把元素周期表绘制在地球上

联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心成立前的记者见面会会场。预定时间未到，有人悄悄入场。

“您是？”

来人一笑：“我是王学求。”

“腕儿”来了，却如此低调。对照已经温习数遍，长长的、写满几页纸的他的学术成就，这种低调，让敬畏更增几分。

此次活动，他是主角儿。联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心成立后，后续的研究工作将由他来主持完成。

绘制地球化学元素图谱

按照规划，在未来6年，中心将建立全球地球化学基准网，开展全球资源评价和环境变化监测；开展“一带一路”地球化学填（编）图，服务国家“一带一路”建设；开展编制全球地球化学一张图与化学地球平台建设，向社会提供服务；积极准备“化学地球”国际大科学计划。

尤其是实施“化学地球”国际大科学计划。“化学地球”更形象的解释，就是绘制地球化学元素图谱，将元素周期表上所有化学元素的含量和分布绘制在地球上，为全球资源可持续利用和全球环境变化研究提供基础数据，为政府决策提供科学依据，为社会提供公共服务。工程庞大，意义深远。

“通过大计划的实施，最终我们将建立起‘化学地球’平台与地球化学大数据共享系统。就像人们运用‘谷歌地球’来定位、测量距离、查询路线和地形地貌一样，将来进入‘化学地球’，人们点击系统，就可查询了解和环境或健康有关的水、土地等有害和有益元素信息以及与资源有关的成矿元素分布信息。”王学求表示。

“中国在地球化学领域取得的成就，使得集研究与调查、科学与工程、资源与环境一体化的大科学计划——‘化学地球’成为可能。”王学求强调，中国区域化探全国扫面计划、全国土地质量地球化学调查计划、全国地下水水质调查计划的实施，以及全国地球化学基准计划积累的协调多部门、多地区、组织成千上万人员参与实施大计划的运行经验，都为“化学地球”大科学计划的实施提供了可借鉴的模式。

由王学求主持的全球地球化学基准网是迄今国际地球化学界最大规模的国际合作研究计划，共有69个国家及169位个体科学家参加。目前已建立了覆盖面积近3200万平方千米，约占全球陆地面积22%，分析元素达76种。

全球地球化学基准网有着深远的国际意义，为了解全球地球化学背景、全球资源评价、衡量未来全球化学变化和了解过去地球化学演化提供了定量参照标尺；重新提供了过去地球化学填图所没有包含的化学元素，如三稀元素、铂族元素、铀等远景区50余处；开发了全球地球化学一张图平台“化学地球”；制订国际地球化学填图系列指南，对引领国际地球化学填图具有奠基性意义。

通过全球地球化学基准网，对中、美、欧、澳数据对比发现，重金属元素超标的采样点位分别为欧洲10.9%，中国4.1%，美国2.6%，澳大利亚1.8%，欧洲重金属污染最为严重，这与工业化历程是一致的。

全球地球化学基准网还系统测定了不同地质时代岩石和土壤中的全碳、有机碳和二氧化碳含量，为自然界碳循环和全球变化提供了基础数据。

美国著名地球化学家David Smith评价中国地球化学基准图是将全球地球化学填图推向了极致。著名地球化学家Clemens Reimann认为，全球地球化学基准网的分析指标是世界最好的，一些元素地球化学图是以前从未有过的。

谢学锦院士评价全球地球化学基准网所有指标均达国际领先水平。而李廷栋院士则认为，全球地球化学基准网填补了多项空白，为实现将元素周期表绘制在地球上的宏伟工程迈出了重要一步。

发现超微细金

王学求也是谢学锦院士的学生。正是在谢学锦院士的指导下，他通过无数次实验发现，地球化学样品中大量存在粒径小于5μm的亚微米、纳米金，含量占总金量的30-90%，据此提出了超微细金的概念。

他的实验证实，超微细金具有极强的活动性，不仅可以以机械形式被各种营力作长距离搬运，而且具有很强的化学活动性，可以被水所溶解迁移。

这一发现圆满地解释了“自然界中大规模金的地球化学异常是如何形成的”这一亘久未破之谜，被国外同行称作“超微细金勘查概念模型”。实验结论也推进了金矿区域化探由一门经验或技术成为一门真正的科学。

国际勘查地球化学家协会主席将这一发现列入了勘查地球化学90年代的最重要进展之中。

王学求与谢学锦院士发展此研究成果写成的《金的勘查地球化学》一书也被美国著名地球化学家T.T.Chao称做“一本划时代的巨著”。

这一研究成果的广泛应用为金矿化探取得突出找矿成就做出了重要贡献。据不完全统计，自1999年以来，运用谢学锦院士和王学求科研团队所发展的地球化学方法，在所圈定的靶区中发现大型以上金矿已达16处。

探究深穿透地球化学领域

在勘查地球化学领域，科学家一直在努力研究能探测更大深度的穿透性地球化学找矿方法，却迟迟无人破题。

王学求当然明白，攻破这个难题对隐伏区矿产勘查将具有极大的推进作用。于是，他开始潜心关注。

在一个国家项目支持下，他在矿体及其上方土壤和气体中同时发现六边形的纳米铜和金晶体。

按照常规判断，纳米金属晶体只有在一定的温度和压力条件下才能形成。那么，此次在矿体及其上方土壤和气体中同时发现纳米金属晶体，足以充分证明，隐伏内生矿体纳米金属微粒可以通过岩石微裂隙和纳米孔喉垂直迁移到达地表。

“通过实验模拟证实纳米金属微粒具有极强的穿透能力和快速迁移能力。”王学求表示，这就为元素从内生矿床向地表的垂向迁移提供了直接微观证据。实现了覆盖区勘查地球化学迁移机理研究从“描述性模型”到“实证性科学”质的飞跃。

他带领研究团队据此发明了具有自主知识产权的系列深穿透地球化学技术——穿透性勘查地球化学新方法技术，即用纳米探测、金属活动态提取、地球气纳微金属测量、独立供电偶极子地电化学等技术直接获取深部异常信息的隐伏矿探测法，显著提高对隐伏矿的探测能力，探测深度可达1000米。

这项技术投入应用后，填补了我国盆地地球化学调查方法的空白，先后分析样品5万余件。该项成果也获得了国家科技进步二等奖1项、国土资源科技成果一等奖1项、国家专利3项。

国际地球化学领域的权威科学家对此给予极高赞誉，认为纳米金属微粒发现是一项创新性研究成果，对覆盖区矿产勘查具有深刻影响，也为全世界应用提供了实证。

学术应服务社会

事实上，这一成果也恰恰完全印合了王学求一贯的学术应用思路。

“作为一名地质科学研究人员，更多的时候，我的调研对象是岩石、土壤和水。正是这些‘不会说话的朋友’透露的信息，常能最真实地回应群众关切的环境问题。”在2013年的全国两会期间，在讨论地下水和土壤保护时，王学求更明确陈述作为一名科研人员的职责。“我认为，首先应将学术成果和科学数据服务于决策，服务于人民。”他认为，论文不仅要对科学负责，更要对社会负责。要将科学研究成果与社会发展问题对接，为推进科学决策献计出力。

细数他的科研、学术成就，每一项都紧贴民生大计，国之根本。

自1989年6月从长春地质学院勘查地球化学专业硕士研究生毕业后，王学求即投身到艰苦的地质勘查行业。参加工作近30年来，他一直致力于勘查地球化学研究工作，先后主持国家“攀登计划”、国家“973计划”和国家“科技攻关计划”课题、省部级研究项目、地质调查项目及国际合作项目等20余项，在金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、纳米地球化学和全球尺度地球化学研究等领域取得了获得国内外同行高度评价的理论创新成果与实用性成果，为中国勘查地球化学在国际上处于领先地位作出了重要贡献。

“从1994年开始，我们就对全国土壤51个化学元素进行监测，2008年开始又建立了覆盖全国的地球化学基准网，对土壤81个化学指标进行监测。监测数据显示，重金属等污染物指标在局部地区上升较快。”王学求说。

其成果应用也不仅限于土壤化学元素调查。王学求带领团队研发的深穿透地球化学等新方法新技术，结合传统地球化学找矿方法和现代分析测试技术，形成了一套有效的地球化学矿产勘查方法技术组合。为更好地落实研究工作与国家需求密切结合的要求，王学求曾一直坚持和团队人员一起用大量时间到最艰苦的西部无人区从事野外调查，为国家紧缺矿产资源，如大型金矿、铀矿和铅锌矿的发现提供了重要找矿线索。

据不完全统计，1999年以来，运用该团队研究的地球化学方法，在所圈定的靶区中已发现大型以上金矿16处、银矿3处、铜矿21处、铅锌矿7处、锡矿7处。这些矿产资源的发现和探明，大大提高了国家的资源保障能力。

湖北、甘肃、贵州、陕西、新疆、四川等省区地矿局和核工业地质队的实践经验也表明，王学求研究团队所发展的金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、盆地铀矿地球化学理论和方法技术在当地金矿、铀矿勘查中发挥了重要作用。

此外，在中蒙合作1:100万地球化学填图工作中，通过项目实施所圈定的异常靶区中，有3处已经由内蒙古有色地质矿业（集团）有限公司跟进登记探矿权，另有2处正在审批。此外还实施了“一带一路”主要资源大国地球化学填图国际合作，其中，中蒙和中哈地球化学填图已纳入国家发改委“一带一路”规划目录，为相关决策提供了依据。

与国际水平的团队一起成长

从事勘查地球化学和国际地球化学填图研究，离不开研究团队的共同成长和合作。而这种精神的传承，在谢学锦院士团队超过60年的发展中，始终如一。他们为中国应用地球化学在国际上处于持续领先地位作出了重要贡献。

目前，在这个团队中，有院士1人、国家百千万人才工程国家级人选1人、国土资源部科技领军人才1人、国土资源部科技创新人才工程青年科技骨干1人，团队近5年培养了博士后3人、博士16人、硕士5人。

截至目前，团队还与60余个国家建立了合作研究关系，举办了20余次国际地球化学填图培训班，培训的学员达500余人，不仅将中国的先进地球化学技术输出国外，而且建立了良好的人脉关系和人才储备，创造了中国与发展中国家开展互利共赢的地球化学填图合作模式。例如，蒙古国给予中蒙地球化学合作填图项目以高度评价，研究团队中的2人也因此被授予蒙古国最高国家荣誉勋章、2人被授予蒙古国部级荣誉勋章。

并且，以该团队为基础建立的“联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心”本身就已经代表了各自领域的研究前沿。

王学求（左一）在野外开展全球地球化学基准网河漫滩沉积物采样培训