張宏福：從秦嶺山中走出的地質學家

張行勇 陳彬

“我是秦嶺大山深處山陽縣漫川關人，多年來一直研究地球巖石圈地幔的形成和演化問題，”中國科學院院士、西北大學教授張宏福開門見山地介紹道，“我是一個離不開大山石頭的地質人。”

1977年，中斷了10年的中國高考制度得以恢復。當時還是一個農家少年的張宏福第一次離開漫川關這個秦尾楚頭的水旱碼頭小鎮，來到70公里外的縣城。

40年后，通過在固體地球科學領域的不斷探索，這位“農家少年”已經成為了我國地幔地球化學領域的學術帶頭人。

“趕上了好時代”

1981年高考結束后，張宏福接到了西北大學地質學系地質學專業的入學通知書。在當地人的眼中，地質隊員堪稱“高收入人群”，也是神秘的有文化的“探寶”人。至于要在地質學系學什么，當時的張宏福完全不知道。

本科畢業后，張宏福考入武漢地質學院北京研究生部。研究生畢業后，他回到母校西北大學。在地質學系任教的6年時間里，他每年跟隨著老教師們出野外，漫山遍野地拉地層剖面、找石油。這一段經歷為他扎實的巖石專業打下了基礎，尤其是出色的辨認巖石的能力，這些都讓他在日后的科研工作中獲益良多。

1998年，張宏福作為訪問學者赴英學成歸國，進入中國科學院地質與地球物理研究所工作。

2010年，西北大學大陸動力學國家重點實驗室進入到發展的關鍵時期，急需一位專長于巖石地球化學研究并了解相應先進測試技術的學術帶頭人。在中國科學院院士張國偉的極力推薦下，經陜西省“百人計劃”支持，張宏福回到他曾經學習、工作過的校園，出任大陸動力學國家重點實驗室常務副主任。

“趕上了好時代。”張宏福常常說自己很幸運，改革開放以來，國家對基礎研究的支持力度越來越大，自己才能得以承擔國家杰出青年科學基金、“百人計劃”等重大或重點項目，全心在一個領域內持續深入地進行研究。

破解“克拉通破壞”之謎

克拉通是大陸主要地質單元。“克拉通”一詞源自希臘語Kratos，意為“強度”。華北克拉通自18億年前形成后，曾長期保持穩定。但是在1億年前，華北陸塊發生了大規模構造變形、強烈的巖漿活動和盆地形成，并伴有大量的金屬和其他資源形成。強烈的地震也成為華北克拉通的重要特征，比如發生在1976年的唐山大地震。

為什么華北克拉通會發生這樣的變化？張宏福渴望尋找到答案。

張宏福和同事推斷，在山東方城周邊可能存在中生代玄武巖。皇天不負有心人，在山東地質七隊隊員的幫助下，他們成功地采集到中生代玄武巖樣品。它的出現證明了中生代是華北巖石圈減薄的關鍵時期。

在華北中生代玄武巖中，張宏福又發現了同位素異常富集現象，說明在中生代華北巖石圈地幔里發生的變化，最終使古生代的克拉通型地幔轉變為中生代富集型地幔，讓原本穩定的古老克拉通不再穩定。

他的研究一步步接近華北克拉通破壞的真相。2005年，他們在山東膠州發現環帶狀地幔橄欖巖捕擄體。這種極其難得的地幔捕擄體，可以看作是橄欖巖正發生變化時被“抓取”到地表上來的。

他通過對地幔捕擄體的Sr-Nd和Re-Os同位素測試發現，大陸巖石圈中的地幔橄欖巖會因和某種熔體反應，性質發生改變；反應徹底的，甚至會轉變為大洋型巖石圈地幔。在系統對比了2160件樣品后，他再次證明橄欖巖—熔體相互作用在全球大陸巖石圈地幔中普遍存在。

最終，張宏福提出，橄欖巖—熔體相互作用是大陸巖石圈地幔組成轉變的主要機制，并最終導致古老克拉通破壞。其間，他與學生率先將非傳統穩定（Li-Fe-Mg）同位素示蹤方法應用到地幔地球化學研究中，推動了該學科的發展。

他通過發現克拉通破壞的本質，提出并論證了克拉通周邊板塊的俯沖碰撞作用造成的熔/流體活動是巖石圈組成轉變的主要外部控制因素。

永葆師者的赤子之心

只要是出野外，張宏福的心情一定會很好，上坡下坎，年輕力壯的學生也追不上他。學生們私下里覺得似乎“老師天生就是干地質的”。

只要是學生真正感興趣的問題，他都會支持學生進行深入研究，哪怕這個問題和自己團隊的研究方向沒有關系。學生實驗失敗，或是被證明研究方向行不通，張宏福總是云淡風輕地說一句：“沒關系，搞科研哪有不失敗的。”并勸慰學生，只要態度認真，即使失敗了也有其科學意義。

多年來，張宏福耗費了大量心力培養學生，構建團隊，共培養了博士后5人、博士7人、碩士8人，其中2人獲得“國家杰出青年科學基金”，2人獲得“國家優秀青年科學基金”，4人獲得“侯德封獎”，1人獲得“金錘獎”。

2017年12月28日，西北大學舉辦2018院士新年論壇。張宏福在“新年新開端、新期盼”的主題報告中表示，將繼續把研究推向深入，追尋探究源自地幔深處的動力。

（本文轉自《中國科學報》）