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用數學方法找礦——趙鵬大院士的“與衆不同”

發布日期:2009/3/26 15:02:08      來源:      作者:趙鵬大
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    趙鵬大遼甯清原人,滿族。中國共産黨黨員。1952年畢業于北京大學地質系,分配到北京地質學院任教。1954-1958年留學蘇聯,獲莫斯科地質勘探學院副博士學位。曆任武漢地質學院院長、中國地質大學(武漢)校長、中國地質大學校長兼中國地質大學(北京)校長、中國地質大學(武漢)名譽校長。曾任第二、三、四屆國務院學位委員會委員,第七屆全國人大代表,政協第九屆全國委員。現任中國地質大學教授、研究生院院長,莫斯科大學名譽教授,國際定量地層委員會表決委員,湖北省學位委員會副主任,IAMG雜志《計算機與地學》通訊編委。
    長期從事礦産普查與勘探、數學地質的教學與科研工作。率先在我國開展礦産資源定量預測的研究工作,系統研究礦産勘察中數學模型的應用。1983年提出“礦床統計預測”的基本理論、准則和方法體系,並在實際應用中取得了明顯效益,從而創立了“礦床統計預測”新學科。1995年論述中國“地質異常”,一改傳統的區域構造劃分方法,從定量求異的角度對中國主要成礦帶的分布總結出新的規律,爲尋找超常礦床提供了新的途徑。地質體數學特征和地質異常等新問題的提出,開辟了對地質體研究的一個新領域,創立了數學地質的一個新學科方向。
    擔任武漢地質學院院長和中國地質大學校長期間,在學校重點學科建設、內部管理體制改革、對外學術交流和學校“211工程”建設等方面做出了顯著成績。
    在國內外發表地學論文100余篇,教育研究論文30余篇,合作出版專著11部,主持撰寫大型科研報告10余部。獲國家自然科學三等獎、國家地礦部科技成果二等獎、國家教委科技進步二等獎和優秀教材二等獎。1992年獲國際數學地質協會最高獎──克倫賓獎章,是獲此殊榮的第一位亞洲人。曾被授予國家級有突出貢獻的中青年專家榮譽稱號。
    1993年當選爲中國科學院院士。1995年當選爲俄羅斯自然科學院外籍院士及國際高等學校科學院院士。
 
                                                          用數學方法找礦
                                                              ——趙鵬大院士的“與衆不同”
 
    做任何事情都不應墨守成規。即使開一次討論會,做一次發言,也應該談出一點新意,要“與衆不同”。這是趙鵬大堅持的基本理念。
    傳統地質學屬于定性的、曆史的科學。
    數百年來,地學家們都習慣于運用傳統的觀察、比較、曆史分析等研究方法,定性地描述地質現象和地質過程,甚至地質學中的大多數假說、准則和理論都是不可證明的,大多數實驗結果不可能准確地重複和再現,很多推斷預測的成果是多解性的。
    甚至有人認爲,“地學家是概念和模型定量化最強烈的反對者”。
    20多歲時,趙鵬大到莫斯科讀研究生,“礦産普查與勘探”是其研究方向。
    趙鵬大在學習研究中發現,要求有定量結果的礦産普查勘探工作卻缺乏定量的研究過程,從礦床勘探類型的劃分、勘探網度的選擇、合理勘探程度的確定到勘查精度的評價等等,都是所謂的定性描述、經驗判斷乃至主觀要求。
    憑著初生牛犢不怕虎的勇氣,趙鵬大把地質勘探和礦床地質研究定量化作爲研究生論文的首取方向。
    20世紀50年代,數學方法在國際地質界的應用還只是星星點點,在國內幾乎爲零。
    趙鵬大反其道而行之,立志實現地質學與數學的結合,即定量地學,也即後來的數學地質,成爲他的終身研究方向。
    1963年,雲南個舊錫礦勘探碰到一些較爲複雜的條狀礦體,非常難以勘查。趙鵬大嘗試用數學方法模擬勘探過程,從而論證了更合理和節約的勘探方法。這在國內地質界尚無前例,當時沒有多少人相信他,但實踐證明效果很好。
    1964年,趙鵬大提出用數理統計研究礦床合理勘探手段及工程間距的途徑和方法,比美國一些學者提出的類似方法早6年。在這項研究的基礎上,趙鵬大還逐步建立了比較完整的礦體變異數學模型,爲礦床勘探類型的定量劃分提供了可靠准則和依據。
    由于不同于地質學界的傳統做法,“文革”時,趙鵬大被批判爲“標新立異”。在學界,有人批評他在地質學中應用數學方法是玩數字遊戲。但這沒有改變趙鵬大的決心。
    1975年,馬鞍山鐵礦鑽了上百個孔,鑽一個孔要花幾萬甚至幾十萬元不等,但很多鑽孔岩心采取率低。按當時規範要求,因在儲量計算時不能被利用的這些鑽孔,面臨報廢的危險。
    趙鵬大用數理分析方法爲該鐵礦進行了論證,確定了一個合理的、可保證必要精確度的岩心采取率,從而避免了重大經濟損失。
    接著,趙鵬大又用統計分析方法,在安徽甯蕪地區700平方公裏範圍內進行成礦預測的實踐和研究,取得了良好的定量預測效果。
    此後,他還先後在江蘇、安徽、湖北、內蒙古、雲南、新疆等地的一些礦區或成礦遠景區開展了成礦定量預測工作。
    在吸取國外先進理論和大量實踐的基礎上,1983年,趙鵬大提出了“礦床統計預測”的基本理論、准則和方法體系。以此爲內容,編寫了教材和專著,並在中國地質大學開設了相關課程,創立“礦床統計預測”新學科方向。
    至今,礦産資源總量預測已成爲我國地質勘查生産中的重要組成部分。
    一次次的成功,使趙鵬大手中的數學地質方法愈發顯示其有效性——先後在河北、內蒙古、新疆等地的成礦預測中取得新的重要找礦成果。
    1989年,趙鵬大根據“求異理論”,在成礦預測中提出“地質異常找礦”新概念,並系統闡述了中國“地質異常”這一改傳統的區域構造劃分方法,從定量求異的角度對中國主要成礦帶的分布總結出新的規律。“地質異常”概念的提出,爲我國尋找超常礦床提供了新的途徑。
    2003年,趙鵬大院士提出新的定量方法,即“三聯式”數字找礦理論和方法,在實際中取得了明顯成績:在雲南元江、山東歸來莊、新疆清河等地的礦産預測評估中,均取得良好的效果。
    由于在數學地質上的突出成就,1992年,趙鵬大獲得國際數學地質協會最高獎——克倫賓獎章,成爲獲此殊榮的第一名亞洲地質學家。
    除了將地質學與數學相結合外,趙鵬大還將地質學與經濟結合在一起。
    從蘇聯回國後,趙鵬大在福建、浙江、湖南、江西四省進行成礦規律研究時,一改過去單純注重單個礦床或者成礦帶的研究,首次提出“區域勘探評價”概念,在一個區域範圍內從經濟角度考察地質勘查程度等問題。
    趙鵬大的科研生涯,從最早的突出定量地質研究,到後來的礦床統計預測以及地質異常等,都是在一種“求異”思想指導下的科學探索。
    不把過去的觀念、規定等看作金科玉律,創新是科學研究的靈魂。趙鵬大認爲:創新,說白點——就是“標新立異”,在任何事情上要想做出點貢獻,就要與衆不同。

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