院士风采 张宏福：破解大陆演化的奥秘

本报记者 张梅

我将更多关注秦岭地区的工作。在人才团队建设和培养上，我也将尽力发挥自己的价值。还有最重要一点，今后我还要扎根西大，为地质学科服务。——张宏福 11月28日，中国科学院公布2017年新当选院士名单，西北大学地质学系张宏福教授当选中国科学院院士。

地球科学艰深复杂，研究条件艰苦，难出成果。多年来，张宏福深耕地球科学领域，取得了一系列原创性的研究成果。他长期从事大陆岩石圈地幔和下地壳研究，以深源岩石及其捕虏体为对象，探索地幔与地壳、软流圈与岩石圈相互作用的内在机理和外部因素，揭示了大陆岩石圈的演化过程，在大陆深部物质和能量交换的内在机理、外部控制因素、非传统稳定同位素3个方面的研究中取得系统创新性学术成就。在研究中，他坚持理论创新与实验技术研发相结合，率先将非传统稳定同位素应用于地幔地球化学研究中，开辟了岩石圈地幔演化研究新途径，在地幔地球化学领域取得了多项创新性成果，推动了学科的发展。

大陆的演化是地球科学的根本性重大科学问题。我国大陆的独特性使其成为研究大陆演化的理想地区。我国东部地区显生宙时期强烈的岩浆活动、岩石圈的巨厚减薄，甚至含能源盆地的形成都是壳幔物质交换的结果。然而，引起如此强烈壳幔物质交换的深层原因一直是困扰着地球科学家们的难题。

大陆内部古老的岩石，记录着地球的早期形成和演化。科学家们从这些岩石入手，利用现代科学手段和方法，揭示大陆的形成与演化规律。多年来，张宏福通过对深源岩石及其捕虏体的跨时代、跨区域对比研究，创新性提出并系统论证了橄榄岩—熔体相互作用是大陆深部物质和能量交换的内在机理。他通过橄榄岩Sr-Nd和Re-Os同位素研究，揭示了华北岩石圈地幔显生宙以来经历了2次重大转变：先从古生代典型克拉通型转变为中生代富集型地幔，再转变为晚中生代以来大洋型地幔。在这个过程中，他将华北与全球克拉通（大陆地壳上长期稳定的构造单元，即大陆地壳中长期不受造山运动影响，只受造陆运动发生过变形的相对稳定部分，常与造山带对应）的2100余件样品系统对比，证明橄榄岩—熔体相互作用在全球大陆岩石圈地幔中普遍存在，并根据同位素的变化，揭示出不同地区相互作用程度的差异。值得一提的是，张宏福通过一套珍贵的具有环带状结构的橄榄岩样品，直接从岩石学上证明了橄榄岩—熔体相互作用是导致大陆岩石圈组成转变的内在机理。

大陆由稳定的克拉通和相对活动的造山带构成。大规模熔体活动造成的岩石圈组成和性质的变化是稳定克拉通被破坏的根本原因。但是，熔体来自哪里？是什么原因引起的？这些问题令科学家们费解。

张宏福以岩石学记录的构造事件为切入点，发现克拉通的破坏与周边造山带的形成和演化密切相关，率先提出并论证了克拉通周边板块的俯冲和碰撞作用造成的熔/流体活动是克拉通深部物质和能量交换的一级外部控制因素。通过研究，他发现全球古老克拉通周缘造山带的持续活动引起的大规模熔体上侵是克拉通破坏的关键。当熔体活动较弱时，难以造成克拉通实质性破坏，比如南非Kaapvaal和加拿大Slave克拉通。地幔交代作用是地球内部的一种化学变化，是当前地学研究的热点和难点。张宏福通过大量研究证据，揭示了大量的软流圈熔体与古老方辉橄榄岩反应能够形成相对年轻的二辉橄榄岩的事实，改变了科学界对地幔交代作用的传统认识。

非传统稳定同位素（Li-Fe-Mg）是近年来新兴的同位素示踪方法，张宏福开拓性地将其应用于大陆岩石圈演化研究中，开拓了大陆研究的新领域，培养了一批同位素（Li-Fe-Mg）青年研究人员。

多年来，甘坐冷板凳的张宏福，在基础研究领域收获颇丰。据统计，他取得多项研究成果并发表论文189篇，其中SCI收录152篇。论文被SCI引用5731次，H-index（一种评价学术成就的新方法）指数为38，是地球科学领域的高引用率论文作者。由于在地学研究领域成绩突出，张宏福被国际著名期刊Lithos和Gondwana Research特邀编辑2部专辑。

未来，张宏福和他的团队还将继续钻研，破解更多地球科学的奥秘。

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