荣光恒久 富泽绵长——回忆裴荣富院士与“体中体”成矿模型的建立（上）

2025年1月25日，裴荣富院士在北京逝世，享年101岁。作为我国著名的矿床学家与矿产勘查学家，裴荣富院士毕生投身于国家矿产勘查与研究事业，曾获多项国家级、部级科学技术进步奖，荣获国际矿床成因协会终身荣誉称号，他不仅培养了一批奋战在国家矿产研究与勘查一线的优秀人才，还以金针度人，拟设立“李四光地质科学奖裴荣富勘探奖”专项基金，以激励后辈实现找矿突破。本文以裴院士学生视角，围绕大岩基“体中体”成矿模型的理论研究历程展开，回溯自拜入师门以来受裴先生悉心指导的珍贵点滴。撰写此文，既为缅怀导师，也为向读者普及地质理论的建立与应用过程，更希望裴院士谦逊质朴、淡泊名利、始终以国家需求为导向的宝贵精神得以薪火相传。

 

 

 

2010年，笔者在中国地质大学（北京）硕博连读期间，有幸参与了中国地质科学院矿产资源研究所（后文简称“资源所”）裴荣富院士牵头的“全球巨型成矿带找矿勘查技术方法研究”科研项目。在项目年度成果交流会上，笔者因转专业基础薄弱，研究进展缓慢，在汇报时不免感到紧张。裴院士面带笑容，和善地替我解围，并提出了下一步工作建议，给大家留下了深刻印象。2015年，笔者博士毕业后，经刘善宝老师介绍，有幸拜入裴院士门下，继续开展博士后研究工作。彼时正值“十二五”期间，国家高度重视发展包括新能源汽车在内的战略性新兴产业，与其紧密相关的稀有金属资源安全保障问题备受关注。在此背景下，裴先生安排笔者参与王登红研究员的“华南重点矿集区稀有稀散和稀土矿产调查”项目。在合作副导师李建康研究员的指导下，主攻研究程度相对薄弱的幕阜山地区。自此，笔者在转专业的基础上又实现了转矿种，投入到稀有金属成矿作用的研究工作中。当时笔者自然不会想到，幕阜山这个原本陌生的地名，转眼间已经与之深度绑定，走过了十个春秋。

 

 

 

位于江南造山带中段、湘鄂赣三省交界的幕阜山地区，是我国重要的伟晶岩型稀有金属矿集区，孕育了仁里超大型铌钽矿床等70余处稀有金属矿床 / 矿点。幕阜山主体由一个出露面积超过2530平方千米的大型花岗岩基构成，如此规模岩基伴随的大范围稀有金属成矿作用，世界罕见。

独特性往往伴随着复杂性，笔者初次接触幕阜山的地质资料时，便遭遇难题。1∶5万幕阜山花岗岩区稀有金属矿产普查报告中，幕阜山岩基被分为了3期侵入体，共36个岩性单元（地质部701地质队，1965）；1 ∶20万地质图中，幕阜山岩基被分为了6期侵入体，共27个岩性单元（湖南省地质局区域地质测量队，1978）。幕阜山地区常年多雨，植被极其茂盛，地表罕见新鲜岩石露头。不同资料中对岩性划分的差异，难以通过野外调查进行有效核实。在岩性单元无法查明的高植被覆盖区开展科研与找矿工作，本身就极具挑战。尤其是要在面积达2530平方千米的岩基中精准定位只有几米厚的伟晶岩脉，这对于刚接触稀有金属矿种的笔者而言，宛如一座难以逾越的高山。高植被覆盖度、复杂的岩性单元、含矿伟晶岩规模有限且矿化不均等因素，也导致传统勘查手段效率极低，以致自20世纪70年代幕阜山地区区调、矿调工作结束之后，稀有金属找矿工作鲜有突破。通过成矿理论研究，实现稀有金属勘查的科学性和高效性，是区域找矿突破的唯一途径。

裴荣富院士主持编制了多套全国及亚洲地质图，创新性地将成矿系列理论与图件表达相结合，通过建立“矿床成矿偏在性” 与“异常成矿构造聚敛场”等理论，实现了“理论可视化”。成矿理论与编图的结合，引领了全国多处重要找矿突破。对于刚入门的笔者，他常教导：“地质学是‘跑’出来的学问，要扎根于野外一线，图纸上的每一笔都要经得起野外的检验”，并耐心教授如何将零散的野外现象及分析数据整合成一张逻辑清晰的成矿规律图，强调“图中要有思想，思想要能指导找矿”。他常说：“好的地质图不是简单的信息堆砌，而是成矿理论的直观表达。”在他的指导下，笔者开始聚焦从宏观地质信息中捕捉细节，再从细节中提炼规律。

 

 

 

“小岩体成大矿”这一重要概念最初由郭文魁院士在研究南岭成矿作用时提出，曾遭孟宪民院士质疑，之后汤中立院士将其引用到岩浆硫化物矿床的研究中，并被广泛应用于基性—超基性杂岩体和浅成中酸性小岩体有关的多类型、多矿种矿床研究领域。

我国很多伟晶岩型稀有金属矿床中，伟晶岩围绕花岗岩呈完善的水平类型分带。此类矿床花岗岩母岩往往规模有限，具有典型的“小岩体成大矿”特征。幕阜山伟晶岩表现出一定的类型分带，对于此类矿床，确定其成矿母岩是矿床成因研究与找矿勘查的关键。从幕阜山2530平方千米岩基内的30余个岩性单元中，进一步确定稀有金属伟晶岩的成矿母岩这一“小岩体”，便成为了该区域工作亟待攻克的问题。

围绕“小岩体”的筛选定位，笔者2016年在幕阜山开展了为期4个月的野外调查，主要聚焦两个任务目标：一是通过对已探获的稀有金属伟晶岩进行野外调查和测试分析，查明其成矿母岩；二是梳理大岩基主要岩浆期次，揭示稀有金属成矿相关的岩浆活动。调查期间，笔者一方面借助采石场、修路及宅基地新挖剖面等零星岩石露头开展野外调查与采样，另一方面依据地质资料标注的矿点，布设剥土和探槽工程，揭露伟晶岩产状、含矿性及其与围岩的关系。然而，所收集到的地质资料内容极为有限。在野外调查过程中，岩石的新鲜露头较为罕见，这导致很难对不同岩性单元的接触关系进行观察与判断，更难以圈定“小岩体”的形态与分布。“大岩基”中“小岩体”的寻找定位工作初步受阻，区域的科研与勘查工作也陷入了停滞状态。

 

 

第一阶段野外工作受阻后，笔者与李建康研究员进行了多次讨论。他指出，汤院士的“小岩体成大矿”理论重点强调了深部预富集机制和岩浆通道成矿过程，但不要过度受限于“小岩体”这一具体的产出形态，特别是在大岩基地区，更要考虑宏观尺度的侵位模型。他建议笔者学习裴荣富院士“共（源）岩浆补余分异作用”理论，并总结第一阶段野外成果，向裴先生汇报、请教。

笔者带着整理好的野外资料向裴先生进行了详细汇报。还记得那天裴先生穿着野外马甲，把铺满沙发的资料书籍整理到一旁，才空出地方面对面落座。他听取汇报后表现出浓厚的兴趣，激动地讲解“共（源）岩浆补余分异作用”理论的核心观点。先生当年就读于清华大学地质学专业，那时采用的是全英文授课，因此很多专业名词他更熟悉英文表达。笔者至今仍对这堂由93岁老者讲授的中英文双语课程记忆犹新。

 

 

“共源岩浆”是指同源岩浆，并有统一的岩浆库。“补余分异作用”则指具有统一岩浆库的共源岩浆，在特定的地质环境下，如多期的、多阶段的、脉动的张性导岩浆在断裂构造作用下，可以诱导岩浆分异产生补余效应。“补余效应” 是指一个熔体流体的总组成，在多期次的分离过程中，第一期次分离体组成的不足由总组成在第二期次分离体予以补余，第二期次由第三期次补余，依期次补余直至达到过程的平衡态出现而停止。

“以幕阜山这类大岩基为例”，裴院士深入讲解，“深部共岩浆库发生批次熔离，早期岩浆侵位形成岩基的主体，多为岩席、岩盖；晚期岩浆侵位、贯入形成岩基的补体，多为岩株、岩脉，甚至在早期岩浆未完全固结时贯入，呈过渡边界，无具体形态”。听闻先生讲解，茅塞顿开，“小岩体”只是补体的一种产出形式，它既可能是看不见的隐伏岩体，又可能是相同岩性的不同侵入单元。而在后一种情况中，如果同岩性的晚期岩浆贯入时，早期岩浆尚未完全固结，两期岩性相同且无穿切边界，则意味着我们寻找的“小岩体（成矿母岩）”已完全“隐身”。

一年后，《科学》（Science）杂志发表了一篇跨地壳岩浆系统的论文（Cashman et al., 2017），与裴先生讲述的理论有很多相似之处，笔者不禁对这位90多岁老先生学术观点的前瞻性深感震惊。多年后，笔者特意就此事向裴先生的秘书王浩琳老师请教，先生很少用电脑搜索文献，如何做到持续关注各类矿种的先进研究进展？王浩琳老师说，先生多年以来坚持参加各类国际学术会议，结识了一批活跃在全球科研及勘查一线的挚友。先生请求这些好友每年将本国地质学一线期刊的纸质刊物邮寄到北京，并保持电子邮件交流，十几年如一日。怪不得每次去拜访先生，总能看到他埋头在办公室的书堆中翻阅资料。他坚持每日阅读巨量的文献，直至先生好友先后离世而被迫中止。裴先生曾落寞地和王浩琳老师说：“我跟不上时代了，也就不再写论文了，别误导了年轻人。”