他
20餘年潛心研究
華北克拉通區域地質與大地構造
先後兩次打破前人認識
他
識別出
華北北緣晚古生代活動大陸陸緣巖漿巖帶
及中元古代中期（距今13.2億年）
燕遼大火成巖省
破解了
白雲鄂博超大型稀土礦床的
成礦時代及層位問題
張拴宏：解譯大地構造密碼
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，但卻有可能改變人類認識資源環境的視角和能力。
堅守這一信念，張拴宏自2000年構造地質學專業碩士研究生畢業到中國地質科學院地質力學研究所工作至今，始終致力於華北北緣陸緣演化及晚前寒武紀大火成巖省與古大陸重建研究，其研究成果在國內外產生了重要影響。
2013年，張拴宏在內蒙古進行野外調查
解析華北北緣晚古生代大地構造性質，促進這一區域大地構造及成礦背景研究
位於興蒙造山帶南側的華北北緣地區是我國重要的金屬礦產基地，其構造變形及大地構造研究具有十分重要的意義。最近數十年來，科學界對興蒙造山帶（中亞造山帶）這一全球最大規模的增生造山帶開展了大量研究工作，但關於華北北緣的大地構造性質及其與古亞洲洋演化的關係仍存在較大爭議。
早在2001年，張拴宏在華北北緣開展野外地質調查時就注意到，內蒙古隆起上有很多前人認為的「早前寒武紀（距今18億年前）基底變質巖」，雖然變形很強，但變質程度並不高，與華北克拉通典型的早前寒武紀基底巖石特徵有明顯差別。
為了破解謎團，張拴宏帶領項目組進行了大量的野外地質調查及高精度年代學研究，最終確定這些巖體形成於晚古生代（距今3.2億～2.7億年），為晚石炭世—早二疊世深成鈣鹼性侵入體，是一條近東西向分布的侵入巖帶。通過進一步工作，他們認為，華北地塊北緣晚古生代為安第斯型活動大陸邊緣，內蒙古隆起的實質為深位剝露的安第斯型大陸邊緣弧。
這項成果將華北北緣晚古生代的構造環境與古亞洲洋構造域的演化緊密結合起來，極大地促進了華北北緣的大地構造及成礦背景研究工作。該成果先後在國內外期刊發表，並被後期的地質調查及研究工作廣泛證實及採用，如新的1：25萬區調據此修正了早期1：20萬及1：5萬區調中把這些巖系作為早前寒武紀基底變質巖的錯誤認識。
發現燕遼大火成巖省，破解白雲鄂博超大型稀土礦床成礦時代及層位問題
2015年俄羅斯阿爾丹考察
2001年，張拴宏開始在中國地質科學院攻讀博士學位，在導師趙越研究員的指導下開展華北克拉通北緣大地構造研究工作。在對燕遼地區中元古代沉積地層內大規模輝綠巖床（巖席）進行調查研究時，他們注意到在承德—凌源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，與前人認為這些巖床主要形成於中生代的認識相矛盾。
2002年，張拴宏帶領團隊開始對這些大規模輝綠巖床開展調查和研究，並嘗試用鋯石和斜鋯石U-Pb同位素定年確定其時代。由於基性巖同巖漿期鋯石含量少，加上國內當時的選樣方法及測試技術條件還很不成熟，直到2009年才確定部分巖床的侵位時代為中元古代中期。
根據這些輝綠巖的全球對比，結合古地磁資料，他們首次提出了這些輝綠巖床的形成與華北克拉通從哥倫比亞超大陸的裂解有關。通過後續8年多的野外調查、剖面測量及研究工作，張拴宏在2017年正式提出，這些輝綠巖床構成了一個形成於距今13.2億年且具有全球對比意義的基性大火成巖省，並將其命名為燕遼大火成巖省。
「大火成巖省，就是在100萬~500萬年期間形成的、規模宏大（面積大於10萬平方千米、體積大於10萬立方千米）且具有板內地球化學特徵的基性巖漿活動，是地球演化歷史上特定時期發生的極端地質事件。大火成巖省的形成與地球深部動力學過程有著密切的聯繫，從中可以捕捉到古大陸重建、全球性環境突變及生物滅絕、成礦元素的遷移和富集等重要信息。」張拴宏解釋道。
進一步的研究發現，燕遼基性大火成巖省與北澳大利亞代裡姆基性大火成巖省具有非常相似的特徵，特別是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。這說明，在哥倫比亞（奴那）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，而燕遼及代裡姆大火成巖省可能屬於一個被大陸裂解分開的同一個大火成巖省。這一全新認識也得到了古地磁結果的支持。
這一研究成果於2017年發表在國際著名刊物《地球與行星科學通訊》上，隨即引起國際國內同行的高度關注。
此後，張拴宏團隊進一步獲得了白雲鄂博火成碳酸巖侵位及稀土礦化的精確時代為13億年，並由此確定了白雲鄂博富稀土的火成碳酸巖是燕遼大火成巖省的組成部分，這對該礦區深部及外圍礦產資源勘查有重要的參考價值。此外，張拴宏等還從白雲鄂博富稀土—鈮白雲巖中發現了世界上首例在火成碳酸巖中發現的交代成因的斜鋯石，這對認識白雲鄂博礦床的後期改造作用具有重要科學意義。
關注大火成巖省與黑色頁巖沉積聯繫，為晚前寒武紀地質年代表劃分提供新依據
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70餘篇論文中，有50篇被SCI收錄，並普遍擁有較高的他引率。他先後榮獲「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」；2017年獲國家傑出青年基金項目資助；2019年入選國家百千萬人才工程，被授予「有突出貢獻中青年專家」榮譽稱號。
談及今後的研究方向，張拴宏說：「最近幾年，我們開始關注全球廣泛分布的黑色頁巖沉積及其資源、環境意義，嘗試運用地球系統科學的思想，將晚前寒武紀『地球中年期』（距今18億~8億年）的地球深部過程、表生環境、生物演化及資源能源緊密結合起來。」「地球中年期黑色頁巖沉積厚度大，全球分布面積廣，並可能含有豐富的頁巖氣和其他稀有分散元素等戰略性礦產資源。2019年，我們與澳大利亞北領地地質調查局合作，對北澳大利亞麥克阿瑟盆地的黑色頁巖鑽孔樣品進行了調查取樣和分析研究，希望有一些新的進展及發現。」張拴宏補充道。
目前，張拴宏帶領的地質力學所大地構造與古構造重建團隊，正通過對西伯利亞、波羅地、印度、巴西等克拉通的對比深化此前的研究。「2019年，我們新申請了一項國家自然科學基金委國際合作重點項目，將對全球距今18億~8億年的大火成巖省及黑色頁巖開展研究及對比，以期對晚前寒武紀地質年代表劃分提供更多的依據。」
原標題：《科技創新人物｜張拴宏：解譯大地構造密碼》
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