吾生也有涯，而知也無涯。在自然界中、在地球上、在地底深處，隱藏著無數的秘密，吸引著科學家們求知、發掘。帶著對這些未知的憧憬，劉希軍一直在科研生涯中不懈求索，並從未停止自己的腳步。
好奇心是科學之母，也是人類觀察和認識世界的動力。人類賴以生存的地球大約有46億歲，地球的內部圈層結構由地殼、地幔和地核三個圈層組成，它們的結構比例可以用一個煮熟的雞蛋來形象比喻，地殼是像蛋殼一樣的很薄的一層，地幔就是蛋清這一層，最裡面的蛋黃是地核。自20世紀60年代以來，地質學家和地球化學家一直在研究地幔成分及其演化機制。隨著國際上地幔計劃（UMP）、深海鑽探計劃（DSDP）等的實施，憑藉地幔捕虜體和幔源火山巖所具有的深部信息，地幔地球化學研究取得了許多重要進展和突破。
在同位素地質學研究所屢屢取得突破的背景下，劉希軍將自己的主要研究方向集中在地幔同位素地球化學、地幔動力學研究中。地幔介於莫霍面和古登堡面之間，厚度在2800km以上，位於地球內部的最深處，人類是無法直接接觸到地幔的。而想要接觸地幔最直接的方法就是通過地幔巖漿熔化而形成地表的唯一體現——洋殼。
現如今，現代大洋洋殼代表現代地幔巖漿熔融的產物，同時，在陸地上還殘留著一些地球上已經消失的古大洋的洋殼殘片，我們把這些古洋殼殘片叫蛇綠巖，這些古洋殼是地球歷史上的古地幔熔融形成，如果對這些古洋殼進行研究，就可以根據不同時代的古洋殼，在時間尺度上研究從地球歷史上的古地幔一直到現代地幔成分的特徵變化規律，來判定其從地幔到現代地幔是如何演化的，地幔的成分是否存在差異，其地幔的動力學機制是如何演變的，以及地幔動力學機制對地殼運動或者地表效應產生了怎樣的影響，最終來了解板塊構造運動中最主要的原動力在哪裡。後續，還可以通過對地幔的研究來進一步理解礦物學、巖石學、礦床學等各個領域深層次的關聯機制，使其成為解決許多重大地球科學問題的強大武器。
心嚮往之，行必能至。深入到此類研究，劉希軍甘之如飴。
夢起——我深愛的地質學研究
在劉希軍的學生生涯中，勤奮刻苦、品學兼優，一直是他身上的標籤。2000年9月，他考入桂林工學院資源與環境工程系資源勘察工程專業，在4年的大學時光裡，他深深愛上了地質學研究領域，並決心在這一領域中馳騁。
2005年9月，劉希軍進入中國科學院廣州地球化學研究所開始碩博連讀，開始從事利用同位素地球化學來研究地幔的成分特徵。劉希軍的導師是國內從事古洋地幔地球化學方面的專家，當時正在進行1億～3億年的特提斯洋地幔的研究。在碩士期間，劉希軍的研究選題又將地幔在時間上的研究尺度進行了深入，開始對3億年之前的古亞洲洋地幔形成進行研究探索。在跟隨導師進行學習研究的過程中，劉希軍越發感覺到從事此類研究非常有意思，進而對這一方向的研究興趣也愈加濃厚。
2008年10月，劉希軍獲得了國家留學基金委研究生公派出國的資助名額，赴美國加州大學聖地牙哥分校Scripps海洋研究所同位素地球化學實驗室作為聯合培養博士。Scripps海洋研究所同位素實驗室是國際上從事同位素研究最好的實驗室之一，他十分珍惜在異國他鄉進行科研探索的機會，在這個實驗室接受了高水平的科研錘鍊，在科研能力和研究水平上都得到了很好的提升。當時，劉希軍師從的美國導師是國際上知名的同位素地球化學家Paterno R.Castillo教授，一直從事現代大洋地幔的同位素研究。基於劉希軍在碩士期間研究古洋地幔所積累的基礎，他在美國導師的引導下，開闢了一個新的研究路徑——通過進行古洋地幔與現代大洋地幔的對比研究，探索古洋地幔到現代地幔成分特徵在時間尺度上的演化規律。
其實，早在20世紀80年代末，劉希軍的美國博士導師就已經發現了一個全球性問題——地幔化學不均一性即南半球和北半球地幔同位素組成的規律性差異。在地域上，位於南半球的印度洋和南大西洋地幔跟主體位於北半球的太平洋地幔和北大西洋地幔相比，前者的地幔同位素特徵完全不同於後者，這一差異被國際上命名為DUPAL地幔同位素異常。劉希軍的導師進一步研究發現這個位於南半球的地幔同位素異常不只是表現在地球化學上也表現在地球物理上，即地幔的地球化學中同位素的異常與地球物理上探測到的來自核幔邊界的大型地震波的異常域是吻合的。這一發現，最終在近十幾年來得到了證實，由此可以看出，當時這一想法十分具有預見性。
把學習中孜孜以求的精神轉移到科研工作中，劉希軍為自己摘下了豐碩的科研果實。在不懈探索之下，如今劉希軍已經掌握了從現代地幔到古地幔的同位素地質學最全研究資料。2014年，他還被邀請到國際地質大會中作相關研究報告。當時，鮮少有人從時間尺度上對地幔的演化進行系統研究，將地幔的強烈異常與地球的地震波或者兩個重要的動力單元聯繫起來。如今這一領域得到了廣泛的關注。劉希軍還與自己的碩士、博士導師一起得到國際著名期刊邀請撰寫相關研究綜述，經過3年的研究錘鍊，終於匯聚成了優秀的科研成果。
選擇——重回母校又出發
2010年11月，劉希軍結束在國外兩年的求學之旅，返回中國科學院廣州地球化學研究所，2011年6月他獲得地球化學理學博士學位，畢業後他放棄了留在研究所工作的機會，毅然回到了自己的母校，開始在母校桂林理工大學地球科學學院繼續科研探索之路。
科學研究能否順利開展，實驗平臺與實驗設備起到了至關重要的作用。一回到母校，劉希軍就馬不停蹄地投入實驗室的籌備中。在國內碩博時期導師許繼峰教授的幫助下，他花費將近4年的時間在桂林理工大學建立了同位素地球化學的全新實驗室，現如今，實驗室有學生及科研人員近30名，具有兩臺雷射剝蝕系統、兩臺四級杆電感耦合等離子體質譜儀、一臺多接受電感耦合等離子體質譜儀，運行一切正常，與國內相同研究領域的實驗室相比毫不遜色，為地球科學學院的各個科研團隊開展工作提供了良好的平臺。
在實驗室籌備期間，他仍在科學研究中步履不停、孜孜不倦。2012年5月，劉希軍前往中國科學院新疆生態與地理研究所新疆礦產資源中心從事博士後研究，新疆位於中亞造山帶的南部，這裡保存了很多古亞洲洋洋殼的殘片，這些古亞洲洋洋殼殘片不僅可以用來研究古亞洲洋地幔的特徵，而且在時代上大部分早於3億年，甚至更早到6億年，是從事古洋地幔同位素研究的天然實驗素材，在這裡從事野外研究為劉希軍等科研團隊工作的順利開展提供了極大便利。2013年，他成功申請了國家自然科學基金項目「晚古生代地幔DUPAL異常峰：來自古亞洲洋蛇綠巖的Sr-Nd-Pb-Os同位素的限定」，在這一項目中，他基於之前在學生時期所積累的科研成果，開始了新一輪的探索。
DUPAL異常就是現代印度洋和南大西洋地幔對比地球上其他大洋地幔存在的同位素異常，也是之前所說的位於地球南半球的地幔同位素異常，這一DUPAL異常是目前地幔上存在最大的地幔同位素異常，然而DUPAL同位素儲源庫是何時形成的？導致DUPAL異常的地球動力學原因是什麼？都是地球科學家們一直致力回答的重要科學問題。針對前人主要是從空間上對現代不同大洋地幔域表現出的DUPAL異常特徵給出解釋，而缺乏從時間尺度上對DUPAL異常的演化進行追蹤研究的現狀，劉希軍領導團隊展開了一系列從時間尺度上探索地幔DUPAL異常的研究。
蛇綠巖是目前研究古洋地幔形成和演化的一個窗口。不同時代的蛇綠巖地球化學及同位素研究是驗證古地幔是否也存在跟現代印度洋地幔一樣的DUPAL異常，如果存在，其DUPAL異常是如何隨時間進行演化的，是回答地球歷史上DUPAL異常在時間尺度上變化規律的關鍵之一，也將對DUPAL異常是否由地幔早期歷史上殼—幔分異演化形成提供有利的證據。由於現代大洋地幔DUPAL同位素特徵主要表現在印度洋和南大西洋中脊玄武巖（MORB）中，劉希軍導師的前期研究已顯示現代大洋地幔DUPAL同位素特徵很可能繼承了古老的古洋地幔成分特徵，如果結合不同時代蛇綠巖中MORB型基性巖的同位素及地球化學特徵對比現代大洋MORB，則可以將DUPAL異常由現代大洋地幔追蹤到更早地質歷史時期的古洋地幔，進而限定DUPAL地幔隨時間的演化進程。
DUPAL異常在現代地幔中表現為南—北半球的差異，那麼這一南—北半球的地幔同位素差異在地球歷史上是否也是一樣存在呢？特提斯洋的古洋殼的殘餘——特提斯蛇綠巖保留在我國西南、中部和西藏地區的縫合帶中；古亞洲洋洋殼殘片——古亞洲洋蛇綠巖出露於我國新疆、內蒙和東北等地區的中亞造山帶的縫合帶中。雖然古亞洲洋比特提斯洋出現早，但它們在古生代期間同時存在過，並且分別位於南—北半球，所以古亞洲洋和特提斯洋蛇綠巖為我們研究地球歷史上南—北半球地幔同位素組成以及從時間尺度上追蹤研究地幔DUPAL異常提供了天然的實驗室。
特提斯洋地幔是否存在DUPAL異常，劉希軍導師許繼峰教授的研究已經給出答案，在地球歷史上位於南半球的特提斯洋地幔確實也存在DUPAL異常，然而目前，關於古亞洲洋地幔屬性的研究相對比較薄弱，特別是地幔Sr-Nd-Pb-Os多元同位素體系研究較少。劉希軍對新疆東、西準噶爾地區保存的年代上小於4億年的古亞洲蛇綠巖進行的Sr-Nd-Pb同位素研究也發現具有DUPAL異常；然而對古亞洲洋大於4億年蛇綠巖研究卻發現它們並不具有地幔DUPAL同位素異常，這一研究初步給出了一個重要線索，在地球歷史上很可能位於北半球的古亞洲洋地幔不具有DUPAL異常，對此，2017年劉希軍進一步申請了國家自然科學基金面上項目「古亞洲洋早古生代太平洋型地幔：來自新疆北部蛇綠巖Sr-Nd-Pb-Hf同位素的限定」，來深入研究古亞洲洋地幔是否大規模地不具有DUPAL異常特徵。他對新疆北部蛇綠巖中廣泛分布的具有MORB特徵的基性巖展開了大時的全巖和單礦物的Sr-Nd-Pb同位素示蹤研究，這些研究可以從時間尺度上限定古亞洲洋地幔域西南段是否存在「DUPAL異常」，同時，他還對古亞洲洋地幔域東南段的內蒙古地幔蛇綠巖也展開研究，他最新的研究通過對古亞洲洋內蒙古及新疆中天山冰達坂蛇綠巖的Sr、Nd、Pb同位素研究發現：與DUPAL地幔相比，內蒙古及新疆中天山蛇綠巖代表的古亞洲洋地幔具有更低的208Pb/204Pb比值，並不具有DUPAL地幔異常特徵，而是具有太平洋型地幔特徵。對比特提斯蛇綠巖，古亞洲洋地幔域與特提斯地幔域存在一個同位素構造界限。他的研究認為古亞洲洋地幔比特提斯地幔具有更低Th/Pb比值，這兩種地幔域的Pb同位素差異可能是因為古亞洲洋和特提斯洋在演化過程中引起的不同的巖漿—構造模式造成的。根據古亞洲洋和特提斯洋的古板塊構造演化格局，古亞洲洋的演化過程類似於環太平洋造山帶，相應地其地幔也具有低Th/Pb特徵；相反，特提斯洋地幔具有高Th/Pb特徵或DUPAL異常特徵，是由特提斯洋演化過程中，其大量的特提斯小洋殼頻繁地打開—俯衝—關閉這一板塊運動過程引起的整個特提斯地幔長時間大範圍地存在DUPAL異常，這也可能是現今地球的地幔存在南—北差異的根源。
探索——立足實際創新開拓
劉希軍自紮根於廣西從事教育科研工作以來，通過研究廣西的地質演化歷史，對約2.5億年前的晚二疊紀時，盤古大陸南部（後來的岡瓦納大陸,即聯合古陸）的北緣的古特提斯大洋東段的構造演化產生了濃厚的興趣，如今的世界地質構造格局均在特提斯構造的基礎上形成，廣西正好位於特提斯洋構造域與太平洋構造域的轉換部位，是全球地幔對流環的兩個會聚中心之一，該地區基性巖漿活動頻繁，是成礦條件很有利的地區。
地質歷史上，華南大陸西南緣的桂西地區發生了很多大規模的巖漿作用和成礦事件，如峨眉山大火成巖省以及重要的金屬礦床成礦作用等，特別是該地區的金礦與其賦存的基性巖有著密切的聯繫，然而，它們之間存在什麼樣的成因聯繫，成礦物質究竟來自哪裡？該區巖漿—構造—地幔過程對成礦的制約關係如何？這些重要的科學問題還缺乏清晰的地球動力學框架。桂西地區分布的大量基性巖石為研究這些重要科學問題提供了重要的研究對象，因此，桂西地區是理解印支期特提斯洋俯衝作用與華南大地構造演化及相關巖漿作用等問題的最佳區域。
多年來，紮根於廣西從事科研工作，這一地區的地質問題吸引著劉希軍。2015年，他申請獲批了國家自然科學基金「華南西緣桂西晚古生代基性巖漿成因機制與成礦背景研究」，在此前後，他還獲得了廣西科技廳的自然科學基金資助，針對該地區的基性巖漿作用及地幔動力學過程及成礦背景進行了研究，他以桂西地區「基性巖漿作用」為重點研究目標，選取若干晚古生代基性玄武巖和輝綠巖，以基性巖成因、地幔屬性與動力學背景為主線，應用礦物學、巖石學、鉑族元素及Sr-Nd-Pb-Os同位素地球化學，探討基性巖成因及地幔源區特徵，最終來揭示基性巖漿作用與該地區成礦之間的關係，這一研究將有利於人們更好地理解桂西地區晚古生代深部地球動力學過程與成礦動力學背景，也將為華南晚古生代大地構造演化提供重要的科學依據。
向前——不忘初心砥礪行
「在科學研究中，我從不苛求自己取得怎樣大的科研成果，我只希望能隨著自己的興趣多做一點，而不是非要功利性地達到某種目的。」多年來，劉希軍保持著這種「順其自然」的研究狀態，而這也促使他在古地幔地球化學研究中取得了具有國際意義的代表性科研成果。
鉛同位素是地幔同位素地質學研究中的一項異常重要的元素，但是其要求的實驗條件相對苛刻，特別是對實驗室的乾淨程序要求比較高，基於國內實驗室的超淨程度水平，能準確測量出這一同位素的實驗室屈指可數。然而在地幔研究樣品中，鉛同位素的含量很低，如果測試技術水平達不到，很可能導致研究數據的不準確，進而對整個研究成果造成影響。在美國從事科研工作時，劉希軍就與導師遇到了這一問題。當時，他們花費9個月的時間，在Scripps海洋研究所同位素實驗室建立了雙稀釋劑法高精度Pb同位素測試技術，通過對該方法的改進，比國際上其他實驗室的測試精度提高了3～5倍，這一同位素測試技術方法是專門測定低含量鉛同位素的方法，在其地幔研究中發揮了很重要的作用。如今，劉希軍也將這一技術帶到了國內，就目前來講，劉希軍團隊在國內測低含量鉛的數據質量仍處於領先地位。
教學——薪火相傳育人才
科技創新，關鍵在人；發展之要，人才為本。大學是培養中國新一代人才的殿堂，為人師者，能否不忘初心而堅守師道折射境界高低。從一名普通的教師成長為桂林理工大學地球科學學院副院長，再到如今的「有色及貴金屬隱伏礦床勘查」教育部工程中心主任和廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室主任，劉希軍時刻沒有忘懷身上所肩負的職責——教書育人。
「從事教學工作，肯定要經歷一個逐步成熟的過程。從學生時代一路走來，我深知師門傳承的關鍵。」劉希軍說。對於科研工作來說，自由的創新氛圍更有利於科研靈感的迸發。但是，有時過於自由的氛圍會讓一部分學生產生懈怠。因為經歷過東西方科研文化的薰陶，劉希軍對此感觸頗深。所以，在日常的科研生活中，劉希軍更傾向於對學生進行引導。他告訴記者，在碩士與博士期間，他學到最多的就是如何在一個新的領域自學、去挖掘新的知識。而最初接觸到這一領域研究的學生就像一張白紙，在向前摸索的過程中，可能會走許多彎路，這個時候導師的引導與指點就起著至關重要的作用。
所以，每兩周他都會召開組會，來詢問學生的研究進度以及在研究中遇到了哪些問題。平時，他也經常給學生介紹相關領域的文獻論著，指定他們一定要在那段時間內看什麼、學習什麼。等學生們進入學習狀態之後，他教學生如何查找自己需要的文獻，利用網絡去學習，如何利用好實驗中獲取的數據；讓學生匯報自己的階段性成果，以便給予他們更好的指導。
「人和」是促成一件事情成功的關鍵因素。在科學研究中，研究團隊的同心協力起著至關重要的作用。劉希軍經常說：「一路走來，自己師出同門的師兄弟們關係都非常和諧，這已然成了我人生中的寶貴財富。」所以，在日常生活中，他十分注重培養與學生之間的感情。每隔一段時間，他經常會組織學生聚在一起聊聊天，談一談自己的生活與工作，每逢中秋節、教師節等節日，他們也經常會一起度過，經年累月，這也無形中拉近了他與學生之間的距離。「師生之間的感情拉近了，彼此之間更加了解，學生也就會更願意聽從老師的意見，學習的主動性也會提高。」劉希軍說。
不管是為人師還是做科研，劉希軍始終孜孜不倦，用心去詮釋自己的每一個角色。在他身上，我們可以看到新時期科研人的縮影。山一程水一程，心向科研，步履不停。從海外到歸國，劉希軍在不倦的探索中，豐富了自己的人生，感到了內在的充實和價值。他常說「路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索」，他一直以求知求識為人生樂趣，讓自己不斷進步，利用豐富的科研經歷來反哺教學。如今，他仍用科技創新的優異成績，踐行著對於科學研究的深情與壯志，譜寫著一名新時代科研人的光輝華章。
來源：《科學中國人》2019年10月（上）