古生物學(xué)家理查德·歐文將化石比喻為“地球歷史的書頁”，提供了地球生物演化和環(huán)境變化的直接證據(jù)。
裸露在野外的鈣化木根化石
上世紀(jì)末，因?yàn)橐淮闻既坏囊巴饪疾�，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）焦養(yǎng)泉老師認(rèn)識(shí)到鈾礦資源的重要性，從而組建了盆地鈾資源研究團(tuán)隊(duì)。他從來沒有想到，自己會(huì)在鄂爾多斯盆地這塊神奇的土地上，偶遇鈣化木化石（以下簡稱“鈣化木”）這種罕見的化石，并花費(fèi)十余年的時(shí)間去揭開它的真面目。
對(duì)鈾礦勘查來說，鄂爾多斯盆地鄂爾多斯市東勝區(qū)一帶曾是一片不被看好的土地。在焦養(yǎng)泉團(tuán)隊(duì)和當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)部門合作下，2000年，該地區(qū)獲得砂巖型鈾礦的重大找礦突破，并逐步擴(kuò)大為東勝鈾礦田。
焦養(yǎng)泉在鄂爾多斯市東勝區(qū)一帶發(fā)現(xiàn)鈣化木
為了認(rèn)識(shí)東勝鈾礦田含鈾巖系的基本特征，2001年暑期，中國核工業(yè)地質(zhì)局組織了一次大規(guī)模的野外考察和學(xué)術(shù)交流，焦養(yǎng)泉成為領(lǐng)隊(duì)和主講人之一。在帶隊(duì)考察的過程中，幾塊散落在神山溝溝谷中的植物樹干化石，引起了焦養(yǎng)泉的注意。
自然界中，最常見的植物樹干化石是硅化木，鈣化木比較罕見。由于當(dāng)時(shí)時(shí)間緊迫，焦養(yǎng)泉沒有來得及仔細(xì)研究這些化石究竟是硅化木還是鈣化木。帶著疑問，2002年暑期，他帶領(lǐng)一批學(xué)生專程前往神山溝，經(jīng)過反復(fù)研究，才確定這些植物樹干化石正是少見的鈣化木。
經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)，由于侏羅紀(jì)時(shí)期洪水的泛濫，大樹的樹冠首先從根部折斷，它的樹木主干被裹挾到河床深部堆積下來，呈水平定向排列，直徑在幾厘米到上百厘米不等，最長可達(dá)幾十米。葉片被帶到更遠(yuǎn)的下游或盆地中沉積下來，而樹根則被保留在原地，呈原地直立狀態(tài)。隨著樹木主干和根逐漸被埋藏，植物纖維經(jīng)歷了氧化作用，有機(jī)質(zhì)被逐漸分解，僅僅保留了植物主干或根的外形。當(dāng)?shù)叵滤缓趸钑r(shí)，這些樹干或根就容易發(fā)生硅質(zhì)膠結(jié)作用而形成硅化木；如果是富含碳酸鹽的地下水，這些樹干或根的部位則易于發(fā)生鈣質(zhì)膠結(jié)作用而形成鈣化木。
焦養(yǎng)泉在逸夫博物館深情凝望著鈣化木標(biāo)本
鈣化木的母質(zhì)是植物有機(jī)質(zhì)，當(dāng)氣候適宜植物大量繁衍聚集時(shí)，則能為煤層的形成奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，有些植物死亡后還可以充當(dāng)天然氣和石油的母質(zhì)。植物死亡后有兩條演化途徑，一種是持續(xù)地還原埋藏環(huán)境（缺氧環(huán)境），它們就向煤炭、石油或天然氣方向演化。而當(dāng)處于氧化環(huán)境時(shí)，則有利于鈣化木或硅化木的形成。
無論是煤炭、天燃?xì)�，還是鈣化木或硅化木，它們都能成為研究當(dāng)?shù)厣顣r(shí)古氣候和沉積環(huán)境的地質(zhì)依據(jù)。東勝區(qū)一帶鈣化木化石的廣泛存在說明，在侏羅紀(jì)時(shí)期，當(dāng)?shù)卣幱跍貪駳夂�，植被相�?dāng)發(fā)育，但這些植被死亡被埋藏后都經(jīng)歷了氧化作用，植物有機(jī)質(zhì)喪失，被鈣質(zhì)膠結(jié)成為鈣化木。在這些鈣化木產(chǎn)出層的下部，就蘊(yùn)藏著世界級(jí)規(guī)模的砂巖型鈾礦床。
大學(xué)時(shí)代的焦養(yǎng)泉（前排右二）和同學(xué)在周口店實(shí)習(xí)基地
20多年來，焦養(yǎng)泉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在砂巖型鈾礦勘查領(lǐng)域艱苦探索，先后在吐哈盆地、鄂爾多斯盆地、二連盆地、松遼盆地、巴音戈壁盆地、伊犁盆地、塔里木盆地、十萬大山盆地、金雞盆地開展了一系列偏重鈾礦勘查應(yīng)用的基礎(chǔ)科學(xué)研究，創(chuàng)建了“鈾儲(chǔ)層沉積學(xué)”理論技術(shù)體系。在數(shù)個(gè)萬噸級(jí)至十萬噸級(jí)的砂巖型鈾礦床（田）的勘查預(yù)測(cè)和系列找礦突破行動(dòng)中取得了突破性成果，他悉心培養(yǎng)的研究生，成為核工業(yè)地質(zhì)系統(tǒng)及其相關(guān)領(lǐng)域的佼佼者，被業(yè)界譽(yù)為“產(chǎn)學(xué)研”合作的典范。2019年，他獲評(píng)“全國模范教師”。2022年中國地質(zhì)大學(xué)70年校慶前夕，他將精心收藏的鈣化木標(biāo)本捐贈(zèng)給中國地質(zhì)大學(xué)逸夫博物館。2023年，他帶領(lǐng)的礦產(chǎn)勘查教師團(tuán)隊(duì)入選并隨后被認(rèn)定為第三批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”。
鈣化木歷經(jīng)數(shù)億年而不朽，不懼風(fēng)霜雨雪、電閃雷鳴，以一種倔強(qiáng)的姿態(tài)存在于天地間。敢于“上天入地、下海登極”的地大人，也正行進(jìn)于自然間，探索著生命生生不息的密碼。
焦養(yǎng)泉簡介：焦養(yǎng)泉，1963年出生，陜西韓城人，中共黨員，1986年獲武漢地質(zhì)學(xué)院學(xué)士學(xué)位，1993年獲碩士學(xué)位，2001年獲中國地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位。2019年獲評(píng)“全國模范教師”，2023年獲評(píng)“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)人。
撰稿人：徐燕 焦養(yǎng)泉
