张招崇：做科研要“衣带渐宽终不悔”

王涵

富铁矿是我国最紧缺的大宗矿产资源之一，长期以来对外依存度居高不下，对国家经济安全构成了潜在的严重威胁。立足国内，发现和探明一批大型富铁矿，从20世纪50年代开始，就一直是中国地质界迫在眉睫的重大任务。

依托国家原“973”项目“我国富铁矿形成机制与预测研究”，以中国地质大学（北京）教授、博士生导师张招崇为首席科学家的地质科研团队，从2012年至今始终致力于富铁矿成矿创新研究和立足于中国地质条件的富铁矿技术与方法创新，在富铁矿的理论和实践研究中取得了丰硕的成果。“我国富铁矿成矿理论创新与实践”项目最终获得2019年度国土资源科学技术奖一等奖。

在精细解剖我国最具找矿潜力的沉积变质型、火山岩型、矽卡岩型、岩浆型富铁矿床和矿集区的基础上，张招崇和团队构建了新的“多期次-多阶段復合叠加-改造”的富铁矿成矿模式，建立了“地质-地球物理”三维模型，改进了低缓重磁异常和弱信息识别提取勘查技术方法，预测了一批铁矿找矿靶区的铁矿及富铁矿资源量，为中国在富铁矿找矿理论、方法及预测上提供了重要的科技支撑。

2019年10月27日，中国地质学会在北京组织以中国工程院院士、中国地质科学院原院长陈毓川为主任的专家组对该项目进行鉴定，9位专家组成员一致认为，张招崇和团队的创新研究达到国际先进水平，尤其在富铁矿成矿机制研究上达到国际领先水平。

30多年的科研之路，张招崇在岩浆岩岩石学、地幔柱与成矿等领域默默耕耘，并引领着自己的团队和学生一路攀登。他认为，科研工作贵在持之以恒，要“衣带渐宽终不悔”，不惜“为伊消得人憔悴”。

形势紧迫富铁矿储备一度受制于人

富铁矿的对外依存度高，在10年前体现得尤为明显。2011年，由于对比2010年的价格继续上涨，国家在购买铁矿石上要多花费1000亿元。

“这个量是非常恐怖的，一直这样，国家就会很被动。长远来看，我们还是要自己找富铁矿。”张招崇说，这只是近几十年来中国在铁矿石领域受制于人的一个极端写照。事实上，从20世纪五六十年代至今，尽管中国矿藏资源丰富，能源探索中不断有新的发现，但在富铁矿上，却始终摸黑前行。中国亟须在富铁矿领域取得探索性、发现性的突破，找到产量够大、能够平衡国际铁矿价格的富铁矿。

国外85%以上的富铁矿来自条带状铁建造（简称BIF）经风化淋滤形成的赤铁富矿，但是我国20世纪80年代以前的两次全国性大规模铁矿研究和勘查表明，我国大陆由于长期受古亚洲构造域、太平洋构造域和特提斯构造域的影响具有特殊的活动性，并发生了多期次的构造岩浆活动，因而不利于这类富铁矿的形成。

究竟我国富铁矿成矿潜力如何？应该寻找什么类型的富铁矿？最有效的技术方法是什么？在富铁矿领域，富铁矿的成矿理论和找矿预测方法创新是取得找矿重大突破的关键，也是国内地质科研界亟须攻克的重大科技问题。

2011年申请、2012年启动的国家原“973”项目“我国富铁矿形成机制与预测研究”试图用5年的时间回答这些问题，打破我国富铁矿研究数十年来没有重大突破的“魔咒”。

富铁矿的成矿理论很难突破，这在20世纪全国性的“铁矿会战”中就已经被多次证实。国内对富铁矿的成矿理论研究多次气馁，这一项目饱受质疑。

瞄准国家急需的大型富铁矿，国家原“973”科研组立足4种重要铁矿床类型——沉积变质型、矽卡岩型、火山岩型和岩浆型进行研究，针对关键科学问题，选择以鞍本、冀东、邯邢、长江中下游、天山、阿尔泰、攀西地区等大型矿集区及其典型矿床为重点解剖对象，以揭示富铁矿的形成条件和关键因素。

打破魔咒富铁矿成矿理论实现突破

从2012年开始，科研团队经过长达5年的研究，揭示了重大地质事件对铁巨量堆积的控制机理及富铁矿形成机制，丰富和发展了富铁矿成矿理论。

沉积变质型铁矿是全球铁的主要来源，也是富铁矿的主要来源，我国铁也主要来自该类铁矿。但和全球富铁矿类型不同的是，我国该类富铁矿比较少。科研组通过分析，提出该类富铁矿少主要是与我国构造岩浆活动强烈的地质背景有关，但是另一方面这样的背景也为与构造-岩浆活动有关的富铁矿的形成创造了有利条件。

研究表明，沉积变质型、矽卡岩型、火山岩型及岩浆型4种类型富铁矿均经历了多期次-多阶段复合叠加-改造的成矿过程，沉积变质型铁矿是时代相差很大的成矿作用叠加改造形成，而与岩浆-热液有关的矽卡岩型、火山岩型和岩浆型富铁矿则是同一构造-岩浆活动期中，在岩浆热源和构造应力的驱动下成矿岩浆/热液多次叠加作用的结果。

他们进而论证了世界最大的沉积变质型磁铁富矿——辽宁弓长岭富铁矿是贫铁矿发生“去硅富铁”形成，与区域变质或混合岩化无关，并据此建立了新的成矿模式；与此同时，在我国最大的富铁矿——海南石碌富铁矿的研究中，他们论证认为，其是“变质变形+热液叠加改造去杂富铁”形成，据此建立了1075-840Ma原始沉积、560-450Ma变质改造、260Ma热液叠加、130-90Ma退化变质四阶段成矿新模式。

对于岩浆型富铁矿，科研团队也提出了新的成因模式：攀枝花式富铁矿是富铁母岩浆通过分离结晶作用+岩浆流动分异及多次岩浆补充形成，而大庙式富铁矿则是不混熔作用+分离结晶作用+热液改造形成，而非纯磁铁矿浆形成。

在针对长江中下游大冶和宁芜地区、华北克拉通邯邢和莱芜地区的矽卡岩型和陆相火山岩型铁矿床，以及西天山和阿尔泰等地的海相火山型铁矿床中的流体包裹体系统进行研究后，科研团队又提出高温高浓度富铁流体出溶、磁铁矿结构再平衡与多期次流体交代富集是矽卡岩型和火山岩型富铁矿的关键因素，并由此建立了岩浆-热液矿床多阶段的复合-叠加改造形成富铁矿成矿模式，为富铁矿找矿奠定了重要的理论基础。

成功应用未来仍要长期攻关

通过对沉积变质型、矽卡岩型、火山岩型和岩浆型铁矿典型富铁矿床与矿集区的系统研究，探讨不同地质历史时期和不同地质背景中铁矿富集机理，特别是大型富铁矿的形成条件和形成过程，张招崇和他的科研团队逐步创新和完善了富铁矿成矿理论。

在理论创新的基础上，他们最终建立了低缓重磁异常提取和弱信息评价的理论模型及大比例尺定位预测模型，开展靶区圈定和深部矿体定位预测研究，推动快速发现一批富铁矿床。

一直以来，地球物理方法，尤其是磁法，是寻找隐伏铁矿特别是深部铁矿的最重要和最有效的手段。然而，针对隐伏铁矿、特别是对深部铁矿引起的弱异常信息进行识别和提取，却仍是需要攻克的难题。

科研团队在成矿理论研究基础上，不仅提出并建立了磁总场及其三方位梯度联合反演方法及方程，编制了三维自动反演程序，大幅提高了铁矿磁法勘探的反演质量，还构建了空-地-井全空间重磁法多参量联合反演方法和理论方程，基于交叉梯度法，利用航磁、地磁、重力数据、测井数据，结合物性参数，实现了针对同源地质体全空间多参数限定下的联合反演，反演精度更为精确。

理论和预测研究取得重大突破后，项目科研团队迅速投入实践，提出我国富铁矿新的找矿方向，圈定找矿有利区，推动找矿取得重大突破。研究成果认为，我国今后富铁矿应主攻海相火山岩型、沉积变质型和岩浆型，并指出了找矿有利地区，为富铁矿的找矿部署提供了重要参考依据。

如今，创新理论和方法已经在新疆西天山地区查干诺尔-哈尔嘎嘎林恩一带圈定了1个有望达到亿吨级富铁矿的远景区和2个找矿靶区，在四川攀西地区圈定了15个找矿靶区，预测富铁矿矿石资源量28亿吨。令人欣喜的是，成果也已经在海南石碌、新疆西天山、冀东等地区勘查中得到验证，找矿效果显著，潜在经济效益巨大。

业内专家认为，这一成果是20世纪70年代铁矿会战以来，富铁矿研究领域取得的又一重大成果，具有重大科学意义和实际意义。

近年来，以张招崇为首席科学家的科研团队已经陆续在Economic Geology、Mineralium Deposita等国内外矿床学领域国际权威学术期刊上发表了222篇高水平学术论文，SCI他引1725次，显著提升了我国在富铁矿成矿理论方面的国际影响力。

事实上，到2016年该项目结束后，科研组一直未停止探索。“因为5年时间还是不够，我们需要长期地做这件事。虽然近几年来，铁矿石价格没那么高了，但是我们仍然需要为改变我国大量铁矿依赖进口的现状而努力。”张招崇说。

精神传承做科研要“衣带渐宽终不悔”

“我国富铁矿形成机制与预测研究”项目，不仅在理论和实践中获得了丰硕成果和应用价值，同时也培养了包括国家杰出青年科学基金获得者、中组部“万人计划”科技创新领军人才在内的一批高层次创新人才和科研团队。

张招崇说，团队正是传承了老一辈科学家坚韧不拔、持之以恒的精神，才能取得丰硕的成果。

20世纪60年代出生于浙江的张招崇，仿佛从小就与大山结下不解之缘，他长大的地方，就在一个海拔600米的山上。尽管家境贫穷，但他却一直成绩优异，尤其对数学充满了兴趣。高考时，他的数学拿到了最高分，并以优异的成绩被北京大学录取。“我原本希望学习数学专业，是被调剂到了地质学。但是学习了地质学之后，我想，或许这里是我最好的归宿。”

事实上，他在数学上的天赋，也为他在未来几十年的地质科研中，奠定了非常重要的基础。

刚开始学地质，张招崇觉得“很难学”，后来，他逐渐将科学思维方法应用到地质学的学习中，找到了地质学的“内涵”所在。直至今日，他仍不断告诉自己的学生们，学地质学，不能靠死记硬背，而是应该学会充分挖掘逻辑思维能力，自己去思考地质现象，并从中找到乐趣。在多年的科学研究中，张招崇拥有自己独特、创新又严谨的逻辑思维能力，并将他的逻辑思维很好地应用到地质课程的讲解中，受到了学生的喜爱，许多学生慕名选择他的课程。

经过北京大学本科四年的地质学习之后，张招崇在中国地质科学院攻读研究生，于1989年获得硕士学位，此后留任助理研究员，并于1995年获得中国地质科学院博士学位。张招崇的硕、博导师是李兆鼐研究员，导师对科研的刻苦及对名利的淡泊给了他很深的触动，导师告诉他，“做科研必须耐得住寂寞”，这句话对他有着极大的影响。

如今，每当有学生找到张招崇说希望跟着他做研究时，他都会告诉对方先问问自己，是否可以经受得住外界的诱惑，是否可以坚定自己对科研的信念。

有一次，他在岩石中选出了自然金（黄金），为了确保黄金是从岩石本身中来的，他花了数月时间，对岩石进行切片观察，由于岩石中析出黄金的概率极低，他一度打算放弃，但严谨的科研精神、“不甘心”的念头促使他坚持了下来，最终在岩石薄片中发现了黄金。

他说，地质科研人可以看到许多不一样的风景，到达许多没有开发的、原生态的地方。然而，荒无人烟，意味着有着更大的艰辛和危险，跋山涉水、扎营住帐篷……他曾连续趟过几十条河，曾经在高海拔地区爬上1800米高的山峰。在长达30年的科研道路上，张招崇一直默默耕耘，却不断结出科研硕果，履历上列着20多个国家级的科技攻关项目。

张招崇常常引用王国维的诗来解析科研人必须经历的三重境界。他说，第一重境界是“昨夜西风凋碧树，独上高楼，望尽天涯路”；而第二重境界，则是“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴”。只有经历了一、二重，最终才能达到第三重境界——“众里寻他千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处。”

张招崇说，做科研要登高望远、看准一个方向，选准了方向就必须“衣带渐宽终不悔”，要刻苦追求、无怨无悔。“努力不一定有回报，‘那人却在灯火阑珊处，可能就差那么一点了，你还要继续下去，坚持下去。”

专家简介

张招崇，1965年7月生，中国地质大学（北京）教授、博士生导师。国家杰出青年基金获得者，国家原“973”项目“我国富铁矿成矿机制与预测研究”首席科学家，该项目獲得2019年度国土资源科学技术奖一等奖。

1986年毕业于北京大学地质系获学士学位，1989年和1995年毕业于中国地质科学院研究生部获硕士和博士学位，他的主要研究方向为岩浆作用与资源环境效应，教授晶体光学、岩浆岩岩石学、地幔柱与成矿等课程。

至今发表论文360余篇，其中以第一作者或通讯作者发表国际SCI论文80余篇，包括Journal of Petrology、Earth and Planetary Science Letters、American Mineralogist、Economic Geology、Geochimica et Cosmochimica Acta等国际知名刊物。

张招崇同时还担任国际矿床学著名刊物Ore Geology Reviews副主编，国内核心期刊《地质学报》《岩石矿物学杂志》《现代地质》副主编、中国矿物岩石地球化学学会地球内部与化学专业委员会副主任、中国灾害防御协会火山专业委员会委员、自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室客座研究员等职务。

2003年，入选自然资源部百人优秀青年科技人才计划；2004年入选教育部新世纪人才计划；2013年，他又入选“新世纪百千万人才国家级人选”及国土资源高层次创新型人才培养工程——科技领军人才开发和培养计划。张招崇曾获黄汲清青年地质科学技术奖、侯德封矿物岩石地球化学青年科学家奖，曾获4项国土资源科技成果奖二等奖，被评为全国优秀教师、全国优秀科技工作者、有突出贡献中青年专家，享受国务院政府特殊津贴。