,形态奇特,尤为引人注目。他们经过几年深入现场的细心观测,从分析其矿脉在三维空间构造形态的变化特征入手,认为应力方位的旋转使完整矿脉发生分裂而产生的雁行构造完全不同于剪切变形所产生的雁行断裂,并把这种构造称为“旋转型”雁行构造。这一研究成果于1998年在《地质学报》发表后,很快得到了美国Stanford大学著名学者D.D.Pollard的好评。为了验证理论分析的结果,他们还进行了具界面的三维光弹模拟实验,取得了阶段性的成果。

1991年,美国Stanford大学的著名学者Olson和Pollard,在观察变形岩石和进行数据模拟实验的基础上,认为由相邻断裂的应力干扰,同样可以产生雁形排列型式,完全不需要剪切变形的参与。何绍勋进一步论证了雁形断裂的应力干扰成因,建议设立雁形脉列的新成因类型——“应力干扰型”雁形排列,从而把它按成因系统划分为剪切型、旋转型和应力干扰型三种。

在国家自然科学基金的资助下,何绍勋率课题组采用赤平投影方法,建立了完整的三维雁行型式系统。在此基础上,他们模拟西华山矿脉旋转的过程,建立了该断裂的旋转模型,初步探讨了其断裂形式的几何特征。

在矿脉雁行断裂机制和力学特征研究取得重大进展的同时,何绍勋等又将研究目标转向形成矿脉断裂的力学机制和控制其发展的构造地质条件。他们通过对西华山钨矿中段矿脉群断裂密度和断裂应变的完整测量和计算分析,发现矿脉群具有很高的断裂扩展程度和在其扩展过程中呈上升趋势的扩展驱动应力,并进一步论证了岩体界面作为重要的边界条件在控制矿脉群扩展中的力学效应。这一成果与国外在均匀的无限界质中研究的矿脉扩展力学性质的结论正好相反,因而是对这一研究方向的重要发展,完善了对矿脉断裂扩展条件与过程定量研究的理论和方法。

矿脉围岩蚀变是地质中的一种重要现象,但长期以来人们习惯于用纯化学的方法进行研究。何绍勋等引进断裂力学方法对它重新进行研究,通过液压致裂及断裂应力场分析,论证了矿液进入围岩的通道和速率受断裂应力条件控制,划分了动、静和应力腐蚀的三种扩展状态,发现并阐述了矿脉与围岩蚀变宽度的变化规律,这是在构造地球化学领域内一项具有独创性的成果,对矿床学及找矿勘探学的发展也有重要意义。

韧性剪切带及成矿构造研究的突破

20世纪70年代末,对剪切带的研究主要侧重于离地表较近的脆性剪切带,而对发生在深层高温高压条件下的塑性(韧性)剪切带研究,国外才刚刚提出,国内则少有涉及。1979年,何绍勋在国内率先开展了韧性剪切带及其成矿关系的研究。在国家自然科学基金资助下,他开展了对位于广东省中部的吴川—四会断裂带的研究。该断裂带一直为广大地质工作者所瞩目,并被赋予“大断裂带”、“断裂动力变质带”等名称。何绍勋领导的课题组对该断裂带的范围、组成、构造特征及演化历史进行研究,特别是对断裂带及其与金矿的关系进行了深入系统的探讨。何绍勋等认为它其实是一个大型的断裂构造综合体,也就是由深到浅的不同构造层次,从韧性到脆性的不同变形域,经历了多期构造演化而成的综合体,包括断裂本身、断块构造及伴生的岩浆岩体等。该综合构造带内的河台、永宁等地段就属于“韧性剪切带”,这是在国内首次发现区域性韧性剪切带。

位于吴川—四会断裂构造综合体西北部的河台金矿是20世纪80年代发现的规模大、品位高的大型矿床。以前,对该金矿床控矿构造的性质与成因的研究很少注意其韧性剪切带性质。1986 年,何绍勋等在研究中发现,该金矿的矿田构造为深层韧性剪切带,该带由高村、云西等数十条次级含金韧性剪切带所组成。在以后六年多的时间里,何绍勋等对剪切带与金矿床的关系进行了较为系统的调研。1992年,他们初步建立了剪切带型金矿的成矿模式。同年,他们对广东北就新洲金矿床成因机制进行深入研究,认为新洲褶皱式逆冲推覆构造属于剪切带型金矿床之一,形成于印支—燕山期。

同年,何绍勋的课题组在甘肃礼岷金矿田首次提出和运用构造应力场分析法,根据成矿域的划分和预测,并在生产部门已确定的“无矿区”内发现了新的金矿成矿的重要线索,受到地方政府和生产部门的表扬和奖励。同时,何绍勋等在河南洛宁、青海阿尼玛卿山、云南兰坪—思茅、甘肃北山、湖南桃林等地区所承担的国家攻关项目、部级重点区带项目的研究中,运用并发展了伸展构造和推覆构造理论,提出了新的成矿定位条件,取得了金、铜等矿产找矿的重要进展,为建立和发展成矿预测新理论、新方法做出重大贡献,1991年获得国家教委科技进步三等奖。

何绍勋 - 评价

回顾何绍勋过去的岁月,年已八旬的何绍勋感慨最多的,还是教书育人这一平凡而伟大的工作:“我热爱我的教育事业,希望学生青出于蓝而胜于蓝是我一贯的教育信条。为此,我愿做一架人梯。”

从1949年在广东省文理学院任教到1979年开始指导硕士研究生,1982年指导博士生,再到1987年招收博士后科研人员,何绍勋的工作不断迈上新台阶。以他为学术带头人,在中南大学形成了构造地质学硕士、博士、博士后三个层次的学术梯队。由于他的创造性工作和突出成就,从1985年起他连续三年获得学校先进教师和优秀指导教师的称号。他已培养博士后、博士和硕士研究生29名。

何绍勋开展研究生教育,注重培养学生的创新精神和实践能力。但他经常提醒学生,创新不是无源之水、无本之木,而是需要前人大量的研究成果。在中国构造地质学科远远落后于国外的情况下,何绍勋一方面把文献检索、学习和借鉴国外科技信息作为研究生培养教育的重要环节,另一方面,强调研究生学习有关的边缘学科知识,并亲自为学生安排相关课题,聘请专门教师讲课和辅导。为了培养研究生的实验研究和实践的能力,何绍勋建立实验室,指导完成了一些重大实验,使实验研究成为构造地质学研究和研究生教育中的重要环节,为该学科科研和研究生教育揭开了新的一页。

何绍勋在学校从事教学和研究生培养的同时,还应邀根据知识更新和人才培养的需要,以短训班和讲座方式,为冶金部技术干部进修学院、湘潭矿业学院,以及其他部委所属的地质队讲课,培训了一大批用构造地质科学知识武装起来的理论和实际工作者。

何绍勋热情谦虚,平易近人,关心学生成长,体贴学生生活。改革开放时期,学生的思想比较活跃,他经常以平等的身份和大家促膝谈心,进行实事求是地分析。他根据自己的复杂经历,劝告学生要有正确的政治方向。对学生存在的缺点和过失,他一方面及时明确地提出批评,另一方面则是耐心等待学生逐步地提高认识和改正缺点。由于他处处设身处地为学生着想,极大地激励着学生更加发奋地学习和工作,一批批学生在他的精心培育下走向更高深、更广阔的学术领域和事业天地。在他们当中,有的对雁行断裂和断裂力学分析等方面深有造诣,为生产部门解决了一些实际问题而受到表彰,成为学术带头人;有的进行了具有国际先进水平的大理石在不同条件下剪切变形试验,对深源地震机理提出了新的认识;有的根据原电池实验的结果提出了一种新的压溶机制;有的远赴英、美等国访问,在国际相关领域开展了卓有成效的工作。

何绍勋“甘为人梯”的思想不仅体现在教书育人身上,他的心思还牵系着祖国的富强和人民的幸福。他早年曾为出国学习而加入国民党,后不满于时弊而脱离其气象部队,成为一名普通的教员。1957年,何绍勋加入中国农工民主党。“文化大革命”结束后,他一面积极投身教学和科研,一面参加政协活动。在参加全国政协活动期间,他曾多次进行大会书面发言,提出的书面建议有数十份,其中两篇被《中外科技政策管理》和《人民政协报》转载,一份《深入开展反腐斗争的建议方案》的书面建议获全国政协第七届四次会议的优秀提案奖。

时光悠悠,岁月如白驹过隙。何绍勋虽年过80,但仍精神矍铄,乐观开朗,笔耕不辍,奔波不止。他正在对新兴领域——变质核杂岩体进行深入研究,发现了不同于分布在大陆板块边缘或板快之间的活动带内,而是围绕着盆地呈环带状分布的河北省及其附近的十几个变质核杂岩体。同时,他在收集整理构造地质学的研究成果以便结集出版。而下基层,做家访,收集建议和意见始终是他一如既往的社会工作。只要生物钟的链条一天不折断,何绍勋就会一天奏响生命的最强音;只要一天青春不老,何绍勋就会一天“老骥伏枥,志在千里”。

何绍勋 - 主要论著

1 何绍勋.构造地质学中的赤平极射投影.北京:地质出版社,1979

2 何绍勋.变形岩石的应变分析.地质与勘探,1982,18(2):1~8

3 王焕金,何绍勋,段嘉瑞.甘肃白银厂露天矿区有限应变的初步分析.地质论评,1986,32(5):447~453

4 何绍勋,王焕金.论影响变形岩石应变分析的因素.科学探索,1986,6(4):63~69

5 何绍勋,张曾荣.构造地质专用投影网.地质与勘探,1987,23(3):32~36

6 何绍勋,奚小双.对江西西华山钨矿脉雁行构造成因的初步探讨.地质学报,1988,62(1):31~42

7 何绍勋.赤平投影在构造地质学中应用的进展.地质科技情报,1989,8(3):35~42

8 He Shaoxun,Peng Ensheng,Duan Jiarui et al.Structural Characteristics of the Wuchuan-Sihui Fracture Zone,Souteast China.J.CENT.SOUTH INST.MIN.METALL.1989,20(4):331~33

何绍勋 - 参考资料

[1] 中国数字科技馆 http://www.cdstm.cn/zhuanlue/persondetails.jsp?personid=169934

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