1980年，第26屆國際地質(zhì)大會在巴黎舉行，法國總統(tǒng)德斯坦到會祝賀，并大力贊揚(yáng)地質(zhì)學(xué)家們是當(dāng)代的福爾摩斯，是解決世界能源和礦產(chǎn)資源問題的“關(guān)鍵人物”。

為什么說“地質(zhì)學(xué)家們是當(dāng)代的福爾摩斯”？
 
福爾摩斯是杰出的偵探小說家柯南道爾（A. Conan Doyle，1859～1930年）筆下的探案高手。

柯南道爾于1885年在愛丁堡大學(xué)獲得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位。他在讀研究生時(shí)就培養(yǎng)了對各種病人進(jìn)行仔細(xì)觀察和縝密推理的嗜好，甚至開始構(gòu)思偵探故事。

畢業(yè)后，他一邊行醫(yī)，一邊不忘業(yè)余愛好，動(dòng)手寫偵探小說。

《血字的研究》就是他的第一篇作品，發(fā)表于1887年。這是大偵探福爾摩斯第一次出現(xiàn)在公眾面前。

從1887年到1927年，柯南道爾在40年時(shí)間里發(fā)表了56篇短篇偵探小說和4部中篇偵探小說，成功塑造了一個(gè)有血有肉的大偵探，使福爾摩斯成為世界上家喻戶曉的人物，就連福爾摩斯“居住過”的倫敦貝克街221號B也成了福爾摩斯的粉絲們眷顧的景點(diǎn)。
 


《血字的研究》介紹了福爾摩斯的知識結(jié)構(gòu)：“…，地質(zhì)學(xué)知識——偏于實(shí)用，但也有限。但他一眼就能分辨出不同的土質(zhì)。

化學(xué)知識——精深。…”

顯然，柯南道爾筆下的福爾摩斯對地質(zhì)學(xué)的了解遠(yuǎn)不如對化學(xué)。為什么柯南道爾不讓福爾摩斯多學(xué)點(diǎn)地質(zhì)學(xué)？

《血字的研究》是柯南道爾在19世紀(jì)末發(fā)表的。19世紀(jì)被譽(yù)為“科學(xué)的世紀(jì)”。

自然科學(xué)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，物理學(xué)和化學(xué)都趨向至臻完善。

物理學(xué)解釋熱力學(xué)的分子運(yùn)動(dòng)，化學(xué)引入定量分析方法，開始揭示原子結(jié)構(gòu)。俄國化學(xué)家門捷列夫（1834～1907年）發(fā)表了元素周期表，德國化學(xué)家維勒（1800～1882年）和李比希（1803～1873年）創(chuàng)立了有機(jī)化學(xué)。

相比之下，地質(zhì)學(xué)的科學(xué)水平還不夠高。

“水成論”和“火成論”間的戰(zhàn)火剛剛平息，而在關(guān)于地球年齡的論戰(zhàn)中，熱力學(xué)家開爾文“地球年齡是1億年”的觀點(diǎn)占了上風(fēng)，地質(zhì)學(xué)家敗下陣來，正處于郁悶時(shí)期。

在這樣的社會背景下，怎么指望福爾摩斯去學(xué)習(xí)地質(zhì)學(xué)？
 

法國總統(tǒng)德斯坦在第26屆國際地質(zhì)大會上指出，能源和礦產(chǎn)資源問題將是21世紀(jì)的重要問題，“如果有一天地質(zhì)學(xué)家停止工作了，世界就會處于一片黑暗和混亂之中，更何談工業(yè)發(fā)展的未來呢？”

能源和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用曾是世界文明發(fā)展的標(biāo)志。

銅礦的大規(guī)模開采冶煉使人類從石器時(shí)代進(jìn)步到青銅器時(shí)代，鐵礦的大規(guī)模開采冶煉使人類進(jìn)步到鐵器時(shí)代，煤礦的大規(guī)模開采利用為人類第一次工業(yè)革命提供了能源。

今天，能源和礦產(chǎn)資源已經(jīng)成為世界發(fā)展的經(jīng)濟(jì)命脈，甚至能決定世界的政治格局。

美國前國務(wù)卿基辛格曾說，“如果你控制了石油，你就控制住了所有國家。”

石油、天然氣、煤和各種固體礦產(chǎn)資源都是在地下深處形成的。

怎么樣尋找這些能源和礦產(chǎn)資源？

說起來，這真有點(diǎn)兒像福爾摩斯探案。

在《血字的研究》中，福爾摩斯對罪犯在戶外和室內(nèi)留下的足跡和各種痕跡進(jìn)行了仔細(xì)地觀察，然后準(zhǔn)確地指出，勞瑞斯頓花園街命案的兇手乘坐的是出租馬車，馬的右前蹄新?lián)Q了馬蹄鐵；兇手身高約6英尺，面色赤紅，右手指甲很長，抽印度雪茄煙，…。

這一連串的推斷讓蘇格蘭場的警探們目瞪口呆。

地質(zhì)學(xué)家找礦，最初也是依靠肉眼看到的各種蛛絲馬跡。

我國春秋戰(zhàn)國時(shí)期撰寫的《管子》一書中就講到

“ 上有丹沙者，下有黃金。上有慈石者，下有銅金。上有陵石者，下有鉛錫赤銅。上有赭者，下有鐵。”

在當(dāng)時(shí)，這完全是一種實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，是根據(jù)地面上的種種跡象尋找地下的礦產(chǎn)。

這種經(jīng)驗(yàn)今天也依然有效。

湘潭有個(gè)錳礦，但礦石快開采完了，新中國成立不久，礦山就面臨關(guān)閉。

1953年，地質(zhì)學(xué)家葉連�。�1913～2008年）奉命去找礦。

他在礦山內(nèi)外仔細(xì)勘察，發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)特殊的現(xiàn)象：一是這些錳礦層是夾在兩層遠(yuǎn)古時(shí)期的冰川沉積巖之間；二是礦區(qū)里飛來飛去的螞蚱身上都是黑色的，像是涂了一層黑漆；三是從礦區(qū)流出的溪水雖然清澈見底，但溪水邊的草、樹、石頭塊等都被染成黑色，也像涂了一層黑漆。

葉連俊先生想到，溪水中可能溶解了一定量的錳，氧化后就形成了黑色的氧化錳，附著在螞蚱、草、樹、石頭塊等表層。

這種氧化錳正是現(xiàn)在開采的錳礦。

這就是說，溪水的源頭應(yīng)該就是錳的源頭。

葉連俊順藤摸瓜，在溪水源頭見了礦工們叫做“符吉沖灰?guī)r”的白色巖層，他用手掂了掂，密度果然很大。

葉連俊知道，灰?guī)r的主要礦物是方解石，化學(xué)成分是碳酸鈣，密度是2.7 克/立方厘米。

而碳酸錳的密度是3.1 克/立方厘米，比方解石重了15%。

因此，這種“符吉沖灰?guī)r”絕不是由方解石構(gòu)成的普通灰?guī)r，里面的礦物應(yīng)該是密度更大的碳酸錳。

葉連俊讓礦山部門馬上采樣，進(jìn)行化學(xué)分析。結(jié)果很快出來了，“符吉沖灰?guī)r”的錳含量高達(dá)31%！

這種看上去白白的“符吉沖灰?guī)r”就是由碳酸錳組成的，這就是原生沉積錳礦。

它在地表氧化后會形成黑色的氧化錳，像帽子一樣，蓋在原生沉積錳礦上，地質(zhì)學(xué)家給它起了個(gè)形象的名字，叫“礦帽”。

在葉連俊指導(dǎo)下，礦山部門在兩層遠(yuǎn)古時(shí)期冰川沉積巖之間找到了大量原生錳礦，瀕臨關(guān)閉的礦山又復(fù)活了！

湘潭錳礦一下子成了當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大的錳礦。

《人民日報(bào)》對此進(jìn)行了報(bào)導(dǎo)，說地質(zhì)學(xué)家為國家工業(yè)建設(shè)提供了“精確的資料”。
 


地面上除了一些指示地下存在礦產(chǎn)的標(biāo)志性石頭，還有標(biāo)志性植物。

南朝梁（公元502～557年）成書的《地鏡圖》中就記載了一些尋找金屬礦床的指示植物，如，“草莖赤秀，下有鉛”、“草莖黃秀，下有銅”、“山上有蔥，其下有銀”等等。

1952年，我國地質(zhì)學(xué)家在海州發(fā)現(xiàn)了大量香薷草，莖是方形的，花帶點(diǎn)藍(lán)色。

他們推測這種藍(lán)色的花可能和銅元素有關(guān)。于是，經(jīng)過一番勘查，果然在那里發(fā)現(xiàn)了大銅礦。

1985年，地質(zhì)學(xué)家在膠東的一個(gè)金礦區(qū)發(fā)現(xiàn)，那里的野生石竹非常多。經(jīng)過幾年的研究，確定了這種石竹總和金礦伴生，是膠東金礦的直接指示植物。

植物和礦產(chǎn)有關(guān)系？這些聽起來像是天方夜譚，但實(shí)際上也是地質(zhì)學(xué)家總結(jié)出的一種找礦經(jīng)驗(yàn)，被稱為“植物找礦”法。
 


國外的地質(zhì)學(xué)家也在使用這種“植物找礦”法。

例如，美國地質(zhì)學(xué)家曾在馬里蘭州發(fā)現(xiàn)，那里的冬青樹葉子只有葉脈是綠色的，而其他部位都是黃色的。

他們猜測可能和某種金屬元素富集有關(guān)。進(jìn)一步的調(diào)查果然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)鉻鐵礦。

再如，贊比亞西部有一種小草，開藍(lán)色的花，形狀有點(diǎn)像如龍舌蘭，是銅礦的指示植物，被叫作“銅花”。

贊比亞的地質(zhì)學(xué)家通過這種“銅花”，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)銅儲量達(dá)9噸的大銅礦。

其他的例子還有，英國地質(zhì)學(xué)家在石南草幫助下，找到了鎢礦和錫礦，德國和瑞典地質(zhì)學(xué)家通過三色堇，找到了鋅礦。

澳大利亞地質(zhì)學(xué)家前幾年還發(fā)現(xiàn)，可以通過對桉樹葉子里所含的微量金去尋找金礦。
 
福爾摩斯手中有兩件“法寶”：放大鏡和煙斗。

這是柯南道爾對福爾摩斯高超探案才能的一種隱喻，放大鏡代表了明察秋毫的觀察能力，煙斗代表了縝密的邏輯推理能力。

福爾摩斯可以從一個(gè)人的指甲、手繭、衣袖、靴子等細(xì)微處判斷出他的職業(yè)。

他在掌握證據(jù)之后會先作出假設(shè)，然后提出矛盾和問題，進(jìn)一步深入調(diào)查。最后，通過推理，建立起整個(gè)邏輯鏈條，“從一滴水推測出大西洋的存在”。

用福爾摩斯自己的話說，“我在觀察和推理兩方面都具有特殊的才能”。
 


向福爾摩斯學(xué)習(xí)，地質(zhì)學(xué)家也非常注重觀察和推理。

葉連俊拯救湘潭錳礦的故事就是很好的例子。

在觀察方面，地質(zhì)學(xué)家有了比福爾摩斯的放大鏡更先進(jìn)的光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡；有了進(jìn)行巖石和礦物原位微區(qū)化學(xué)分析的電子探針儀；有了進(jìn)行高靈敏度同位素分析的各種質(zhì)譜儀；有了開展礦物相變實(shí)驗(yàn)的高溫高壓反應(yīng)釜；有了探測地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的重力、電、磁、地震探測裝備，…等等。

利用這些裝備，地質(zhì)學(xué)家能為深部找礦提供可靠的科學(xué)依據(jù)。
 

在推理方面，地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)形成了一套完整的邏輯鏈條和規(guī)范化的思考流程。

地質(zhì)學(xué)家的研究程序可以歸納為“三部曲”：觀察—假說—驗(yàn)證。
 


觀察是對自然現(xiàn)象做充分的觀測，不漏過任何蛛絲馬跡，揭示自然真相。

假說是對所獲資料進(jìn)行系統(tǒng)性整理，對資料背后的規(guī)律進(jìn)行推測，形成一個(gè)暫時(shí)可以接受的解釋。

在建立這種階段性假說過程中，必須構(gòu)建合理的“證據(jù)鏈”。證據(jù)過少不行，“孤證不立”。

證據(jù)鏈中的諸多證據(jù)一定要保證真實(shí)性、關(guān)聯(lián)性和互補(bǔ)性。

驗(yàn)證是對假說做進(jìn)一步考察，用新資料檢驗(yàn)假說的可靠程度，最后再下結(jié)論。

地質(zhì)學(xué)家和福爾摩斯的工作程序是不是很相似？

當(dāng)然，地質(zhì)學(xué)家的研究和福爾摩斯的探案仍然有不同的地方，主要表現(xiàn)在梳理和構(gòu)建“證據(jù)鏈”方面。

當(dāng)難以找到充足的證據(jù)時(shí)，福爾摩斯往往依靠生活常識去推理、論證，按照今天的司法術(shù)語，福爾摩斯依靠的是“經(jīng)驗(yàn)法則”。

地質(zhì)學(xué)家絕不能這樣做，因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)法則并不是事物之間內(nèi)在聯(lián)系的必然反映。

地質(zhì)學(xué)家研究的是自然現(xiàn)象，推理、論證依靠的是自然科學(xué)的定律、公理，從不依靠生活常識。

在找礦中，地質(zhì)學(xué)家依靠的是各種礦產(chǎn)資源本身的成礦規(guī)律和分布規(guī)律。

在前面講的找礦例子中，葉連俊找到原生錳礦依靠的是礦產(chǎn)垂直分帶規(guī)律，依靠的是碳酸錳、氧化錳的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)關(guān)系，深部的碳酸錳出露地表后必然會氧化形成氧化錳。

“植物找礦”的原理是，地下礦床的存在會使那一地區(qū)土壤中的某些元素富集，甚至有些土壤就是礦床本身風(fēng)化形成的。

礦區(qū)植物在生長過程中會從土壤中吸收這些富集的元素，出現(xiàn)某種反應(yīng)。

例如，銅可以使香薷草的花呈現(xiàn)銅藍(lán)色，鈾可以使紫云英的花變?yōu)闇\紅色，鉛鋅礦會使車前草等植物生長格外旺盛。

此外，土壤中一些金屬元素的過多含量會破壞植物的新陳代謝，使植物畸形發(fā)育。

例如，石膏礦地區(qū)的植物比較矮小，硫化物礦區(qū)的植物容易枯萎，等等。

在進(jìn)行推理和論證時(shí)，地質(zhì)學(xué)家依靠的是自然科學(xué)規(guī)律，而福爾摩斯依靠的是生活常識。

正是在這一點(diǎn)上，地質(zhì)學(xué)家超越了福爾摩斯。

當(dāng)然，地質(zhì)學(xué)家們對自然科學(xué)規(guī)律的認(rèn)識是不斷提高、不斷深入的。

如果因循守舊、墨守成規(guī)，就不會有創(chuàng)新，更不會有新發(fā)現(xiàn)。

回想1931年，日本帝國主義侵占我國東北，建立了偽“滿洲國”。

他們派了勘探隊(duì)到松遼盆地找石油。我們很幸運(yùn)，他們在盆地里忙活了十年，鉆了一些石油探井，但是連個(gè)油星也沒見到。

由于石油短缺，戰(zhàn)爭的能源難以維持，日本只好“南下”，向東南亞擴(kuò)張，掠奪那里的石油資源。

那時(shí)的東南亞有美國和英國的殖民地。于是，孤注一擲的日本于1941年偷襲珍珠港，向美國宣戰(zhàn)。

結(jié)果，日本戰(zhàn)敗，我們收復(fù)了被侵占的東北。

新中國成立后，我國地質(zhì)學(xué)家從1955年起對松遼盆地進(jìn)行石油地質(zhì)勘探，4年后，1959年9月，建國十周年大慶前夕，“松基三井”噴出黑油油的石油，“大慶”油田從此誕生。
 

當(dāng)《人民日報(bào)》宣布這一特大喜訊后，日本方面十分震驚。

據(jù)說，當(dāng)年的日本勘探隊(duì)長羞憤自殺；日本學(xué)者舉辦多場“反思會”，為沒能在戰(zhàn)前找到大慶油田始終感到“遺憾”；甚至有言論說，“如果當(dāng)初找到大慶油田，二戰(zhàn)歷史將重新改寫”。

其實(shí)，他們根本不用遺憾，因?yàn)樗麄兊恼矣屠碚撎�落后�?br />
當(dāng)時(shí)世界上流行“海相地層生油論”，而松遼盆地是陸相地層，包括日本、美國和前蘇聯(lián)的專家都認(rèn)為，松遼盆地沒希望。

美孚石油公司曾組織了一個(gè)調(diào)查團(tuán)到我國的山東、河南、陜西、甘肅、河北、東北和內(nèi)蒙古部分地區(qū)進(jìn)行石油勘探調(diào)查，打了幾口石油探井，都沒有什么收獲，最后得出“中國陸相貧油”的結(jié)論。

中國地質(zhì)學(xué)家不信邪，硬是在陸相地層中發(fā)現(xiàn)了特大油田，并且總結(jié)出了“陸相地層生油理論”。

大慶油田的發(fā)現(xiàn)，不僅僅使新中國從此甩掉了“貧油”的帽子，而且標(biāo)志著中國地質(zhì)學(xué)家所具有的科學(xué)創(chuàng)新能力。
 
地質(zhì)學(xué)家超越福爾摩斯是正常的，必然的�？磫栴}要?dú)v史地看。

畢竟福爾摩斯是柯南道爾筆下的人物，故事發(fā)生在1878年至1914年時(shí)期。

那時(shí)的地質(zhì)學(xué)正處于經(jīng)典地質(zhì)學(xué)的發(fā)展時(shí)期。

美國地質(zhì)學(xué)家根據(jù)阿帕拉契亞山和相鄰的密西西比河平原古生界淺海灰?guī)r厚度的巨大差別，于1873年提出地槽理論。

歐洲地質(zhì)學(xué)家通過觀察阿爾卑斯山巖石的變形樣式，于1891年提出推覆構(gòu)造模型。

奧地利地質(zhì)學(xué)家E.修斯于1883～1909年出版了《地球的面貌》，論證了水平運(yùn)動(dòng)的重要性。

德國氣象學(xué)家A.魏格納于1912年在法國地質(zhì)學(xué)會上做了題為“大陸與海洋的起源”的講演，后于1915年出版《海陸的起源》，全面系統(tǒng)地闡述了大陸漂移思想。

這些為日后大地構(gòu)造的“固定論”和“活動(dòng)論”之爭埋?a href="http://www.sihwdk.cn/news/china/2021/0214/4524.html" target="_blank" class="keylink">鋁說薊鶿鰲?br />
而最終解決這一爭論，確立板塊構(gòu)造學(xué)理論，依然是遵循了“觀察—假說—驗(yàn)證”三部曲。

這是福爾摩斯探案和地質(zhì)學(xué)家研究共同遵循的工作程序。

青雖“勝于藍(lán)”，畢竟“出于藍(lán)”，福爾摩斯是永遠(yuǎn)值得地質(zhì)學(xué)家學(xué)習(xí)的。