■本報(bào)記者 李思輝 實(shí)習(xí)生 張曦月
隨著科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，當(dāng)前對(duì)銅、稀土等關(guān)鍵金屬的需求已大幅超出供應(yīng)能力，這迫使人們將目光投向尚未充分探索的區(qū)域，尋找不同地質(zhì)過(guò)程中形成的新資源?？死ㄊ亲顬楣爬虾头€(wěn)定的、呈碗狀結(jié)構(gòu)的大陸板塊，是地殼最厚的區(qū)域，也是重要的礦產(chǎn)儲(chǔ)藏區(qū)，尤其是金屬礦藏和能源礦藏。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授陳春飛與合作者通過(guò)對(duì)克拉通邊緣區(qū)域火山噴發(fā)攜帶的地幔樣品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)在克拉通底部約160公里至190公里處的地幔中硫和銅均顯著富集，這一發(fā)現(xiàn)為未來(lái)礦產(chǎn)資源的勘探和開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)依據(jù)和重要方向。1月9日，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》。
“這項(xiàng)研究取得突破，與一次激烈的爭(zhēng)論有很大關(guān)系。”陳春飛將這份成果歸功于組會(huì)上的一場(chǎng)“唇槍舌劍”。
他告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，來(lái)自同行的質(zhì)疑，特別是組內(nèi)同事的強(qiáng)烈質(zhì)疑，看似是“唱反調(diào)”，實(shí)際上非常有意義——它迫使研究人員更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)仳?yàn)證假設(shè)，找到令人信服的完整“證據(jù)鏈”，從而提升研究的科學(xué)性和可信度。
全新的發(fā)現(xiàn)
出生于1990年的陳春飛本碩博都就讀于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）。畢業(yè)后，他申請(qǐng)到澳大利亞麥考瑞大學(xué)進(jìn)行博士后階段研究，從事“深部碳研究”。
所謂“深部碳研究”，就是研究深地中的碳。碳是植物、動(dòng)物、人類(lèi)等生物的生命基礎(chǔ)元素，也是化石燃料的主要組成。對(duì)于地球而言，大約90%的碳都儲(chǔ)存在地底下——地底下發(fā)生的地質(zhì)活動(dòng)就像發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，通過(guò)包括碳在內(nèi)的物質(zhì)元素輸出，影響整個(gè)地球的氣候。因此，探尋深部碳是一項(xiàng)重要工作。
傳統(tǒng)認(rèn)知里，深部碳會(huì)影響氣候，進(jìn)而影響地球宜居環(huán)境。然而，在一次模擬克拉通邊緣地下160公里至190公里火成碳酸巖演變的實(shí)驗(yàn)中，陳春飛發(fā)現(xiàn)了大量硫化物。這一發(fā)現(xiàn)引發(fā)了他的思考：深部碳不僅影響氣候，或許也與礦產(chǎn)資源的形成存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)。
結(jié)合全球火成碳酸巖和巖漿硫化物礦床的時(shí)空分布特征以及地球化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析，他得出一個(gè)全新觀(guān)點(diǎn)：富硫化物大陸根對(duì)火成碳酸巖和硫化物礦產(chǎn)形成與演化有控制作用。也就是說(shuō)，深部碳會(huì)促進(jìn)與硫化物相關(guān)的礦產(chǎn)資源形成。
這意味著，克拉通邊緣火成碳酸巖分布區(qū)域極有可能是一些關(guān)鍵金屬資源的潛在分布區(qū)，即在中國(guó)、南非、加拿大、西伯利亞等克拉通邊緣地帶地下160公里至190公里深處，可能蘊(yùn)藏著巨大的銅、鎳、稀土等礦藏。
歷經(jīng)漫長(zhǎng)地質(zhì)變遷，如火山噴發(fā)、全球板塊構(gòu)造等，深埋地下的礦藏可能被活化至地表并再次富集成礦。因此，在克拉通邊緣地帶的地質(zhì)勘探中，火成碳酸巖分布區(qū)域有望成為關(guān)鍵金屬資源的重點(diǎn)勘探區(qū)域。若該猜測(cè)得到證實(shí)，將為未來(lái)礦產(chǎn)資源勘探提供全新思路和方法。
陳春飛的發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)認(rèn)知存在差異，當(dāng)他興奮地將研究成果告知他的博士生導(dǎo)師、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授劉勇勝以及在澳大利亞做研究期間的合作導(dǎo)師Stephen Foley時(shí)，前者覺(jué)得這也許是個(gè)新發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該認(rèn)真求證；后者沒(méi)有立即發(fā)表意見(jiàn)，而是提議“不妨組織大家做一次討論”。
同行的質(zhì)疑
那是2022年初，在澳大利亞一間小型會(huì)議室里，來(lái)自英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、南非的科研人員圍繞這個(gè)“與眾不同的發(fā)現(xiàn)”展開(kāi)了一下午的討論。
陳春飛激動(dòng)地陳述完后，同行一片質(zhì)疑聲。尤其是一位來(lái)自英國(guó)的同行提出了“相當(dāng)苛刻”的意見(jiàn)。比如，模擬百萬(wàn)年地質(zhì)演變的過(guò)程，如何確保其可靠性；實(shí)驗(yàn)過(guò)程的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性怎么保證；是否存在主觀(guān)判斷掩蓋理性分析的可能……
面對(duì)質(zhì)疑，陳春飛在黑板上推演、解釋、據(jù)理力爭(zhēng)——他一直認(rèn)為自己是做實(shí)驗(yàn)的一把好手，數(shù)據(jù)分析不會(huì)出問(wèn)題。雙方你來(lái)我往、針?shù)h相對(duì)。
冷靜下來(lái)后，陳春飛開(kāi)始思考：對(duì)方的質(zhì)疑看似“挑刺兒”，實(shí)際上代表了學(xué)界同行的意見(jiàn)，也許是研究結(jié)論欠缺足夠的樣本支撐，還不足以令大家信服，而這不正是完善這項(xiàng)研究的關(guān)鍵嗎？
想明白了這些，他再一次開(kāi)展野外調(diào)查，擴(kuò)大全球火成碳酸巖和巖漿硫化物礦床時(shí)空分布特征分析范圍，進(jìn)行更全面的地球化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析驗(yàn)證，最終證明他的發(fā)現(xiàn)與已探明的許多礦藏分布完全吻合，證實(shí)了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性。
2022年末，陳春飛開(kāi)始撰寫(xiě)論文，并主動(dòng)把論文初稿發(fā)給那位同行。對(duì)方認(rèn)真看完這些數(shù)據(jù)后，沒(méi)有再提出質(zhì)疑。而且，在陳春飛邀請(qǐng)下，他欣然加入研究團(tuán)隊(duì)。
之后，一項(xiàng)由中國(guó)“90后”學(xué)者主持，多國(guó)科學(xué)家、學(xué)者參與的研究逐步成型。
審稿人的“致謝”
2023年7月，陳春飛及合作者嘗試向《自然》投稿。
投稿后兩周，文章即被送審，4個(gè)月后，陳春飛收到了回復(fù)。審稿人提出了幾個(gè)方面的修改意見(jiàn)：第一，要求作者對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行量化；第二，與礦產(chǎn)資源相關(guān)的問(wèn)題，證據(jù)要更加充分；第三，要求對(duì)文章結(jié)構(gòu)等進(jìn)行大幅修改。
陳春飛認(rèn)為“質(zhì)疑就是有需要改進(jìn)的空間”，他與合作者耗時(shí)近7個(gè)月逐一處理審稿人意見(jiàn)，確保每一個(gè)論述都言之有據(jù)，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都具有說(shuō)服力，可以量化的內(nèi)容都得到量化。
在完成定量化工作后，文章進(jìn)入了第二輪審核。審稿人又提出了一些補(bǔ)充意見(jiàn)，這些意見(jiàn)很快得到了處理。
不久之后，他的郵箱里收到了審稿人的“致謝”。這實(shí)際上是一段寫(xiě)給《自然》主編及文章作者的評(píng)語(yǔ)。審稿人認(rèn)為，這篇文章從第一稿到現(xiàn)在發(fā)生了很大的變化，圖片非常清晰，文字論據(jù)非常充分，各方面都得到巨大提升。尤其難得的是，研究者態(tài)度非常開(kāi)放，愿意接受不同的意見(jiàn)，因此才有了一篇這么棒的文章。
而陳春飛在文章發(fā)表后更希望繼續(xù)相關(guān)研究，為未來(lái)礦產(chǎn)資源的勘探和開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-024-08316-w
鏈接：科學(xué)網(wǎng)—質(zhì)疑聲中，他為新發(fā)現(xiàn)夯實(shí)“證據(jù)鏈”
（原載《中國(guó)科學(xué)報(bào)》2025年1月9日）
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