第九届侨界贡献奖人物风采录（一百一十四）／朱祥坤：甘坐冷板凳，勇做栽树人

朱祥坤，现任中国地质科学院地质研究所二级研究员、同位素地质研究室主任，自然资源部同位素地质重点实验室主任，中国地质学会同位素地质专业委员会主任，国际同位素丰度与原子量委员会领衔委员，国际纯粹与应用化学联合会无机化学二部领衔委员。他主要从事同位素地球化学和同位素地质年代学研究，是国际非传统稳定同位素地球化学主要奠基人之一。

初心不改，报效祖国

1992年，朱祥坤远赴英国求学，师从国际知名地球化学专家——基斯·奥尼恩斯爵士(Sir Keith O"Nions)。他一直心怀一个朴素的愿望：用先进的科学知识，服务祖国和人民。

(资料图)

2001年，国土资源部历史最悠久的重点实验室——同位素地质重点实验室面向全球招聘主任，朱祥坤第一时间提交了简历。经过重重选拔，40岁的朱祥坤脱颖而出，受聘成为国土资源部同位素地质重点实验室的主任，并于2002年正式回国。从此，他就把自己的事业扎根在了祖国大地。

2018年，习近平总书记在第十九次院士大会上指出：“基础研究是整个科学体系的源头。要瞄准世界科技前沿，抓住大趋势，下好‘先手棋’，打好基础、储备长远，甘于坐冷板凳，勇于做栽树人、挖井人，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破，夯实世界科技强国建设的根基。”同位素地球化学研究就是这样一门重要的基础地质研究，朱祥坤潜心三十五年，甘于寂寞，勇于创新，用辛勤、汗水和智慧浇灌出灿烂的基础地质研究“创新之花”。

敢为人先，开拓地球化学前沿领域

非传统稳定同位素地球化学，自世纪之交诞生以来，已成为地球科学的重要前沿。朱祥坤凭借着勇攀高峰、敢为人先的创新精神，奠定了该领域多项技术和理论基础，与其他研究者一同构筑完善了理论框架，为这一前沿领域的开创和发展做出了突出贡献，使我国跻身非传统稳定同位素地球化学研究的国际前列。

他攻克多重技术难题，率先建立了铁同位素的MC-ICPMS(多接收器等离子体质谱)测试方法，精度比先前的TIMS(热电离质谱)测试方法提高了10倍。学术界从此可以在实验室中测试到高温矿物间铁同位素的组成变化，被国外学者评价为“开启了金属稳定同位素高温地球化学之门”。

他率先建立了钛稳定同位素高精度测试方法，发现并探讨了“自基体效应”这一基础理论问题。

他率先将“标样—样品交叉法”成功运用于MC-ICPMS的同位素测试过程，大大简化了测试流程，被同类实验室广泛借鉴。

他首次在细胞内部或生物体内发现，铁、铜、锌等过渡元素同位素沿着运移路径和食物链发生了分馏，指示了过渡元素同位素在生态学、生物医学等方面的巨大潜力。

他系统研究了植物发育过程中铁、铜、锌等金属稳定同位素的分馏规律，为其在生态学中的示踪提供了理论基础。

科学研究中的奠基性工作，不仅需要开拓创新的勇气和灵感，更少不了严谨求实的耕耘和内功。多年来，朱祥坤带领团队，对不同地质储库的金属稳定同位素组成进行了详细调查，构筑和完善了铁、铜、锌、钙、镁等同位素的示踪参照系；系统研究了铁、铜、锌等同位素的分馏过程，为其地球化学应用奠定了基本理论基础；证明了氧化还原过程是变价金属(如铜、铁等)同位素分馏的主要控制因素，揭示了变价金属元素稳定同位素是示踪氧化还原状态的有效地球化学工具；研制了铁、铜、锌等十余种同位素标准物质，为这些新同位素体系的数据质量监控提供了标准。2008年，“铁、铜、锌等非传统稳定同位素地球化学研究取得突破性进展”入选中国地质学会十大地质科技成果；2018年，“金属稳定同位素示踪体系的构筑及其在矿床研究中的应用示范”获自然资源部国土资源科技奖二等奖。

学科交叉，探索基础理论应用方向

地球化学是一门交叉学科，其创立的初衷，就是把化学的理论和方法应用到地球科学领域，推动和促进地球科学发展。朱祥坤的研究工作充分体现了学科交叉融合的理念。作为自然资源部重点实验室主任，他与英国牛津大学、英国利兹大学、英国帝国理工大学、美国阿里桑那州立大学、美国地质调查局、澳大利亚地球科学局、澳大利亚南澳地调局，及国内的南京大学、北京大学、中国科技大学、中国地质大学(北京)、天津大学、云南大学、西北大学、中科院南京土壤所、中科院南京古生物所、中科院地化所、中科院地质地球所、中科院青藏所、中科院紫金山天文台、国家天文台等多家教学和科研机构建立了合作关系，把非传统稳定同位素地球化学广泛应用在前寒武纪地球表生系统演化、成矿作用、地幔与岩浆过程、天体化学、古海洋等多个研究领域。

前寒武纪环境与生物协同演化是地球科学的重要研究前沿。朱祥坤以非传统稳定同位素方法与其他地质地球化学手段相结合，在该领域进行了系列性创新研究。2018年，他的团队在《自然-地球科学(Nature Geoscience)》发表论文，首次报道了距今约15.7亿年的地球海洋中发生了一次氧化事件，该氧化事件的起始略早于大型多细胞真核生物的出现(15.6亿年)。该重要发现推翻了“距今18-8亿年的时期地球表面持续低氧”的传统认识，再次肯定了氧气在早期真核生物演化中的重要作用，代表了地球早期环境与生命协同演化研究的重大突破。

朱祥坤将非传统稳定同位素应用于成矿作用研究，开辟了矿床学研究新途径。他率先将铜同位素应用于海底热液活动研究，系统研究了海底热液活动过程中铜同位素的变化规律，得出了铜同位素具有指示成矿过程的潜力的认识；系统研究了硫化物矿床的锌同位素演化规律，确认锌同位素是指示成矿流体运移方向的有效指标；对矽卡岩化过程中铁同位素的演化规律进行了系统研究，研究成果被地球化学经典教科书作为范例大篇幅引用；对我国主要类型的铁矿进行了系统的铁同位素调查，为运用铁同位素示踪矿床成因奠定了基础，并通过对岩浆矿床、热液矿床的系统对比，提出了矿浆成因与热液成因铁矿的铁同位素识别标志；从金属稳定同位素的全新角度开展复杂矿床成因研究，深化了对成矿作用的认识。

太阳系星云物质的均一化程度，是天体化学与地球化学的核心问题之一。朱祥坤率先将高精度铁同位素分析技术运用于天体化学研究，论证了太阳系星云中铁同位素组成的均一性，从而为太阳系的起源和早期的物质演化提供了重要约束，对非传统稳定同位素在天体化学研究中的应用起到了示范和引领作用。

此外，他还开启了铁、铜、锌等稳定同位素在古海洋研究中的应用先河：率先将铁同位素体系应用于古海洋研究，重建了600万年前以来北大西洋底部海水的铁同位素组成演化；首次论证了锌同位素是古海洋全球尺度变化的地球化学指标，为研究古海洋的全球变化提供了新的技术手段。

潜心研究，修改铅元素原子量

基础研究的每一次突破，都会产生持久而深远的影响，其背后也必然包含着数十年如一日的坚持不懈。2021年，化学界最高级别国际组织“国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)”授权国际同位素丰度与原子量委员会(CIAAW)发布公告，宣布铅原子量由原来的207.2±0.1，修改为区间值[206.14，207.94]。此项修订正是基于朱祥坤领衔的国际研究团队的工作成果。该成果还入选了中国地质调查局、中国地质学会2021年度地质科技十大进展。

朱祥坤带领国际团队，历时八年，对上世纪50年代以来的相关文献进行了全面系统的调研，严格评估了文献中的测试方法和数据质量，筛选出了8000余件符合精度要求的样品，并进行了分类和统计分析，厘定了铅元素原子量的最小值和最大值。数据中的最小值和最大值，均来自于朱祥坤二十多年前对苏格兰西北部刘易斯(Lewisian)杂岩体的研究成果。

传统上原子量一般由化学家或物理学家主导修订，地球科学家很少参与。而这一次，铅元素原子量标准数值从“常数”向“区间值”这一认识的转变，同位素地球化学家起到了关键性作用。

朱祥坤一直认为：“基础研究是学科发展的根基，可以支撑很多不同方向和领域的研究。只有潜心钻研几十年如一日，认认真真、扎扎实实搞基础研究，才能在国家有需求的关键时候，展现出基础地质研究的力量，从而为社会发展贡献学科力量。”