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专家信息 科学研究 论文专著 荣誉奖励 媒体报道

专家信息:

吕古贤,男,1949年9月出生于吉林省通化市,籍贯山东省黄县,中共党员,研究员,博士生导师。曾任中国地质科学院地质力学所矿田构造研究室主任。创建中国地球物理学会“构造物理化学专业委员会”,首任主任委员。

吕古贤,是著名的地质力学专家 ,提出“构造物理化学”和“矿田地质学”的研究新方向,为加强基础研究,为高水平科技自立自强的实现,不懈努力。

40多年来,以胶东金矿作为研究基地,坚持野外地质调查和井下现场考察,一个一个矿山的研究,发挥科技工作服务生产和示范引领作用,提出地下 “构造力复合重力的岩石压力模型”,建立成矿深度构造校正测算新方法,开展构造变形岩相填图的深部外围找矿勘查,在焦家金矿和玲珑金矿(1992)预测“深部第二富集带”,率先在预测靶区钻探发现隐伏矿脉(1997),为胶东从危机矿山频发区迅速勘探为全球第三大金矿区,做出了开拓性重要贡献。

1、提出 “构造力复合重力的岩石压力模型”,是基础研究的新进展。

在构造成矿勘查和构造地球化学研究中,吕古贤发现经典深部“静流体压力模型”存在重大的理论缺陷,地下压力仅源自于上覆岩石重力的认识,不符合实际。岩石力学、地应力测量和地球物理探测现代资料表明,地壳岩石显示固体性质、压力非均匀性和流动变形构造特征,而地下岩石处于“重力和构造力复合的压力状态”。

吕古贤等开展“应力转化为压力”研究,提出地壳岩石受到的构造力或重力都是一种定向外力, 而定向压力使固体产生变形,变形的偏应力场可以分解为差应力与各向等正应力两个部分。构造应力场的各向等正压应力状态即静水压力,被称为“构造附加静水压力”。

“构造附加静水压力”的研究,推动“构造力能否影响化学平衡”难题的解决,提出“构造力通过改变物理化学条件影响化学过程”新思路。中国地球物理学会批准成立“构造物理化学专业委员会”。长安大学成立了“构造物理化学研究所”。中国科协主办“2023年重大科学问题”征集与评选活动,本研究提议,位居中国地球物理学会入选6个问题的第一位。

2、研究提出地块、结构面和构造体系的新认识,为地质力学发展贡献力

地块,是指相邻岩石构造不同而划分的地质区块,用以研究地壳结构和物质的非均一性质。地块分为构造带和构造地块两个类别。岩石变形强烈且具复杂地质作用的,带状延伸构造褶皱地带被称为构造带,往往显示为隆起造山带;岩石变形微弱以沉积作用为主而长-宽相近区域是构造地块,多数是拆离构造的凹陷盆地。地块三维分析发现,构造地块盆地的地壳减薄,而构造带的地壳增厚。两者在地下岩石结构、力学性质和岩石圈地幔界面分布与变化方面,也明显不同。这一地壳三维结构的分布与变化规律,是地下“构造力复合重力的岩石压力模式”的具体表达。

结构面,表达岩石的形态、变形性质和几何方位的面状构造要素。结构面的挤压性、引张性和剪切性质的分类、鉴定和分析,是地质力学重要的研究方法。结构面有分划性结构面和标志性结构面两类。分划性结构面,指将岩石划分为大小块、显示任何形式的组合和结合的断裂面、褶皱面等不连续界面,或间断结构面,可以通过野外实际观测加以研究。标志性结构面,是指示岩石构造的性质、几何形态、排列方位的具有地理坐标涵义的标准面、标誌面或定位面,往往表现为连续性结构面。标志性结构面不能完全依靠野外观察,需要观测透入性的具有变形特点的地质体,还要结合岩石应变观测或应力分析等数据,建立应力-应变椭球体才能进行研究,能够更严格准确认识力学性质、结构面分布等规律。结构面的构造应力场,不仅显示变形岩石的差应力特征,而且通过各向等应力的“构造附加静水压力”反映岩石的体积变化,进而通过压力、温度、氧逸度、元素活度等物理化学条件,控制地球化学平衡。

构造体系,是具有地壳规模与动力学成生联系的构造形迹组合,表现为不同形态、性质、级别和序次的具有力学联系的构造带和构造地块的组合。构造体系大致相当于地壳规模的二级区划单元,其他低级别、派生和次级序构造形迹的组合,可以称为构造形式或样式。应该说,构造体系是达到地壳规模的,由不同形态、不同性质、不同级别和不同序次,且有力学成生联系的构造带与构造地块组合。一般来说,构造体系的地块表现出隆起构造带和拆离构造盆地的横向间隔,而纵向为平行的延长。构造体系的结构面显示“米字型”分布特征,喻示先后形成的剪切-挤压-引张阶段的的构造运动过程。

3、发展“构造变形岩相”填图方法,大大提高深部外围找矿效果。

在地质找矿工作,出现2个勘查难题,一是地表浅部矿脉已经被采空了,如何“就矿找矿”?遇到了难题,二有构造不一定有矿,目前尚未形成构造结和建造的地质工作方法。

吕古贤继承李四光“构造形质”构想和涂光炽“构造岩相带”研究工作,提出“构造变形岩相”的概念和填图找矿方法。“构造变形岩相”,泛指构造作用影响的(沉积、岩浆和变质地质作用的)那部分岩相,亦表达为构造变形岩相。构造变形岩相,既能反映地质特征、地球化学分布,又包含物理化学形成条件,适于开展“构造结合建造”的观测和分析。

该方法把矿体和围岩矿化地质体都作为识别标志,显著提高了预测能力。在焦家金矿深部预测、平度金矿深部找矿、玲珑复杂矿区的预测勘查、玲珑东部采空区深部预测、海南抱伦金矿和赤峰柴胡栏子金矿找矿预测,均取得显著找矿效果,在赣南钨矿、豫西栾川钼矿、新疆和内蒙铁铜矿区圈定找矿靶区,取得了显著的找矿突破。在新一轮找矿突破计划中,“构造变形岩相”填图是深部外围找矿的有效地质方法。

 4、率先揭露胶东金矿深部“第二富集带”,为全球第三大矿区的勘探作出开拓性贡献。

胶东金矿储量和产量长期占全国1/4左右。但上个世纪80年代开始,多数矿山可供开采的浅部矿越来越少,面临关闭,引起了严重的危机矿山社会问题。胶东普遍在地下300m标高上下出现100~150m的无矿段,无矿带深部是否有矿没有信心和依据。

成矿深度是预测的基础。吕古贤提出成矿深度的构造校正方法,测算玲珑和焦家金矿的成矿深度仅为1-3.5Km, 而不是前人测算的深度达4-6Km, 再根据物化探勘查、勘探工程和剥蚀深度测算,提出金矿无矿带以下存在“深部第二富集带”的预测(1992-1996),圈定多个矿山深部的新靶区。山东地质六院1998年验证了项目在焦家金矿的预测靶区,在-600—-700m揭露矿体,圈定新矿体4个,探求E级储量2172kg。这是胶东首次依据“深部第二富集带”理论和靶区揭露的隐伏矿体,由此开启了胶东深部找矿的广泛勘查活动。

山东地质六队等勘探工作也已证实;焦家金矿、新城金矿、三山岛金矿、夏甸金矿、台上金矿和阜山金矿等矿山,都在无矿带以下揭露新的富厚金矿带。地质队和矿山应用“深部第二富集带”理论方法,提交金资源/储量2118吨,占全国同期新增的45%,为胶东从危机矿山频发区迅速变为全球第三大金矿区,做出了开拓性贡献。

5、吕古贤还在其他诸多方面,广有建树。

1)开展危机矿山战略调查,为我国危机矿山问题的解决做出重要贡献

建立危机矿山的概念、评价指标和判别方法,为 “我国危机矿山接替资源找矿勘查计划(2004~2010)”的编写、申报和高层决策会议,提供了关键材料。他为解决我国危机矿山这一经济社会难题,做出了突出贡献(国土资源部勘查司,2004)。

2)他提出 “矿田地质学”新概念,提高了矿田层次的勘查效果

强调综合研究矿田建造、矿田构造和矿田成矿的矿田勘查单元的方向,弥补了Ⅴ级成矿区划单元--矿田的薄弱环节。他承担《矿田地质勘查工作指南研究》,划分了31种构造岩相矿田类型。该项目成果,被翟裕生和裴荣富院士等评审鉴定为“国际先进水平”(2014)。

3)他提出大别超高压变质的“构造增压壳内成因”,为大别地区超高压研究开辟了新的思路

通过消除构造附加压力再测算深度,发现大别超高压变质在30~55公里深处形成,而不是前人(用重力/比重)认为的100多公里和“深俯冲-折返模式”。几十年来,大别超高压变质的“构造增压壳内成因”为超高压研究开辟了新的思路。他是超高压变质岩的“构造增压壳内成因”观点的标志性人物(张本仁等,2009)。

4)编制 “中国构造体系图(2018)” ,覆盖全国陆地和海洋的疆域

编制 “中国构造体系图(2018)” ,表述了中新生代以来的构造体系,强调了蒙古弧构造体系,首次提出南海构造体系;揭示构造体系地块的构造隆起带-拆离凹陷地块的形式和特征,分析构造体系结构面的剪切、挤压和引张分阶段演化的"米"字型样式,发展了地质力学理论方法(李廷栋、任纪舜、张国伟,2014-2018)。

5)完成内蒙古鄂济纳旗“敦德乌苏等四幅1:5万矿调”项目,为区域地质调查做出贡献

在无人居住的荒漠发现了代表板块缝合线的玄武辉橄岩脉带,对于乔伦恩格斯巨型岩体的成矿系统给予了客观评价,开展含铜镍硫化物矿区的大比例尺填图和勘查,圈定了钨矿预测区。项目成果突出,得到地质单位、勘探部门和矿业公司的应用和开发(内蒙古自治区地质勘查项目招标委员会办公室,2008)。

吕古贤出版科学著作8部,发表论文250多篇;获国家科技进步奖二等奖2项,获省部级科技进步奖一等奖3项,二等奖5项,获黄金科学技术奖6项,获1995年陈国达地洼学说奖二等奖,获2017年李四光地质科学奖。

教育及工作经历:  

1969年,天津三中,高中毕业。

1969年,在内蒙古生产建设兵团二师十四团。知青。

1973年,在成都地质学院,区域地质调查及普查找矿专业,大学生。

1976年,在中国地质科学院地质力学研究所,历任实习员、助研、副研、研究员和博士生导师。

1982年,在中国地质科学院研究生部,获矿田构造专业硕士学位。

1988年,被破格晋升副研究员。

1989年,在中国地质科学院研究生部,获地质力学专业博士学位。

1994年,被破格晋升为研究员。硕士生导师。

1998年,在地质力学研究所任矿田研究室主任,为博士生指导导师。

1996年开始,受聘为中国地质大学(北京)教授、长安大学教授和中科院构造地球化学研究所研究员。

2008年,在长安大学,为特聘教授。

2009年,长安大学成立“构造物理化学研究所”。

2018年,中国地球物理学会批准成立“构造物理化学专业委员会”,任主任委员。

学术兼职:

2004.06-;李四光研究会,理事。

1995.12-;“地质力学学报”编辑委员会,委员。

2002.12-;“大地构造与成矿学”编辑委员会,委员。

2000-2004;“矿床地质”编辑委员会,委员。

1999-2005;“勘查地球化学专业委员会”,委员。

1996.10-;“构造物理化学专业学组”,主任。

2009.;长安大学构造物理化学研究所,所长。

组织学术活动:

1.牵头组建地质力学专业委员会“构造物理化学专业学组”,(1996)。

2.牵头组织召开 “构造作用下流体的构造物理化学过程研讨会”(1996)。

出版论文专辑(1998,地球学报,主题“构造应力场转化与流体成矿”)。

3.牵头组织召开“地壳异常压力学术研讨会”(2000,北京)。

出版论文专辑(2000,地质力学学报,主题“地壳异常压力研讨”)。

4.牵头组织召开“构造动力学体制转化与成岩成矿构造物理化学过程研讨会”(2002)。

出版论文专集(2002,地球学报)。

5.牵头组织召开“地壳深部压力与地质作用国际学术研讨会”(2003,北京)。

出版英文论文专辑(2004,J.of China University of Geosciences;主题:Pressure state orogenesis in Dabie UHPM belt.China)。

6.牵头组织 “我国主要金属矿山资源开发和资源潜力研究”项目(2004)。

出版论文专集(2004,资源.产业)。

7.牵头组织“第三届全国矿田构造与地质找矿理论方法研讨会”(2010)。

出版4本会议论文专辑:1)2010增刊, 地球科学与环境学报,主题“第三届全国矿田构造与地质找矿理论方法研讨会”;2)2011,第4期 大地构造与成矿学,主题“第三届全国矿田构造与地质找矿理论方法研讨会论文专辑”; 3)2011,第4期,地质通报,主题“矿田构造与地质找矿理论方法论文专辑”;4)2015,第4期,地学前缘,主题“矿田地质学和深部外围找矿实践”。

8. 牵头组织“陆内造山带形成演化与动力学机制学术研讨会”(2015,合肥)。出版会议论文专辑(2017,第2期, 地学前缘,主题“陆内造山带形成演化与动力学机制”)。

9.牵头组织“中国地球物理学会构造物理化学专业委员会成立大会”(2019,北京)。

出版会议论文专辑(2021,第4期, 地质力学学报,主题“构造物理化学理论和应用”)。

10.牵头组织“第一届构造物理化学理论和应用学术研讨会”(2021,海南)。

出版会议专辑(2020 ,第11期,地质通报。主题“地质调查新方法:构造变形岩相的观测、填图和研究专辑”)。

11.牵头组织“第二届构造物理化学理论和应用学术研讨会”(2022,西安-北京)。

出版会议专栏(2023,第4期, 地质通报,主题“陆内‘岩浆核杂岩隆起-拆离构造研究’”)。

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