用化学方法探究地球——记中国地质大学张本仁院士

　　记者瞿凌云 通讯员曹南燕

　　张本仁院士近照。瞿凌云摄

　　作为中国地理和气候的天然分界线，秦岭是如何形成的？这一直是地学界争论的重要难题。

　　此前，有观点认为，秦岭所在的华北板块和扬子板块为同一板块，后断开成洋，洋消失了，两个板块又碰到一起隆起为山，即是今天的秦岭。

　　中国地大张本仁教授结束了这场学术争论。他和其研究集体的研究结论是，华北和扬子是两个不同的古陆块，之间曾隔着洋，后来随着洋壳俯冲消减而碰到一起，隆起形成今天的秦岭。

　　张本仁所用的方法叫地球化学，在此基础上他们发现秦岭地区地壳和地幔的化学成分有着长期和系统的差异，且地壳形成的历史和地幔的化学演化也不相同。他的这一研究成果获得国家自然科学二等奖。

　　张本仁是我国著名的地球化学家之一。地球化学是研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学，与地质学、地球物理学同为固体地球科学的三大支柱。

　　地壳，尤其是深部地壳的化学成分是什么？这既是一个关系到地球如何形成的重大科学问题，又是理解各类矿产资源如何分布所不可缺少的基础。上世纪80年代中期前，此类问题国内尚无人探索过，国外也只有在少数区域进行过此类研究。

　　1987年—1992年，在张本仁的指导下，其博士生高山在秦巴地区开拓了这一方向的研究，后扩大到我国东部九省，并于1998年向国际发表了中国东部大陆上、中、下地壳化学成分和63种元素的丰度（平均含量）数据，引起国际地学界高度重视。

　　该项成果后来成为国家自然科学三等奖的重要组成部分。该数据也被国际地学组织作为建立全球大陆地壳组成地球化学参考模型的主要基础数据来源之一。我国大陆地壳化学成分研究从此在国际上占据重要地位。

　　上世纪90年代末，大别山地区曾发现了一个“异常”的岩石带：它是约相当于200公里地幔深度的岩石，但其化学成分又是地壳表面岩石的化学成分。

　　密度较小的大陆地壳岩层怎会俯冲入地幔？后来形成为超高压变质岩石后又怎样折返回到地壳中来？正像水中漂浮着的木块，没有特别的原因是不会沉入水中的，沉入水中后又怎么突然漂浮于水面？在科学家的眼中，这牵涉大陆是怎样运动的一个科学大问题，一时受到国际地学界的瞩目。

　　对这个问题科学家迄今已提出了多种解释模型，但由于缺少对地壳岩层俯冲和折返过程的边界条件，或者过程在地壳结构中所处位置的了解，很难得出一致的意见。

　　张本仁的研究集体，通过研究大别山地区地壳化学结构，基本查明了其边界条件和位置，这有助于该争论的解决。

　　人物简介

　　张本仁，地球化学家，1929年生，安徽怀远县人。1999年当选为中国科学院院士，现为中国地大教授。

　　他已培养出博士28名、硕士22名、博士后2名。他培养研究生经验的论文曾获我省普通高校优秀教学成果一等奖。已发表科研成果专著5部、文集3本和论文百余篇，代表著有《秦巴岩石圈、构造及成矿规律地球化学研究》等，曾获“李四光地质科学奖”、国家自然科学二、三等奖各1项、教育部科技进步一等奖1项、地矿部科技成果二等奖2项。