探索地球化学的未知奥秘——中国地质大学(北京)陈岳龙教授

本刊记者 韩双双

探索地球化学的未知奥秘
——中国地质大学(北京)陈岳龙教授

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，它是地质学与化学、物理学相结合而产生和发展起来的边缘学科。自20世纪70年代中期以来，地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的三大支柱。它的研究范围也从地球扩展到月球和太阳系的其他天体。

地质工作者们用跋山涉水的双腿和百折不挠的毅力，昂然踏遍神州大地的经纬线。那风雨兼程的脚步浸染着岁月的磨砺，那意气风发的脚步涌动着青春的旋律，和着时代强劲搏动的节拍，激情奉献着绚丽的人生，用辛勤与汗水铸就共和国的丰碑。

中国地质大学陈岳龙教授，1962年10月出生于湖南岳阳县。主持的科研项目包括国家自然科学基金(四项)、国家自然科学基金国际合作项目、国土资源部九五重大基础项目三级课题等，在国际SCI刊物及国内核心刊物上、30-33届国际地质大会、AUG西太平洋会议及IGCP430等重要的国际会议上以第一作者共发表论文30多篇……

陈岳龙教授（左起第二）与张国伟院士（左起第三）、张本仁院士(左起第四)等2005年在西安参加国家自然科学基金重点项目讨论会时合影

本刊记者 韩双双

带着对地球化学领域的好奇，我们走近了陈岳龙教授。

记者：地球化学对于大多数人来说，可能感到比较陌生，首先能否请您为我们简单做一科普介绍，地球化学是怎样一门学科呢？

陈岳龙教授：地球化学简而言之是研究地球的化学组成、化学作用、化学演化的一门学科。这些化学组成既包括了元素及化合物，还包括有关元素的同位素，它们构成了地球各圈层复杂的化学体系。

人们常常会问，我们所居住的地球多大了？这个问题是如何解决的呢？地球化学家根据地球上发现的陨石确定地球及太阳系里的其他行星是太阳这颗恒星形成时，将前一代或几代恒星系爆炸产生的尘埃聚集起来形成的。因此，根据球粒陨石、无球粒陨石及其中一些矿物的U-Pb、Sm-Nd等同位素系统的组成，确定出这些陨石的年龄大约为4560Ma(百万年)，因此，地球也应是在此时间形成的。

但地球自其形成后，初期经历了其他天体的大量撞击、地球由尘埃聚集增长的过程也由于内部重力及生热元素(U、Th、K等)的放射性衰变产生的大量热使其发生了分异，构成了以铁-镍合金为主的地核，富镁、铁、氧、硅、钙等元素形成的矿物(橄榄石、卫思思矿、林伍德石、镁方铁矿、钙钛矿、方镁石、辉石等)为主组成地幔岩(上、下地幔成分基本相似，但存在相变)；由于地幔的部分熔融作用产生的岩浆形成地球地壳，在地球地壳中既有直接来自地幔岩浆形成的基性、超基性的火成岩，又有在历次构造运动中由这些岩石在地壳内形成的岩浆岩类、沉积岩类、变质岩类，而这些壳内产生的岩石又不断加入到各次运动中；同时，由于生物与化学作用，在一些海(湖)盆中可形成碳酸盐类、石盐、膏盐、有机质沉积，形成目前我们地表所见到的各类岩石与矿床。这样便形成了目前太阳系中独特的地球地壳。

目前我们见到的非洲、南极、亚洲、澳大利亚、欧洲、北美、南美、印度等大陆，是在2亿4千万年前，从当时的超级大陆-盘古大陆(Pangea)开始裂解所形成的。实际上，地球漫长历史中，类似的超级大陆多次形成，而后又多次裂解，地球科学家研究较清楚的是13亿到9亿5千万年前由格林威尔造山事件形成的罗迪尼亚(Rodinia)超大陆。通过各国科学家的系统研究，证明我国的扬子板块，那时与澳大利亚、美洲的劳伦古陆聚集在一起。由于地球的多次构造运动，目前地球化学家能直接证明残留下来的古老岩石大部分是38亿年前形成的。但在是西澳大利亚的Narryer山与Jack山的一些变质砾岩中通过分选出其中的锆石颗粒进行微区原位U-Pb年龄测定，获得接近44亿的年龄，并且通过与Hf同位素、氧同位素组成相结合，一些学者提出这些锆石所产出的原始岩石应是在地球形成后不久产生的板块构造机制下形成的。我国地质学家在西藏的变质沉积岩石中也发现了41亿年的锆石颗粒。

记者：其在应用中发挥了着怎样的重要作用呢? 能跟我们谈谈您早期的工作吗？

陈岳龙教授：通过地球化学的研究，我们能揭示一些主要的地质运动发生的时间、演化历史，重要矿产的形成与分布规律，地球上曾经发生的灾变事件，地球气候的历史演变；寻找出人类所需要的矿产；对人类所依赖的土壤及由其生产的农作物的研究，能发现土壤中人类所需元素的丰缺状态，有毒有害元素对土壤的污染状态，提出优质农产品种植规划建议。

这些年来，我所从事的地球化学研究，前期进入到地球化学领域时，主要从事花岗岩类地球化学研究，对华北的太古宙花岗岩类研究揭示了冀西北新太古代花岗岩类的存在，较为系统地总结了华北太古宙花岗岩类的地球化学特征，它们均表现出以轻稀土富集、轻-重稀土强烈分馏为特征。对新疆东天山古生代花岗岩类的系统研究，揭示了这些花岗岩的岛弧成因特征，提出岩石成因模拟要同时兼顾主量元素与微量元素，从实验模拟说明酸性源岩的部分熔融所产的熔浆其稀土元素含量较初始组成的低。

对北秦岭-华北克拉通南缘晚古生代-中生代花岩类的研究，说明了此时有来自南秦岭的物质参与北秦岭花岗岩类的形成，它们主体是由新生地壳部分熔融形成的，证明了壳内分馏作用对花岗岩类N d模式年龄的影响程度并更正了国外学者的错误估算公式。扬子克拉通西缘存在的康定杂岩，长期以来一直被当作扬子克拉通最古老组分的代表，在国家自然科学基金的资助下，通过我们从北到南的系统Nd、Pb同位素及锆石U-Pb年龄的研究，证明扬子克拉通西缘以云南元谋为界，以南属于与扬子克拉通主体特征相一致的块体，以北是罗迪尼亚超大陆裂解后于7亿多年前拼贴到扬子克拉通上的增生岛弧。在中国西南云南、四川境内存在广泛分布的三叠纪砂岩，它的物质来源对于认识古特提斯洋的封闭、秦岭造山过程具有重要的理论意义。

通过我们对龙门山、甘孜-松潘晚古生代到三叠纪碎屑沉积岩中碎屑锆石

科 U-Pb年龄及岩石地球化学特征的系统工作，证明这些碎屑物质主要来自扬子克拉通西缘、秦岭造山带，否定了国外学者所提出的华北克拉通来源的物质供给模式，同时揭示出扬子克拉通地壳增生的主要历史，晚古生代峨眉山玄武岩大规模喷发所产生的物质对三叠纪砂岩的形成有明显的贡献作用。

对中国西部另一重要构造结点——青海共和-花石峡晚古生代-三叠纪碎屑沉积岩的研究，说明了祁连、东昆仑、柴达木为共和-花石峡这些沉积岩石提供了主要物质，西秦岭对该沉积盆地没有物质上的贡献。对西秦岭的晚古生代-三叠纪碎屑沉积岩的研究，证明三叠纪以前的物质来源主要是秦岭与扬子克拉通，三叠纪开始有华北克拉通南缘的物质进入到西秦岭沉积盆地中。在碎屑沉积岩的物质来源研究中，我们始终注重创新，以严谨的科学态度考虑问题。过去大量的中外学者，仅仅根据一些判别方程或图解来说明碎屑沉积岩是来自长英质的、镁铁质火成岩或沉积/变质岩的简单生硬判别，通过我们的稀土总量-钠/钾比值图解、钕同位素比例(143Nd/144Nd)与Nd含量关系，从地球化学原理上确定大量的杂砂岩应是长英质、镁铁质、基底组分的三者混合。

我们在执行内蒙古自治区区域成矿规律及重要矿产成矿预测的地球化学综合研究中，由钕同位素组成确定内蒙古中、北部的大量物质是在古亚洲洋的形成与消失过程中形成的，而其南部是在华北克拉通的古老基底上形成的。

陈岳龙 中国地质大学(北京)教授，博士生导师，地球化学专业。1983年毕业于东华理工大学(原华东地质学院)岩石矿物专业，同年考入中国科学院地球化学研究所攻读地球化学专业硕士研究生，1986年11月获理学硕士学位；硕士研究生毕业后在中国科学院地球化学研究所广州分部任研究实习员至1987年8月；随后在中国科学院地球化学研究所继续攻读博士学位，于1990年11月获得理学博士学位；1990年11月起到中国地质大学(北京)地球化学博士后流动站从事研究；1993年4月出站后留中国地质大学(北京)地球科学与资源学院从事地球化学方面的教学与科研工作至今，先后任副教授、教授，期间于1998年11-2001年1月受日本学术振兴会、国家留学基金资助到日本大阪大学任外国人特别研究员与公派访问学者，2005年9月-2006年3月受国家留学基金资助到澳大利亚国立大学、阿德来得大学从事高级访问研究。

在研究与教学过程中，始终注重创新型人才的培养，引导学生独立思考、善于发现科学问题。已毕业博士研究生4名、硕士研究生17名，还有大量的本科生。他们目前均活跃在科研、生产的前线。