以基础研究推动生产发展——记长安大学地球科学与资源学院副教授杨秀清

卫婷婷

杨秀清参加第十五届全国矿床会议

“大漠孤烟”“白草黄云”“春风不度”……自古以来，我国西北地区都以荒凉、艰苦的荒原景象深入人心。但这片土地上，蕴藏着丰富的石油、煤炭、天然气、镍、铂、钾盐等矿产资源，吸引了我国数以千万计的有志青年投身其中。从西北地区走入首都北京，又从北京返回故乡，多年来，长安大学地球科学与资源学院副教授杨秀清始终牵挂着家乡的建设发展，他立足国家重大需求，致力于以自身所学矿物学、岩石学、矿床学知识，推动解决生产实践问题。

以兴趣为驱动，以家国为己任

创建于1939年的西北大学地质学系是我国建系较早、历史悠久的综合性大学地质学系之一，历来以其雄厚的实力和强大的师资吸引了众多学子前往求学。杨秀清便是慕名前来的学子之一。

母校对杨秀清的影响积极而深远，这里记录了他丰富多彩的理论学习和野外实习生涯，开启了他对地质学的兴趣与热爱，为他后来的科研之旅打下了坚实的基础。他说：“最初我不太了解什么是地质学，没想到接触之后很惊喜地发现地质学并不是单纯课本上的东西，它和野外考察的实际结合非常紧密，是一项很有趣很实用的学科。”

自本科时起，杨秀清一年中总有那么一两个月的时间在跑野外，有利用周末进行的短途考察，也有利用暑假进行的长途考察。十余年过去，他印象最深的一次野外考察经历仍要数大三时那一次从陕北到陕南的“大剖面实习”。在以往的学习中，杨秀清虽然理论基础扎实，成绩优异，却总觉得自身对学科知识掌握得还不够牢固——从课本上学来的知识虽然系统，但对整个大自然来说，仍然是零散的、片面的，尤其是他所学的内容跨越了几十亿年的时间尺度，需要极强的想象力，不见到真实的地质情况，难免让人心里“不踏实”。直到在大三的这次实习中，杨秀清从陕北延安出发，翻越秦岭，一直抵达位于陕南地区的商洛市镇安县。沿途自然风貌的变幻多姿让人心神迷醉，其背后地质变迁的神奇奥妙也让人倍感震撼。一路走来，陕北到陕南不同的地层和三大岩类刚好和课本上的理论一一对应，一下子就打破了杨秀清原本那种“雾里看花”的感觉，使之对地质学的学习更加得心应手起来。

由于长期和学长保持着关于地质学和人生选择方面的交流，杨秀清从他们的口中看到了更为广阔的天地并心生向往，于是持续攀登成了他的必然选择。2010年秋季，杨秀清顺利考入中国地质大学（北京）矿物学、岩石学、矿床学专业，跟随中国地质大学（北京）和中国地质科学院的两位导师正式踏上了科研之旅。这一时期，杨秀清基本上掌握了科研的基础技能，如课题的思维切入、文献如何阅读、文章怎样写、实验如何做等。其间，他先后参与了包括国家“973项目”在内的两项课题研究，都与铁矿的成因类型和成矿规律等研究有关。

杨秀清之所以选择铁矿研究，一方面是基于个人兴趣，另一方面也是面向国家重大需求。铁矿是我国紧缺的战略性矿产资源之一，多年来我国铁矿石的对外依存度一直处于居高不下的状态，近几年更是频频面临“卡脖子”困境。而铁建造是我国最重要的铁矿资源类型之一，存在巨大的找矿潜力。矿产预测主要分区域矿产预测和勘查区找矿预测，不同的地质时期，在类似的地质条件下，可以形成同类型的铁矿床；在不同的地质时期和构造运动期，占主导地位的铁矿床类型则是不同的。对于这类不同矿种和成矿类型的矿集区，需要深入了解地质运动深部过程、成矿作用及时空规律。

从硕士时期的鞍山—本溪地区铁矿研究到博士时期的镜铁山铁矿研究，再到如今聚焦的沉积矿床及古海洋环境研究，杨秀清扎根在铁矿研究当中至今已有十余载。其间，每年的暑假依然是他进行野外考察的黄金时期——以前是跟着老师，现在是带领学生。很多人都难免好奇：“暑假不能享受假期，反倒要带学生、做研究，不累吗？”杨秀清是这样回答的：“对于我们地质人来说，跑野外就是一种享受，就是一种乐趣。面对壮阔的大自然美景，人的心胸也会十分开阔，很多科研灵感也悄然而至。途中既增长了见闻，又锻炼了身体，没有比这更好的劳逸结合的方式了。”

多年来，杨秀清先后围绕不同时代、不同地区的共计60余处铁矿开展了大量野外地质考察和研究。这些铁矿有太古宙的、元古宙的，也有显生宙的（时代跨越20多亿年）；有东北的、西北的、华南的……它们或埋藏在深山中，或沉睡在荒原上。通往这里的道路崎岖而荒凉，但奔赴这里的人却始终满怀激情与热血。

打破传统认知，解决实践难题

时间拨回2016年，杨秀清获得北京大学矿物学、岩石学、矿床学专业博士学位，并于同年进入长安大学地球科学与资源学院工作。

长安大学地球科学与资源学院是以地质学和资源勘查工程为特色的基础性研究型学院，地质学、资源勘查工程、矿物加工工程为其传统的优势学科。依托学校平台和领导、前辈的支持，杨秀清基于自身此前研究积累，很快申请到了他的第一个独立课题——中国博士后科学基金面上资助。

“我博士期间主要在镜铁山铁矿开展典型矿床研究，它属于铁建造型铁矿。我们知道赤铁矿一般是三价的，它和二价菱铁矿的沉积环境差别很大，通常情况下是不可能大量共生的。但是后来我发现，在镜铁山铁矿中，这种三价的赤铁矿和二价的菱铁矿竟然是共存的，跟我们常规认识相比非常矛盾。”这种矛盾现象引起了杨秀清的极大兴趣，于是他首先在野外对矿石及其产出特征进行了观察，采集和磨制了一些矿石标本放在显微镜下观察，然后结合矿物学、地球化学和同位素研究开始探寻三价赤铁矿和二价菱铁矿之所以能够共存的缘由。

随着研究进一步深入，杨秀清先后承担了国家自然科学基金项目和中国博士后特别资助等十余项科研项目。他的研究表明：镜铁山铁建造型铁矿形成于13亿年前后，为强烈海底热液上涌到氧化还原界面附近沉积形成，填补了元古宙中期铁建造缺失的空白；提出13亿年前后为氧化还原分层海洋，海水表层氧化，深部缺氧、富铁，突破了传统认识。基于这一新成矿理论研究，杨秀清进一步明确了镜铁山铁矿找矿思路，并成功预测了找矿靶区，缓解了镜铁山铁矿后备资源严重不足的问题。

杨秀清在利兹大学Cohen地球化学实验室做实验

此外，杨秀创新性地将西天山地区海相火山岩型铁矿划分为海相火山岩型磁铁矿矿床和海相火山岩型赤铁矿矿床，率先研究表明西天山海相火山岩型赤铁矿矿床为晚石炭世罕见的铁建造。他将这一认识撰写论文投稿到矿床学领域期刊《经济地质学》（Economic Geology）上，得到了主编和审稿人的一致认可。随后，杨秀清和耶鲁大学学者合作，继续对这些铁矿形成的古海洋环境开展了深入研究，成果发表于地球化学领域期刊《地球化学与宇宙化学学报》（Geochimica et Cosmochimica Acta）。要知道，此前国内外通常认为铁建造形成于前寒武纪，而杨秀清的研究则证实了显生宙也可以形成建造，不仅拓展了铁建造形成时代，还丰富了建造成矿理论，为早古生代出现缺氧、铁化海洋提供了直接证据。

迄今为止，杨秀清围绕国家重大需求，聚焦国际前沿热点，在沉积矿床和古海洋环境研究领域收获了累累硕果。数十年间相继发表学术论文60余篇，其中第一作者论文20余篇，合作出版专著2部；荣获程裕淇优秀学位论文奖（2016年）、“2019年矿业、石油及安全工程领域优秀青年科技人才”提名奖，入选《2020年度中国博士后科学基金资助者选介》（全国每年100名），获得长安大学“长安学者”青年学术骨干、长安大学先进科研工作者等诸多奖项和荣誉。对他而言，这些荣誉既是认可，也是鼓励。在地质研究的征途中，还有更多科学真理等着他去探索，在建设家乡和祖国的道路上，也还有更多难题等着他去解决。未来，远不止此。