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國家傑出青年科學基金項目是我國自然科學界公認含金量較高的科研項目，主要支持在基礎研究方面已取得突出成績的青年學者自主選擇研究方向開展創新性研究，其評審過程十分嚴格，平均資助率不超過10%，在今年正式資助的198個項目中，地球科學部只有21個名額。獲得其資助，一方面意味著對申報科學家以往科學成就，以及他本人、所在團隊和單位科研能力的認可;另一方面，則顯示了申報項目在地學研究領域的前沿性。
那麼，基金支持的「晚前寒武紀大地構造」研究將解決怎樣的地學問題?
簡單地說，就是尋找晚前寒武紀大陸裂解的記錄，揭示哥倫比亞超大陸的裂解過程及深部動力學背景，探討其對成礦及古環境演變的意義。
哥倫比亞大陸是目前認為地球歷史上最為古老的超大陸。在地球漫長的演化過程中，至少形成了3個超大陸，包括20億~13億年的哥倫比亞超大陸、12億~7億年的羅迪尼亞超大陸和3億年以來的潘吉亞大陸。
眾所周知，前寒武紀是地球形成與演化史上最為漫長的一個地質時代。在地球近46億年的歷史中，距今5.42億年是一個重要的分水嶺，從那時起，地球出現了大量的生物，因而那以後的時段，通稱為顯生宙，而顯生宙的第一個地質時代，就是寒武紀。寒武紀之前的漫長地質時期被人們稱為前寒武紀。前寒武紀地質學研究的就是比寒武紀更古老的約40 億年漫長的地球演化歷史。地球大陸的80%～90%以上，是在前寒武紀形成的，並且賦存著豐富的礦產資源。因此，解讀前寒武紀的地質歷史，對人們進一步認識地球、利用地球、保護地球，有著十分重要的意義。
顯生宙，即寒武紀以來，超大陸重建、裂解的標誌非常多，所以科學界也對此認識得比較清楚，但在時間更加久遠的前寒武紀時期，由於沒有繁榮生物世界遺留下的豐富化石，更沒有人類社會的燦爛文明，加上地殼多次巨變對地表地質記錄翻天覆地的改造，可供人們尋找歷史真相的信息便極為稀少，因而不同科學家對重建及裂解過程爭議很大。因此，地質歷史時期以大規模基性巖漿活動為代表的大火成巖省及大陸邊緣裂谷沉積，在超大陸裂解及重建研究中具有非常重要的意義。
張拴宏認為，「顯生宙潘吉亞超大陸裂解的記錄對於認識晚前寒武紀大陸裂解的過程有非常重要的參考意義，是認識晚前寒武紀大陸裂解的金鑰匙，而關鍵的 「地質密碼」之一就是華北克拉通北部的燕遼大火成巖省。
哥倫比亞超大陸是由20億~18.5億年的造山帶將太古宙克拉通匯聚在一起而形成的一個元古宙的超大陸，這一超大陸在14億~12億年期間發生了裂解並逐漸轉化為羅迪尼亞超大陸。
作為全球最為古老的克拉通之一，華北克拉通長期被認為在距今16億~3億年期間非常穩定，自然也很少有人聯想到它與哥倫比亞超大陸的裂解有什麼關係。
然而，張拴宏等人的研究，恰恰將華北克拉通與哥倫比亞超大陸裂解聯繫在了一起。
早在2001~2002年，張拴宏與同事在野外工作中便發現：承德地區中元古代下馬嶺組內存在3~4層輝綠巖床，可穩定延伸上百公裡，但在更新的地層中卻沒有。這種產出關係與前人主要認為這些巖床形成於中生代的認識是矛盾的。而後，通過系統的斜鋯石測年及多年持續不斷的野外地質調查及室內分析實驗研究，張拴宏等人確定在華北克拉通北部燕遼地區存在一個距今13.2億年左右的基性大火成巖省，並將其命名為「燕遼大火成巖省」。
更為重要的是，燕遼基性大火成巖省在形成時代、產狀、巖性組成及地球化學特徵方面均與北澳大利亞麥克阿瑟盆地內13.2億年的Derim Derim-Galiwinku基性大火成巖省有著非常明顯的親緣性——不僅時間相同，而且這兩個地區中元古代沉積地層也有驚人的相似性。這說明，在哥倫比亞超大陸重建中，華北克拉通北東部與北澳大利亞克拉通北部是相鄰的，而燕遼及Derim Derim-Galiwinku有可能屬於一個被大陸裂解所分開的統一的大火成巖省。他們提出，哥倫比亞超大陸中存在13.8億~13.0億年全球性裂谷並導致其大規模裂解，即：以13.2億年基性大火成巖省為標誌，華北克拉通從哥倫比亞超大陸發生了裂解，燕遼基性大火成巖省與Derim Derim-Galiwinku基性大火成巖省相分離。這一重建方案也得到了前人古地磁結果的支持。
2016年8月，以「巖牆群：超大陸重建的鑰匙」為主題的第七屆國際巖牆會議在北京召開。期間，張拴宏受邀組織了華北燕遼大火成巖省的野外路線考察，為來自美國、德國、瑞典、南非、澳大利亞等國家的同行現場介紹了自己的最新研究成果，引起了強烈反響，並與國際大火成巖省專業委員會主席Richard E. Ernst達成了合作關係，促成了中國地質調查局與澳大利亞北領地地質調查局在北澳大利亞中元古代沉積地層及大火成巖省對比領域的合作研究。
如今，張拴宏的研究成果獲得了國際國內同行越來越多的關注，在他2004年以來發表的58篇論文中，有38篇被SCI收錄，並普遍擁有較高的他引率。下一步，他希望通過更多克拉通的工作及對比，揭示哥倫比亞超大陸的裂解過程及深部動力學背景——為「與燕遼同期的大火成巖省及抬升是否在除澳大利亞外的其他克拉通存在」「是什麼深部動力學背景形成了燕遼大火成巖省及抬升」「中元古代大火成巖省與黑色頁巖沉積有何聯繫」等科學問題尋找答案。
讓記者意外的是，聽上去有些高冷的大火成巖省研究近年來在國際地學界非但不「冷」，而且很「熱」。
所謂大火成巖省，是指地球歷史中，以巨量巖漿在100萬~500萬年期間內快速噴發為特徵的大規模板內巖漿事件。由於它的形成與地球深部動力學過程有著密切的聯繫，因而從它身上可以捕捉到大陸增生、大陸裂解、環境變化、生物絕滅、成礦元素的遷移和富集等重要信息。
張拴宏告訴記者，大火成巖省與基性巖有關的金屬礦床及與火成碳酸巖有關的稀土等大規模成礦有著密切關係。那麼，華北地區距今13.2億年如此大規模的幔源巖漿活動，是否伴生有大規模成礦事件?
位於華北克拉通北緣白雲鄂博礦床是世界最大的輕稀土礦床，也是我國最大的鈮礦床及釷礦床。白雲鄂博稀土—鈮礦床就賦存於中元古代火成碳酸巖內，這些火成碳酸巖明顯受褶皺構造及層位控制。要確定白雲鄂博礦床的成礦模式，首先需要合理解釋白雲鄂博礦區多年地質調查及勘探所揭示出來的火成碳酸巖及稀土—鈮礦床受層位及褶皺構造控制的事實。
雖然前人在白雲鄂博礦區開展了大量的調查及研究工作，但關於火成碳酸巖及稀土礦床的形成時代、成因及構造背景一直有很大爭議。由於稀土礦床與火成碳酸巖密切共生，準確測定火成碳酸巖的時代是認識白雲鄂博超大型稀土礦床成因及構造背景的關鍵。
張拴宏等人通過改進傳統的選樣方法，成功地從白雲鄂博富稀土—鈮火成碳酸巖中分選出了大量同巖漿期結晶的鋯石，並測得白雲鄂博火成碳酸巖及稀土—鈮礦化形成於13.0億年左右，揭示了白雲鄂博超大型稀土—鈮礦床的形成與13.0億年左右的火成碳酸巖侵位有關。而且，白雲鄂博火成碳酸巖及稀土礦化的形成時代與華北北緣燕遼大火成巖省相接近，其形成可能與華北克拉通北緣從哥倫比亞超大陸的裂解有關。這一新的研究成果為認識白雲鄂博超大型稀土礦床的成因、時代及構造背景提供了重要依據，對礦區深部及外圍礦產資源勘查也有重要的參考價值。另外，很有意思的是，張拴宏等還從白雲鄂博富稀土—鈮白雲巖中發現了由於接觸交代而形成於3.0億年左右的斜鋯石。這是世界上首例在火成碳酸巖中發現的交代成因的斜鋯石，對於認識受到接觸交代影響的火成碳酸巖中斜鋯石的成因機制及白雲鄂博礦床的後期改造作用具有重要科學意義。
另一個備受矚目的研究是關於具有全球普遍意義的黑色頁巖與大火成巖省的關係。研究顯示，無論是燕遼基性大火成巖省，還是澳大利亞Derim Derim-Galiwinku基性大火成巖省，其巖床侵入的最頂部層位均為一套以黑色頁巖為主的沉積組合，前者為我國燕遼地區的下馬嶺組，後者則為北澳大利亞的Roper群，而黑色頁巖富含有機質和微量元素，對油氣資源和新興戰略礦產具有重要的成藏成礦意義。
張拴宏所在的地調局地質力學研究所，是一所國內外知名的老牌地質科研機構。從李四光先生創立地質力學學科和創建地質力學研究所起始，地質力學研究始終緊扣國家需求和人類發展需要，充分體現了科學理論對地質實踐的基礎支撐和方向指引作用。
張拴宏告訴記者，科學是人類認識世界、改造世界的基礎，是解決全人類諸多共同挑戰的根本出路，而基礎理論創新往往是技術創新的原動力。或許一些地質理論研究短時期看不到效益，但卻有可能改變著人類認識資源環境的視角和能力。
如今，剛剛43歲的張拴宏已當了5年的博士生導師，成為國土資源部古構造重建創新團隊負責人，並在近10年中先後入選國土資源部「百人計劃」、中國地質調查局首批「青年地質英才計劃」及「高層次地質人才計劃」，獲得了「國土資源部優秀青年科技人才」「第十四屆青年地質科技獎——金錘獎」「黃汲清青年地質科學技術獎」等一系列閃光的榮譽。這也從一個側面反映了中國地質調查局對基礎研究及相關人才的高度關注。
實踐認識沒有止境，理論創新也沒有止境。人類社會要想不斷進步，就得不斷認識規律，不斷推進理論創新、實踐創新，以及其他各方面的創新。或許，中國地質調查局之所以越來越注重基礎地質研究，正是充分認識到了基礎研究是地調局科技能力顯示度的重要表現，也是推進地質科學技術進步的關鍵所在。
對張拴宏而言，國家傑出青年科學基金資助項目的獲得是榮譽，更是鞭策。他願意靜下心來繼續自己在「晚前寒武紀大地構造」等研究領域的艱難跋涉，從那個寂靜無聲的遠古時代中感受破解一個個科學之謎的美好與奇妙。
特別提示：本文來源中國地質調查局 ，十分感謝小編的悉心整理，如若圖文資源侵犯您權益，請及時與我們聯繫，我們將第一時間做出處理。
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