北京离子探针中心铸就世界年代学科技平台

来源：国土资源报；记者：田雪莲、特约记者：曹菲

    “10年前,中国从澳大利亚购置了第一台二次离子探针（SHRIMP II）设备;10年后，北京离子探针中心以“开放、共享、高效”的形象，跻身于世界最著名地质年代学实验室的行列,与之合作者从世界各国纷至沓来,加快了 我国乃至世界地球科学发展速度,中心已成为国家科技基础条件平台面向全社会高效共享的典型示范。。” 这是12月18日北京离子探针中心10周年学术研讨会上,与会专家学者对中心发出的由衷赞叹.

　　据中心主任刘敦一教授介绍,北京离子探针中心是2001年12月18日由科技部、国土资源部和中科院共同出资，以共建共享方式建立的国家大型科学仪器 中心。自成立起，就把向国内外地学界全方位开放共享作为基本运行方针， 以敬业、团结、奋进的精神,全体成员夜以继日坚守岗位，保证了每天24小时、每周7天不间断运行，年分析机时保持在7200小时左右，是科技部有关大型仪 器运行效率优秀标准4倍，开放程度大大超出科技部规定的30%，达到76%，为国内外学者提供了高质量测试服务,提供了更多的年代学数据，推进了地学发展 的速度，被誉为世界上同类仪器中运行效率最高的实验室。10年来，中心共分析了1.4万余件锆石定年样品。截至2010年12月，国内外学者运用在中心获 得的SHRIMP数据，在国内外学术期刊上共发表论文800余篇，其中国际SCI275篇。据国外同行统计，自2007年起，中心单台SHRIMP仪器的 年度科研成果产出量（国际期刊论文数）在同类仪器中跃居世界第一。

　　刘敦一说,为了实现开放、共享、高效、创新的目标,他们从人才队伍建设、大型科学仪器远程共享系统开发,到科学仪器的自主研发都做了积极努力。在技术 方法方面, 建立了SHRIMP锆石微区U-Th-Pb定年技术和REE分析、磷灰石U－Th－Pb定年等5项技术方法。在队伍建设上,实施“人才国际化”方针,不求 所有,只求所用,聘请国内外顶级科学家加盟,形成了一支由国际知名同位素地质学家带领的，老中青结合的优秀的技术和研究人才队伍。在仪器研发方面,中心在 国家科技支撑计划支持下，自主研发了二次离子质谱和串联飞行时间质谱的新技术、新产品、新装置和计算机软件等19项，初步形成了一个高端质谱仪器及关键部 件实验平台和研发基地，申报了18项技术发明专利，已获2项国内发明专利和1项国外发明专利。

　　令地学界称道的,还有由北京离子探针中心、中国计量科学研究院和吉林大学合作开发的离子探针远程共享示范系统（SROS）。自2005年以来，北京离 子探针中心陆续建立了仪器共享实验中心和7个国内外远程工作站，联接了分散在各地的27套大型类仪器.这套被专家鉴定为国际领先水平的系统，打破了科研工 作中仪器使用的时空界限。使用这一系统，世界各地的科学家可以实现在Internet公共网络环境下实时远程控制离子探针质谱仪、观测样品图像实时变化、 在线获取试验数据、远程协同信息交流等远程实验，达到亲临北京离子探针中心进行实验的效果。它还能够满足多个科学家异地实时进行协同实验、研究的需要，有 效提升了离子探针质谱仪实验研究的水平，从而推动了地学界科研方式的变革。
　
　　先进的运行理念和高效优质服务,吸引了来自中、美、英、法、德、澳、巴西等国家和地区的数百名专家学者来“中心”完成锆石定年工作或短期访问,取得了一系列重要的成果。

　　锆石SHRIMP U-Pb定年具有高的空间和质量分辨率和定年速度快的特点，测定的锆石年代学结果具有直接的地质意义,解决了许多传统U-Pb定年方法无法或难以解决的同 位素年代学问题. 地学家们说,自SHRIMP II引进中国以来，中国中—新元古代地层柱的年代地层标定发生重大改变,前寒武纪地层学研究的颠覆性进展是前寒武纪革命。在国际上，北京离子中心与美国和 澳大利亚合作，测定并发现了世界上第一颗老于43亿年又具有37亿年变质增生壳的最老锆石，这一成果对地球早期历史研究作出了突破性贡献。在中国华北,科 学家发现了38亿年古老岩石；由SHRIMP测定结果确定华北克拉通孔兹岩系主体形成于古元古代晚期，而不是以往认为的太古宙；在扬子板块上的发现了老于 33亿年的残留锆石，确定鞍山地区存在38亿年-33亿年长期连续地质演化,进一步完善了我国鞍山地区太古宙演化研究。这些成果在多方面改变了以往对华北 克拉通早前寒武纪地壳形成演化的认识。2004年，《我国38亿年最老岩石的发现及鞍山太古宙地壳演化》获国土资源科学技术奖一等奖。

　　“中国大陆构造与动力学研究的长足发展, 在解决关键科学问题上得益于精细的锆石SHRIMP U-Pb 测年的结果。”中国科学院院士主任许志琴这样评价离子探针中心对科学研究的重要支撑作用.她带领的大陆动力学实验室,利用SHRIMP U-Pb 定年数据,为中国大陆三个重大高压/超高压变质事件的年代学（始特提斯、古特提斯和新特提斯）确定奠定基础;应用SHRIMP精确定年，测出了我国苏鲁- 大别超高压岩石变质演化的三个阶段并获得准确的时间，同时计算出超高压岩石由深部返回地表的“折返速率”，这是一项突破性的进展。

    在为全世界提供高质量测试服务的同时，中心科研人员承担了多项国家和部门的重大科研项目，取得了诸多重要成果，以第一作者发表的国际SCI论文近40篇。 最令世界瞩目的是2011年,北京离子探针中心与美国华盛顿大学合作，对阿波罗—12和阿波罗—14飞船登月获得的毫米级月岩和月球陨石，首次进行了高精 度的原位锆石离子探针测年等，厘定了月球早期历史几次重要事件的时代，精确测定雨海纪月球遭受强烈撞击事件年龄为39.2亿年。这一结果改变了国际普遍接 受的月球雨海纪强烈撞击事件年龄为38.5亿年的传统认识。合作项目获得的近100个锆石、37个陨磷钙钠石和22个磷灰石SHRIMP定年结果是月球年 代学研究史上绝无仅有的。这也是我国学者首次对阿波罗开展地质年代学研究，研究成果为我国探月工程未来采集月岩样品的年代学研究积累了宝贵经验。

　　10年来，中心把“开放、共享、高效”从简单的提供测试机时发展到与国内外同行进行学术交流及合作，已成为一个世界知名的支持地球科学研究的高级技术 平台和流的中心以及“世界上最优秀的同位素地质年代学实验室之一。”凭借突出成绩，在2011年全国科技工作会议上，中心获得了“十一五”国家科技计划执 行优秀团队荣誉称号。