本刊记者 李 静

从微米尺度看地球的过去与未来
——夏小平的地球化学之旅

本刊记者 李 静

大雨拍梦声声催，惊雷奔地天似裂。

欲堪哀牢书翠微，车行险路头难回。

两亿沧桑洋陆改，个中曲折慢慢究。

顽石无心载地史，我辈有意立丰碑。

在一次对哀牢山野外地质考察的途中，中国科学院广州地球化学研究所研究员夏小平写下了这样的诗句。

地球是人类赖以生存的家园,探究地球过去与未来的奥秘是夏小平孜孜不倦的追求。经过几十亿年的演变，地球不断在新旧中更替，夏小平也于这更替之间遇见了过去与未来的神秘。

磨刀不误砍材工

1996年，夏小平从万县中学毕业后，考入中国科学技术大学地球与空间科学学院学习。起初只是抱着“找个好工作”的简单想法选择了地球化学专业，但深入之后，夏小平被未知世界的无限神秘深深吸引了，他渐渐发现这是一门可以探究过去和预见未来的学科。为此，他愿意投入更多精力，比如去香港大学地球科学系深造。

中科院院长白春礼参观指导广州地化所二次离子质谱实验室

“从2001年到2009年，我一直都在香港学习与工作，在香港的日子给了我很多不同的感受。”地球很大，又因为极其复杂，很多关键的地球化学信息只记录在微米尺度的样品上。在日常生活中，我们时常会被奇形怪状、色彩斑斓的岩石所吸引，但很少会有人思考：岩石是否也有年龄？怎样测定岩石年龄呢？研究表明目前锆石是测定岩石年龄最理想的矿物之一，一般来讲，锆石只有一百微米大小，而且大都是不均匀的，可能记录了多期地质事件，当时的分析方法大多只能给出一个混合的年龄。为了准确区分这些不同地质事件的年龄，夏小平在香港大学攻读博士学位时，就开始琢磨原位微区的分析方法。他系统地研究了在微米尺度下锆石激光剥蚀等离子体质谱法分析过程中的元素灵敏度、氧化物产率、同位素分馏及其校正方法，并在国际上首次建立了利用同一台多接受等离子体质谱仪准同时测定锆石U-Pb年龄和Hf同位素的实验方法，得到国内外专家学者的一致肯定。

研究生毕业后，由于夏小平的突出表现，他获得了香港大学杰出研究生奖。当时，全港大每年也仅有10人能够有机会获得该奖项，夏小平是学校地球科学系史上第3位获得者。

就在别人以为他会留在香港时，夏小平还是选择了回到大陆。“直到现在很多人还都有一个误区，认为香港的科研条件很好，但其实不然，在仪器装备以及科研资金资助等方面都大大限制了我的发展，相反，大陆对我来说会有更大的发展。”

中国科学院广州地球化学研究所引进了一台世界上最先进的地球化学分析仪器二次离子质谱仪，价值3000多万，这也是吸引他来到该研究所任职的一个原因，从2009年开始，此后数年，他扎根于此，依托该所世界级的科研仪器平台取得了多项技术性突破。

“但对我来讲，回到大陆后最值得骄傲的事就是建立了中国科学院广州地球化学研究所二次离子质谱实验室及配套的高压脉冲碎样实验室，这对我的科研工作来说简直是如虎添翼。”夏小平激动地表示。利用二次离子质谱法测定锆石年龄可以得到更准确的结果，更重要的是，这还是一种近乎无损的分析方法，而且得到年龄后还可以继续分析样品同一位置的氧同位素、Li同位素，微量元素组成等。目前，该实验室是我国第三个也是除北京以外第一个大型二次离子质谱实验室，主要从事地质样品的高精度、高空间分辨率微区原位元素和同位素分析研究。作为学术带头人，夏小平带领的研究团队开展了大量的地质年代学、地球化学以及沉积物源示踪等方面的工作，其中，发表SCI论文70多篇，SCI引用4000多次, 会议摘要30多篇。

踏遍青山人未老

从巍峨雄伟的青藏，苍茫辽阔的新疆，到山青水秀的江南和冰姿雪韵的东北，祖国的山山水水在夏小平的眼里充满了无穷魅力，他几乎走遍了每一个省级行政单位，每处都留下了他的足迹。因为工作原因，夏小平经常冒着严寒酷暑，日晒雨淋，徒步翻越陡峭的山岩，翻车、被蛇咬等安全事故更是时有发生。但为了求得更多可靠的数据和历史，夏小平认为他所做的一切都值得，同时也取得了众多研究成果。

他对我国内蒙山西地区发育的孔兹岩带中高级变质泥岩的研究反演了我国华北克拉通古元古代的拼合历史，并发现我国最古老的华北克拉通西部陆块的地壳生长历史与东部陆块具有显著的差异。对西藏冈仁波齐砾岩的研究中，夏小平发现了年轻到37Ma的碎屑锆石年龄，可能指示了拉萨地块南缘由于印度大陆俯冲汇聚而产生的岩浆作用可能持续到了始新世。目前，他的研究兴趣集中到了我国风光旖旎的云南省哀牢山。“每次出野外都像是一次旅游，这是研究地球科学最大的福利。”他说。

哀牢山，位于云南省中部，相传远古在这里存在着一个哀牢古国，“哀”是指酒或酒的气味，“牢”则与“醪”同音，如果是汉族对其的称呼，可以认为是转音注释，即以谐音转注其“哀”。但还有一种说法，“牢”同“哀”同意，也是指酒或酒气，故为“哀牢山”。哀牢山构造带特殊，对研究全球古特提斯演化有重要意义。夏小平带领团队在野外和室内“双管齐下”，在经过详细的野外地质调查和室内分析测试后，夏小平终于为多项长期困扰他的难题给出了解答。

他的研究发现在哀牢山—藤条河断裂东侧一带，寒武—泥盆系碎屑岩锆石年龄以~828Ma为峰期特征，其εHf(t)同位素值也有正有负，据调查显示，指示物源区主要集中在扬子地块；而该断裂西侧，在夏小平提取的3件寒武-泥盆系样品中，他发现碎屑岩锆石年龄以~447Ma和~953ma为特征，εHf(t)同位素值主要为负，指示物源区在思茅地块。“我们这才发现，哀牢山古特提斯洋对应的缝合带极有可能并不是之前认为的李仙江—阿墨江断裂带或者安定—九甲断裂带，另外我们还得知哀牢山古特提斯洋可能早已于志留纪已经打开，这给了我们更多新的探究线索。”夏小平表示。该项发现已经发表在国际期刊Gondwana Research和国内核心期刊《地球化学》上。

带领学生进行野外地质考察

在探测过程中，夏小平时常会有不经意的重要发现。在对缝合带西侧二叠纪龙潭组碎屑岩锆石年龄探测中，夏小平惊奇地发现岩石年龄明显呈现出一个250～290Ma的宽缓特征峰值，并有多个次要年龄峰。据此，他也有了新的思考：他认为这些物质主要来源于一个安第斯型的大陆边缘弧。而且，在缝合带东侧地质图上，同样标为二叠纪龙潭组的碎屑岩锆石年龄则集中分布着一个~245Ma的单一峰。“我们经过观察研究，认为这些碎屑物质沉积在一个中三叠世的弧前盆地，并不是此前认为的二叠世，而哀牢山洋是分别向东西两边俯冲到扬子和印支—思茅板块之下的。”目前，夏小平也正在将新发现着手整理之中。

值得一提的是，夏小平还建立了电气石LA-ICPMS原位微区B同位素、黄铁矿等硫化物的SIMS硫同位素、第四纪锆石U-Th不平衡定年等分析试验方法并应用到哀牢山构造带古—中生代碎屑沉积物源示踪以及秘鲁Marcona铁矿成矿热液演化研究中。

哀牢山，记录了夏小平的科研足迹，更留下了宝贵的科研财富。无论是困难重重的野外考察，还是枯燥的数据研究，夏小平总是能够守住科研路上的寂寞，接受着无尽的考验与洗礼，静待花开。