何梁何利基金

郑永飞

      郑永飞，理学博士，地球化学教授。1959年10月生于安徽省长丰县。1982年于南京大学地质系大学本科毕业，1985年于南京大学地质系硕士研究生毕业，1991年于德国哥廷根大学地球化学研究所获博士学位，1991～1993年任德国图宾根大学矿物岩石地球化学研究所博士后研究员。入选1994年度首批中国科学院“百人计划”，获得1994年度首批“国家杰出青年科学基金”资助。

      1996年获“中国青年科技奖”，1998年获“中国青年科学家奖”，2004年获国家自然科学奖二等奖(排名第一)，2005年当选美国矿物学会会士。现任中国科学院壳幔物质与环境重点实验室主任，中国科学技术大学地球和空间科学学院副院长。兼任中国矿物岩石地球化学学会副理事长，国际岩石圈计划大陆超深俯冲工作委员会副主席，《科学通报》副主编，欧洲地球科学联合会杂志Terra Nova副主编，日本地球化学杂志Geochemical Journal副主编，国际大型科技出版社Elsevier地球化学杂志Chemical Geology编委和矿物岩石学杂志Lithos编委等。

      郑永飞长期从事同位素地球化学与化学地球动力学研究，在矿物稳定同位素分馏系数的理论计算和实验测定、超高压变质岩形成与大陆板块俯冲和折返的化学地球动力学、同位素体系理论模式及其地球化学应用等三个方面取得了创新性系统成果。作为主要作者(独立作者或第一作者)或指导研究生作为通讯作者，他在国内外核心学术期刊上发表论文168篇(其中国际SCI检索刊物125篇)；116篇论文被SCI刊物他引计2168次(排除作者自引用)，其中第一作者论文SCI他引1859次。据国际引文索引(ISI Essential Science Indicators)公布的SCI论文引用统计资料，郑永飞在地球科学领域论文引用率排行榜上的名次不断提高，2002、2003和2004年进入国际前1000名，2005和2006年进入国际前500名，2007和2008年进入国际前200名。主编《化学地球动力学》(科学出版社,1999)，编著《稳定同位素地球化学》(科学出版社,2000)。指导毕业的博士研究生中，两位分别获得2005年和2008年全国优秀百篇博士论文提名奖，一位获得2007年中国科学院优秀博士论文奖，三位分别是2004年国家自然科学奖二等奖第二、第三和第四获奖者。

一、矿物氧同位素分馏系数的理论计算和实验测定

      将量子力学与结晶化学原理相结合，从理论上定量描述了矿物晶体结构和化学成分与氧同位素配分之间的函数关系，建立了能够实际用于计算固体矿物氧同位素分馏系数的增量方法，是郑永飞对稳定同位素地球化学基础理论的重大贡献。对金属氧化物和氢氧化物、硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐和钨酸盐矿物以及岩浆岩的氧同位素分馏系数进行了系统准确的理论计算，并对同质多象变体的晶体结构效应进行了定量评价。他发展了流体参与条件下的同位素交换反应实验技术，在高温高压条件下成功地测定了方解石与橄榄石之间、方解石与角闪石之间的氧同位素分馏系数。他指导研究生应用化学合成方法，在低温条件下首次成功地实验校准了水镁石水和文石水体系的氧同位素分馏系数。所有计算的分馏系数不仅与当时的实验测定和自然观察相吻合，而且不断地被后续的实验测定和自然观察所证实，同时在地球化学研究中广泛用于同位素地质测温和地球化学示踪。

二、超高压变质岩稳定同位素地球化学及其化学地球动力学

      通过对中国大别苏鲁造山带超高压变质岩的系统深入研究，郑永飞将稳定同位素示踪方法成功地拓展到化学地球动力学研究领域。他发现超高压榴辉岩、片麻岩和大理岩中存在显著的氧和碳同位素异常，论证了它们的原岩具有表壳岩性质，在随大陆板块俯冲至>120km深度时与周围地幔之间没有发生有效的同位素化学交换。他根据矿物稳定同位素证据成功论证了大陆板块深俯冲与折返过程地球动力学的“油炸冰淇淋模型”，即板块俯冲速率快、形成榴辉岩板片在地幔深度滞留时间短、板块折返早期速率快。他观察到超高压变质矿物之间的氧同位素平衡与否能够制约矿物SmNd和RbSr等时线年龄的有效性。他通过系统的锆石UPb微区定年和氧同位素分析，证明超高压正变质岩原岩对应于新元古代时期侵位的双峰式低18O岩浆岩，是超大陆裂解过程中扬子板块边缘裂谷岩浆活动的产物。他发现超高压榴辉岩和片麻岩中含羟基矿物之间存在氢同位素不平衡，创造性地提出板块快速折返过程中的羟基降压出溶是退变质流体的主要来源之一。

三、同位素体系理论模式及其地球化学应用

      寻求同位素体系演化规律与地球化学过程之间的定量结合，是郑永飞长期探索的科学目标之一，并且在同位素年代学和地球化学方面取得了系统成果，并在UPb 和LuHf同位素体系理论和应用方面进行了新的探索。应用溶液中不同含碳物种与方解石之间在热液条件下的碳氧同位素分馏系数，他定量模拟了下列热液成矿过程所引起的沉淀方解石炭和氧同位素组成的共变化。为了区分单个流体或两种流体混合作用对热液矿物硫同位素组成变化的影响，他定量模拟了矿物沉淀的储库效应和不同成因流体混合所引起的热液硫化物和硫酸盐矿物硫同位素组成变化。通过系统测定德国哈茨山热液铅锌和重晶石矿床脉石矿物的碳、氧、硫同位素组成，他应用自己建立的热液体系同位素变化理论模式，为研究这些矿床形成的流体来源和成因模式提供了定量依据。他从理论上深入剖析了二维RbSr等时线方法，通过对大量天然样品的实践检验系统和数学推导，系统论证了混合等时线和继承等时线产生的前提条件以及等时线旋转的原因，结果对完善同位素地质年代学理论和正确应用等时线方法作出了基本贡献。他从理论上深入解析了三维UPb等时面方法，系统论证了两阶段UPb幕式演化体系的全岩和单矿物年龄测定、Pb/U分异性质和源区地球化学特征的物理基础，为常规不一致线定年中的普通铅校正提供了理论背景，并在三大岩类样品中得到了成功同位素定年应用。他成功地将锆石铀铅定年与铪氧同位素示踪相结合，发现华南新元古代中期裂谷岩浆活动启动了大陆边缘冰川融化，根据矿物同位素负异常论证了雪球地球事件的构造驱动机制，标识了新生地壳生长和热液蚀变时间、俯冲带变质过程中的流体效应，拓展了锆石学研究领域。

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