【南方日报】中国科学院广州地球化学研究所徐义刚团队项目获国家自然科学奖二等奖钻研“超级火山”20年 验证学界重要假说

  

   在自然科学领域,验证一个假说需要多长时间?中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所徐义刚团队用了大概20年。11月3日,在2020年度国家科学技术奖励大会上,徐义刚团队完成的“峨眉山大火成岩省与地幔柱研究”项目获得国家自然科学奖二等奖。

  为地幔柱理论提供关键证据

  大火成岩省是一个地质学名词,是指在相对短的一段地质时期内(一般为一个百万年)快速形成的一套规模巨大的岩浆岩省。峨眉山大火成岩省广泛分布于我国云贵川三省和越南北部地区,是被国际地学界认可的大火成岩省。

  关于大火成岩省的成因,国际上提出了地幔柱的假说,即短时间内岩浆的大量喷发。团队成员、中科院广州地化所研究员何斌形象地将地幔柱活动比喻为规模远超过普通火山的“超级火山”。

  “此前这一假说从未得到证实,国际学界曾展开激烈大辩论,特别是在2000年前后质疑和否定地幔柱理论的声音很多。”团队成员、中科院广州地化所研究员王焰说。

  徐义刚团队是国内最早开始地幔柱研究的团队之一。2000年前后,团队开始在峨眉山大火成岩省开展研究。王焰介绍,峨眉山大火成岩省形成于大约2.6亿年前,面积达约70万平方公里,是研究地幔柱理论的理想选择。

  为采集样本,团队成员曾攀登玉龙雪山,也曾深入金沙江流域的大峡谷。“每次采样最长要在野外连续工作一两个月,有的山峰采样处过于险峻,甚至都无法站稳,但这是采集理想样品的必经之路。”何斌说。

  经过大约20年的潜心研究,团队发现了地幔柱学说提出50多年来一直没有找到的证据,即火山喷发前的地壳穹窿证据。“在峨眉山大火成岩省内带发现的巨厚地壳等,都为地幔柱理论提供了关键证据。”何斌说。

  成果助益成矿作用

  及矿产资源分布研究

  “地幔柱活动作为地球深部的地质过程,有很多浅表的响应,解释了大规模成矿作用、全球环境极端变化和生物灭绝事件。”王焰说。例如,研究表明,历史上的五次生物大灭绝中至少四次与地幔柱导致的大火成岩省有关。

  而从成矿作用的角度看,地幔柱活动则具有显著的资源环境效应。

  徐义刚介绍,地幔柱活动与大规模岩浆矿床形成密切相关,如铜镍硫化物矿床、钒钛磁铁矿床等。“大家所熟知的攀枝花钒钛磁铁矿就是峨眉山地幔柱的产物。”他说。

  在团队成员看来,做好基础研究既能回答关于自然科学的重大前沿问题,又具有重要的现实意义。

  “在大会现场,我能深刻感受到国家对科技创新的高度重视。”王焰说,这次获奖激励着她保持初心,继续开拓新的研究领域,不断发现有价值的研究方向,同时做好年轻人的培养。

  而在何斌看来,在自然科学领域取得国际认可的重要突破并不容易,因此此次获奖非常难得。“基础研究是科技创新的根源,要求科研人员耐得住寂寞、甘坐冷板凳。”他说,如今国家不断加大基础研究投入,对科学家来说,这正是专注科研、探索未知的重要机遇期。