張宏福：宏願跬步積 福運有蹊徑

他的書櫃和窗台上，擺滿了各種各樣的從各地採集回來的岩石標本。在他看來，這些看似冰冷的石頭，都有溫度，都有生命，都有故事

“一個學科擁有三位院士，形成了非凡的影響力﹔地質學系從學科建設上形成三個鮮明的團隊方向，學科發展更加扎實，為后續人才成長提供了堅實的基礎和條件保障﹔隨著張宏福院士的當選，我校地質學科對人才的吸引力進一步增強，形成人才的‘窪地效應’。”西北大學郭立宏校長說，“張宏福是西北大學地質學系現在職工作的第三位院士，且地質學系的三位院士都沒有擔任過任何行政職務，依靠扎實的學術研究和工作業績當選院士，為廣大青年教師樹立了良好的榜樣”。

“老師幫我報志願”

張宏福，西北大學教授、博士生導師，曾擔任中國科學院地質與地球物理研究所創新基地研究員，岩石圈演化研究室主任。在中科院地質與地球物理所辦公室，他接受了我們的採訪。

張宏福的書櫃和窗台上，擺滿了各種各樣從各地採集回來的岩石標本。因為要帶學生課外教學，全國他幾乎跑遍了。在他看來，這些看似冰冷的石頭，都有溫度，都有生命，都有故事。他隨手拿起一塊含有鑽石的石頭說：“地球形成於45.7億年前，而形成這個鑽石則很快，隻需要幾個百萬年。”在張宏福看來，在沙漠中可能一粒不起眼的沙子就是幾億年，相對於地質運動，人生命的長度幾乎可以忽略不計。

“人可能還不如一粒沙子。太陽系夠大吧，銀河系約有2000億個太陽系，而銀河系不過是宇宙中千千萬萬個星系中的一個，何況銀河系還不是大星系。但能在短暫的生命中，作為一個微不足道的個體，為地球、為人類做出點滴的貢獻也是很開心的事情。”張宏福曾經是兩屆院士候選人。“2013年就報了，但沒能進入前27位，2015年的時候排到第8位。”2017年11月28日，中國科學院公布2017年新當選院士名單，張宏福教授當選。

張宏福自幼天資聰明，勤奮好學，努力上進，學習成績一直名列前茅，深受老師喜歡。“我的成長，確實趕上了好時代，另外就是運氣好吧！”

1962年9月，張宏福出生於陝西省山陽縣漫川關。“小時候，根本就不知道上大學是干什麼的，更別說了解地質系是干什麼的，因為我們縣裡有個714地質隊，地質隊員每天有8毛錢的補貼，這在當時是很高的收入，能到地質隊工作，那是非常令人羨慕的，老師就幫我報了個地質系。”

當選院士后，張宏福給自己70多歲的老師打電話還說起這件事，“我的老師說，看看當時給你報的志願多好，都當上院士了！”

1981年，張宏福從山陽中學畢業，以優異成績考上了西北大學，四年后獲本科學士學位。

32年后的2017年12月4日下午，張宏福作為新科院士載譽回校。西北大學為他舉行了簡朴而熱烈的迎接儀式和座談會。張宏福對母校師生充滿感激。“學校各方面的支持，是我做研究的堅強后盾，張國偉、舒德干院士始終為我的前行指引方向，校領導、相關部門和院系的大力支持和通力合作成就了今天的我，感謝多年來來自西北大學的支持與關懷。”他說，能取得今天的成果，也正因為趕上了國家發展的好時代，他深情回顧了自己1979年以來的求學生涯和科研工作，“我從什麼都沒有，到一步步獲得了充足的科研基金，獲批了一些重要項目，這些都讓我能夠集中精力做研究，很大程度上促進了我自身的發展。”

1985年，本科畢業后，張宏福考入武漢地質學院北京研究生部（現中國地質大學（北京））岩石地球礦物化學系，師從我國岩石學學科主要奠基人和新中國地質教育的創建人之一、著名的岩石學家池際尚教授，從事岩石學研究。

“2017年，池際尚先生百年誕辰，她在學術上嚴謹治學，在生活上關心學生，在教學科研上重視基礎地質、重視礦產資源、重視前沿研究，培養了一大批杰出地質人才，對我影響非常大。”1988年，張宏福獲碩士學位，並回到母校西北大學地質學系任教。

“西北大學任教的6年對我是一個非常大的鍛煉。每年都要跟隨年長的教師們到野外實測地質剖面，找石油。”這種傳統一直保留到至今。他時常帶著自己的學生利用暑假期間到全國各地搞現場教學。“像野外考古一樣，這是岩石專業的基礎，必須培養辨別岩石的能力。”

1994年，張宏福作為訪問學者赴英國倫敦大學皇家 Holloway 學院地質系訪問，一年后獲英國外交部ORS獎學金和香港愛國人士王寬誠獎學金，繼續在該校師從著名地球化學家Martin A. Menzies教授攻讀地球化學專業博士學位，1998年獲理學博士學位。

“拿到博士學位回國后一直在中科院地質與地球物理所工作，一晃20年了。”

甘坐冷板凳

約40億年前的早太古代，地球上可能隻有一個超級大陸。在早元古代，這個超級大陸減薄裂解成十幾塊。從元古代之后這些被稱之為穩定克拉通的大陸岩石圈就一直漂游在軟流圈之上。

克拉通一詞源於希臘語Kratos ，意為強度，由德國構造地質學家施蒂勒1936年提出，即地殼中長期不受造山運動影響，與造山帶相對應的地殼穩定地區。

“我國華北地塊就是這些克拉通之一，且華北克拉通被國內外一些學者視為世界上研究古老岩石圈減薄、改造、置換的最佳場所。”

地球科學艱深復雜，研究條件艱苦，難出成果。近百年來我國四代地球科學工作者對華北克拉通做了許多工作，取得一系列重要的成果。

以翁文灝先生為代表的第一代科學家早在1927年就提出了著名的“燕山運動”的概念。以陳國達和池際尚先生等為代表的第二代老科學家，提出華北穩定地台活化和大陸裂谷岩漿作用與演化的觀點。以鄧晉福、劉若新、周新華、路鳳香、鄂莫嵐、趙大升等為代表的第三代科學家，相繼闡述了華北岩石圈減薄、裂谷形成與沉積盆地發育的學術思想，認識到華北岩石圈減薄是我國東部地質演化的重大事件。張宏福介紹道：“1990年代以后，在華北克拉通研究舞台上國內涌現了一大批中青年岩石地球化學學家，我們算是第四代吧！一起把華北克拉通岩石圈減薄推向國際地球科學研究的前沿。”

“作為地球上最古老的陸塊之一，華北克拉通自18億年前形成以后，曾長期保持穩定。但是在一億年前，強烈地震成為華北克拉通的主要特征。華北陸塊發生了大規模的構造變形、強烈的岩漿活動和盆地形成，並伴有大量的金屬和其它資源形成。”大陸的演化是地球科學的根本性重大科學問題。大陸內部古老的岩石，記錄著地球的早期形成和演化。科學家們從這些岩石入手，利用現代科學技術手段和方法，揭示大陸的形成與演化規律。

“大陸由穩定的克拉通和相對活動的造山帶構成。大規模熔體活動造成的岩石圈組成和性質的變化是穩定克拉通被破壞的根本原因。但是，熔體來自哪裡？是什麼原因引起的？這些問題令科學家們費解。”

張宏福以岩石學記錄的構造事件為切入點，發現克拉通的破壞與周邊造山帶的形成和演化密切相關，率先提出並論証了克拉通周邊板塊的俯沖和碰撞作用造成的熔/流體活動是克拉通深部物質和能量交換的一級外部控制因素。通過研究，他發現全球古老克拉通周緣造山帶的持續活動引起的大規模熔體上侵是克拉通破壞的關鍵。

“當熔體活動較弱時，難以造成克拉通實質性破壞，比如南非Kaapvaal和加拿大Slave克拉通。”在英國攻讀博士期間，張宏福曾經潛心研究過四塊來自南非150公裡以下的地幔橄欖岩樣品，並在研究中首次發現在地幔中存在氧同位素不平衡。

地幔交代作用是地球內部的一種化學變化，是當前地學研究的熱點和難點。張宏福通過大量研究証據，揭示了大量的軟流圈熔體與古老方輝橄欖岩反應能夠形成相對年輕的二輝橄欖岩的事實，改變了科學界對地幔交代作用的傳統認識。

我國大陸的獨特性使其成為研究大陸演化的理想地區。我國東部地區顯生宙時期強烈的岩漿活動、岩石圈的巨厚減薄，甚至含能源盆地的形成都是殼幔物質交換的結果。然而，引起如此強烈殼幔物質交換的深層原因一直是困擾著地球科學家們的難題。

張宏福提出橄欖岩-熔體相互作用是大陸岩石圈組成轉變的主要機制，並論証其具有全球普適性，從而闡明了穩定克拉通破壞的機理。他通過橄欖岩Sr-Nd和Re-Os同位素研究揭示了華北岩石圈地幔顯生宙以來經歷了兩次重大轉變，先從古生代典型克拉通型轉變為中生代富集型地幔，再轉變為晚中生代以來“大洋型”地幔﹔通過系統對比華北與全球克拉通2100余件樣品証明橄欖岩-熔體相互作用在全球大陸岩石圈地幔中普遍存在。

尤其是通過一套珍貴的具有環帶狀結構的橄欖岩樣品，直接從岩石學上証明了橄欖岩-熔體相互作用是導致大陸岩石圈組成轉變的內在機理。並根據同位素的變化，揭示出不同地區相互作用程度的差異。

非傳統穩定同位素（Li-Fe-Mg）是近年來新興的同位素示蹤方法，張宏福開拓性地將其應用於大陸岩石圈演化研究中，開拓了大陸研究的新領域，培養了一批同位素（Li-Fe-Mg）青年研究人員。

多年來，甘坐冷板凳的張宏福，深耕地球科學，在基礎研究領域收獲頗豐，取得了一系列原創性的研究成果，獲國家自然科學獎二等獎兩項，中國科學院杰出科技成就獎1項，享受政府特殊津貼專家。

院士推薦信這樣評價張宏福：他長期從事大陸岩石圈地幔和下地殼研究，以深源岩石及其捕虜體為對象，探索地幔與地殼、軟流圈與岩石圈相互作用的內在機理和外部因素，揭示了大陸岩石圈的演化過程，在大陸深部物質和能量交換的內在機理、外部控制因素、非傳統穩定同位素三個方面的研究中取得系統創新性學術成就。在研究中，他堅持理論創新與實驗技術研發相結合，率先將非傳統穩定同位素應用於地幔地球化學研究中，開辟了岩石圈地幔演化研究新途徑，在地幔地球化學領域取得了多項創新性成果，推動了學科的發展。

艱辛的歷程 無限的熱情

2000年，張宏福與中科院地質與地球物理研究所周新華研究員赴山東方成，期盼著能在這裡發現中生代玄武岩。張宏福有一種職業的敏銳性，同時也查閱了大量資料，推斷出這裡一定能找到中生代玄武岩。

“華北岩石圈地幔從克拉通型地幔轉變為‘大洋型’地幔，這種性質變化是何時開始的？怎麼進行的？這個變化和華北東部岩石圈減薄是否有關系？如果能順利找到中生代玄武岩，這些問題將可能迎刃而解。”

果然不出所料，在山東地質七隊隊員的幫助下，張宏福成功採集到中生代玄武岩樣品。這是首次在華北發現含地幔岩捕虜體的中生代玄武岩。

“功夫不負有心人吧！這就証明了中生代是華北岩石圈減薄的關鍵時期。”張宏福等人也率先開始對華北中生代岩石圈地幔研究。果然，張宏福在中生代玄武岩中發現了同位素異常富集現象。

“這些成分已經改變的玄武岩，說明在中生代華北岩石圈地幔裡發生了某種不為人知的劇烈變化。這種變化，最終使古生代的克拉通型地幔轉變為中生代富集型地幔，讓原本穩定的古老的克拉通不再穩定。”張宏福的判斷沿著正確的方向前進，華北克拉通破壞之謎也即將被揭開。

“若能直接找到中生代地幔橄欖岩，就可以印証自己的判斷。”2005年，張宏福在山東膠州發現了最為珍貴的環帶狀地幔橄欖岩捕虜體，一扇通往科學真相的大門向他敞開了。

“山東方城玄武岩中發現罕見的具有明顯環帶結構的橄欖石。橄欖石中心部分的組成類似於華北新生代玄武岩攜帶的橄欖岩捕虜體中橄欖石的組成，其邊緣部分接近於玄武岩中斑晶橄欖石的組成。橄欖石的這種化學成分特征及其渾圓的晶體形態和較小的顆粒皆說明這些橄欖石是地幔礦物捕虜晶，即地幔橄欖岩的解體礦物。其中心部分能夠代表地幔橄欖岩的組成。橄欖石的環帶結構是橄欖石捕虜晶與寄主玄武岩快速反應造成的。這種橄欖石與玄武質岩漿的相互反應可能在華北中生代岩石圈地幔中普遍存在，即為岩石圈地幔組成轉變的重要方式。從而使古生代主量元素虧損的高鎂橄欖岩轉變為中生代晚期的主量元素飽滿同位素富集的低鎂橄欖岩，造成古老岩石圈地幔的消失。”

張宏福的發現，為岩石圈地幔存在交代作用提供了明確的証據。從古生代典型克拉通型轉變為中生代富集型地幔，再轉變為晚中生代以來的大洋型地幔。張宏福揭示了華北岩石圈地幔顯生宙以來經歷的兩次重大轉變。

“華北克拉通不僅丟失了岩石圈的厚度，且岩石圈地幔組成和屬性都發生了根本性轉變。”

他的研究成果發表后，美國著名科學家Kelemen教授認為罕見的交代現象的發現為大陸岩石圈存在交代成因的方輝橄欖岩提供了明確的岩石學証據。氧同位素成果被Eiler教授編著的《穩定同位素》書中大段引用﹔發現的18O優先進入熔體的結論被Williams教授認為與熱力學預測的結果完全一致。

從不知地質為何物的學生到一名權威的地質科學家，張宏福坦言，科學道路充滿著艱辛，有的人可能一生默默無聞，但失敗也有科學意義。因此隻有對科學的無限熱情，不斷地探索，不斷地升華，及對自己的學術自信，才是推動人們在科學探索之路上不斷前行的真正動力。

重回母校 新時代、新機遇、新發展

2017年12月28日，西北大學舉辦以“新時代、新機遇、新發展——科教興國戰略與高校歷史使命”為主題的2018院士新年論壇。張宏福院士工作室正式揭牌。張宏福說：“國家的發展進入了新時代，西北大學地質學科也進入了‘一流學科’建設。學校各方面的支持，是我做研究的堅強后盾，張國偉、舒德干院士始終為我的前行指引方向，校領導、相關部門和院系的大力支持及通力合作成就了今天的我。”

其實，早在2010年西北大學大陸動力學國家重點實驗室進入發展的關鍵時期，急需專長於岩石地球化學研究並了解相應先進測試技術的學術帶頭人。在張國偉院士的推薦下，作為陝西“百人計劃”引進人才，張宏福出任西北大學大陸動力學國家重點實驗室常務副主任。如今西北大學大陸動力學國家重點實驗室的設施有的比國外還先進，分析測試水平長期處於國際一流水平。

“今后我將扎根西大，扎根黃土地！作為我的母校，現在加強學科建設，也急需岩石地球化學方面的人才。今后的幾年，將更多關注家鄉秦嶺地區。在學術上，我會做好相關的科研工作﹔在人才團隊建設和培養上，我也將盡力發揮自己的作用，以實際行動回報家鄉父老的養育之恩、西北大學的培養之情。”

作為中國致公黨黨員，張宏福說，今后會利用自己專業，不斷提升參政議政水平，不斷攻克學術難題，攀登科學高峰，為黨派爭光。

課余，張宏福院士喜歡散步。除了科研書籍，他還喜歡看一些人生感悟的書。他指著一本張愛玲的書，她的書我也蠻喜歡讀。

如今，張宏福的團隊共培養博士后五人，博士七人，碩士八人。獲得國家杰出青年科學基金、國家優秀青年科學基金各兩人，四人獲得侯德封獎，一人獲得金錘獎。“科技的未來一定要靠年輕人。”未來，張宏福和他的團隊還將繼續鑽研，把研究推向深入，追尋源自地幔深處的動力，破解更多地球科學的奧秘。

（《中華兒女》雜志授權人民網－中國共產黨新聞發布，請勿轉載）    

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