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用化学方法探究地球——记地球化学家张本仁院士

发布日期:2009/3/26 15:01:44      来源:      作者:张本仁
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      张本仁地球化学家。男,1929年5月28日生,安徽怀远人, 汉族。中国共产党党员。1948年入中央大学,1952年毕业于南京大学地质系。1956年北京地质学院矿物学专业研究生毕业后留校(现中国地质大学)任教至今。1983年晋升教授和博士生导师。曾任系副主任,地球化学研究所所长,地矿部壳幔体系组成、物质交换及动力学开放研究实验室主任等职务。中国地质学会勘查地球化学专业委员会第一、二、三届委员,中国矿物岩石地球化学学会认识论委员会委员,地矿部地球化学教学指导委员会主任委员。现任中国岩石圈委员会委员,中国地质调查局造山带地质研究中心学术委员会委员,内蒙古自治区人民政府国土资源顾问。
 长期从事地球化学教学与科研。1960年参加北京地质学院地球化学专业的创建,为主要负责人之一。曾主持原地矿部重点攻关课题及国家自然科学基金重大课题7项。在区域岩石圈结构组成、造山带构造分区与发展,以及区域成矿规律等领域地球化学研究方面,均做出开拓创新成果。发表论文100余篇,出版《秦巴岩石圈构造及成矿规律地球化学研究》、《秦岭造山带及大陆动力学》、《秦岭造山带地球化学》、《秦岭—大别—苏鲁地区岩石圈三维化学结构特征》等专著6部、文集3本。成果已被广泛引用。
    获李四光地质科学奖,国家自然科学奖二、三等奖各1项,国家教育部科学技术进步一等奖1项,国家地矿部科技成果二等奖2项,湖北省高校优秀教学成果一等奖1项。被授予全国教育系统劳动模范荣誉称号。
    1999年当选为中国科学院院士。
 
                                             用化学方法探究地球
                                                                    ——记地球化学家张本仁院士
 
    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。
    中国地质大学的张本仁教授,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或板块,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。
    同时,他们还论证和提出秦岭造山运动的动力学模式,表现为扬子板块的裂解和华北板块的增生。
    张本仁应用地球化学学科的理论和方法,通过化学元素和同位素示踪,他们发现秦岭各构造带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,从而得出上述结论。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。20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研究。
    1987年至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。
    20世纪90年代末,大别山地区曾发现一种叫做副高压变质岩构成的特殊岩带。这些岩石是大陆上部岩石经俯冲下插到约相当于200公里地幔深度经变质而形成,然后又折返回到地壳上部,并剥露于地表。
    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,这牵涉到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的严格限定,即对于这一过程在地壳结构中所处位置和地质条件没有足够了解,所以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。

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