朱祥坤，現(xiàn)任中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所二級(jí)研究員、同位素地質(zhì)研究室主任，自然資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)同位素地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)主任，國(guó)際同位素豐度與原子量委員會(huì)領(lǐng)銜委員，國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)無(wú)機(jī)化學(xué)二部領(lǐng)銜委員。他主要從事同位素地球化學(xué)和同位素地質(zhì)年代學(xué)研究，是國(guó)際非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)主要奠基人之一。

初心不改，報(bào)效祖國(guó)

1992年，朱祥坤遠(yuǎn)赴英國(guó)求學(xué)，師從國(guó)際知名地球化學(xué)專家——基斯·奧尼恩斯爵士（Sir Keith O'Nions）。他一直心懷一個(gè)樸素的愿望：用先進(jìn)的科學(xué)知識(shí)，服務(wù)祖國(guó)和人民。

2001年，國(guó)土資源部歷史最悠久的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向全球招聘主任，朱祥坤第一時(shí)間提交了簡(jiǎn)歷。經(jīng)過(guò)重重選拔，40歲的朱祥坤脫穎而出，受聘成為國(guó)土資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的主任，并于2002年正式回國(guó)。從此，他就把自己的事業(yè)扎根在了祖國(guó)大地。

2018年，習(xí)近平總書記在第十九次院士大會(huì)上指出：“基礎(chǔ)研究是整個(gè)科學(xué)體系的源頭。要瞄準(zhǔn)世界科技前沿，抓住大趨勢(shì)，下好‘先手棋’，打好基礎(chǔ)、儲(chǔ)備長(zhǎng)遠(yuǎn)，甘于坐冷板凳，勇于做栽樹人、挖井人，實(shí)現(xiàn)前瞻性基礎(chǔ)研究、引領(lǐng)性原創(chuàng)成果重大突破，夯實(shí)世界科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)的根基。”同位素地球化學(xué)研究就是這樣一門重要的基礎(chǔ)地質(zhì)研究，朱祥坤潛心三十五年，甘于寂寞，勇于創(chuàng)新，用辛勤、汗水和智慧澆灌出燦爛的基礎(chǔ)地質(zhì)研究“創(chuàng)新之花”。

敢為人先，開拓地球化學(xué)前沿領(lǐng)域

非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)，自世紀(jì)之交誕生以來(lái)，已成為地球科學(xué)的重要前沿。朱祥坤憑借著勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神，奠定了該領(lǐng)域多項(xiàng)技術(shù)和理論基礎(chǔ)，與其他研究者一同構(gòu)筑完善了理論框架，為這一前沿領(lǐng)域的開創(chuàng)和發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，使我國(guó)躋身非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究的國(guó)際前列。

他攻克多重技術(shù)難題，率先建立了鐵同位素的MC-ICPMS（多接收器等離子體質(zhì)譜）測(cè)試方法，精度比先前的TIMS（熱電離質(zhì)譜）測(cè)試方法提高了10倍。學(xué)術(shù)界從此可以在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試到高溫礦物間鐵同位素的組成變化，被國(guó)外學(xué)者評(píng)價(jià)為“開啟了金屬穩(wěn)定同位素高溫地球化學(xué)之門”。

他率先建立了鈦穩(wěn)定同位素高精度測(cè)試方法，發(fā)現(xiàn)并探討了“自基體效應(yīng)”這一基礎(chǔ)理論問(wèn)題。

他率先將“標(biāo)樣—樣品交叉法”成功運(yùn)用于MC-ICPMS的同位素測(cè)試過(guò)程，大大簡(jiǎn)化了測(cè)試流程，被同類實(shí)驗(yàn)室廣泛借鑒。

他首次在細(xì)胞內(nèi)部或生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，鐵、銅、鋅等過(guò)渡元素同位素沿著運(yùn)移路徑和食物鏈發(fā)生了分餾，指示了過(guò)渡元素同位素在生態(tài)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等方面的巨大潛力。

他系統(tǒng)研究了植物發(fā)育過(guò)程中鐵、銅、鋅等金屬穩(wěn)定同位素的分餾規(guī)律，為其在生態(tài)學(xué)中的示蹤提供了理論基礎(chǔ)。

科學(xué)研究中的奠基性工作，不僅需要開拓創(chuàng)新的勇氣和靈感，更少不了嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的耕耘和內(nèi)功。多年來(lái)，朱祥坤帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)不同地質(zhì)儲(chǔ)庫(kù)的金屬穩(wěn)定同位素組成進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，構(gòu)筑和完善了鐵、銅、鋅、鈣、鎂等同位素的示蹤參照系；系統(tǒng)研究了鐵、銅、鋅等同位素的分餾過(guò)程，為其地球化學(xué)應(yīng)用奠定了基本理論基礎(chǔ)；證明了氧化還原過(guò)程是變價(jià)金屬（如銅、鐵等）同位素分餾的主要控制因素，揭示了變價(jià)金屬元素穩(wěn)定同位素是示蹤氧化還原狀態(tài)的有效地球化學(xué)工具；研制了鐵、銅、鋅等十余種同位素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，為這些新同位素體系的數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)控提供了標(biāo)準(zhǔn)。2008年，“鐵、銅、鋅等非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究取得突破性進(jìn)展”入選中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)十大地質(zhì)科技成果；2018年，“金屬穩(wěn)定同位素示蹤體系的構(gòu)筑及其在礦床研究中的應(yīng)用示范”獲自然資源部國(guó)土資源科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

學(xué)科交叉，探索基礎(chǔ)理論應(yīng)用方向

地球化學(xué)是一門交叉學(xué)科，其創(chuàng)立的初衷，就是把化學(xué)的理論和方法應(yīng)用到地球科學(xué)領(lǐng)域，推動(dòng)和促進(jìn)地球科學(xué)發(fā)展。朱祥坤的研究工作充分體現(xiàn)了學(xué)科交叉融合的理念。作為自然資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，他與英國(guó)牛津大學(xué)、英國(guó)利茲大學(xué)、英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)、美國(guó)阿里桑那州立大學(xué)、美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、澳大利亞地球科學(xué)局、澳大利亞南澳地調(diào)局，及國(guó)內(nèi)的南京大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、天津大學(xué)、云南大學(xué)、西北大學(xué)、中科院南京土壤所、中科院南京古生物所、中科院地化所、中科院地質(zhì)地球所、中科院青藏所、中科院紫金山天文臺(tái)、國(guó)家天文臺(tái)等多家教學(xué)和科研機(jī)構(gòu)建立了合作關(guān)系，把非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素地球化學(xué)廣泛應(yīng)用在前寒武紀(jì)地球表生系統(tǒng)演化、成礦作用、地幔與巖漿過(guò)程、天體化學(xué)、古海洋等多個(gè)研究領(lǐng)域。

前寒武紀(jì)環(huán)境與生物協(xié)同演化是地球科學(xué)的重要研究前沿。朱祥坤以非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素方法與其他地質(zhì)地球化學(xué)手段相結(jié)合，在該領(lǐng)域進(jìn)行了系列性創(chuàng)新研究。2018年，他的團(tuán)隊(duì)在《自然-地球科學(xué)（Nature Geoscience）》發(fā)表論文，首次報(bào)道了距今約15.7億年的地球海洋中發(fā)生了一次氧化事件，該氧化事件的起始略早于大型多細(xì)胞真核生物的出現(xiàn)（15.6億年）。該重要發(fā)現(xiàn)推翻了“距今18-8億年的時(shí)期地球表面持續(xù)低氧”的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，再次肯定了氧氣在早期真核生物演化中的重要作用，代表了地球早期環(huán)境與生命協(xié)同演化研究的重大突破。

朱祥坤將非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素應(yīng)用于成礦作用研究，開辟了礦床學(xué)研究新途徑。他率先將銅同位素應(yīng)用于海底熱液活動(dòng)研究，系統(tǒng)研究了海底熱液活動(dòng)過(guò)程中銅同位素的變化規(guī)律，得出了銅同位素具有指示成礦過(guò)程的潛力的認(rèn)識(shí)；系統(tǒng)研究了硫化物礦床的鋅同位素演化規(guī)律，確認(rèn)鋅同位素是指示成礦流體運(yùn)移方向的有效指標(biāo)；對(duì)矽卡巖化過(guò)程中鐵同位素的演化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，研究成果被地球化學(xué)經(jīng)典教科書作為范例大篇幅引用；對(duì)我國(guó)主要類型的鐵礦進(jìn)行了系統(tǒng)的鐵同位素調(diào)查，為運(yùn)用鐵同位素示蹤礦床成因奠定了基礎(chǔ)，并通過(guò)對(duì)巖漿礦床、熱液礦床的系統(tǒng)對(duì)比，提出了礦漿成因與熱液成因鐵礦的鐵同位素識(shí)別標(biāo)志；從金屬穩(wěn)定同位素的全新角度開展復(fù)雜礦床成因研究，深化了對(duì)成礦作用的認(rèn)識(shí)。

太陽(yáng)系星云物質(zhì)的均一化程度，是天體化學(xué)與地球化學(xué)的核心問(wèn)題之一。朱祥坤率先將高精度鐵同位素分析技術(shù)運(yùn)用于天體化學(xué)研究，論證了太陽(yáng)系星云中鐵同位素組成的均一性，從而為太陽(yáng)系的起源和早期的物質(zhì)演化提供了重要約束，對(duì)非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素在天體化學(xué)研究中的應(yīng)用起到了示范和引領(lǐng)作用。

此外，他還開啟了鐵、銅、鋅等穩(wěn)定同位素在古海洋研究中的應(yīng)用先河：率先將鐵同位素體系應(yīng)用于古海洋研究，重建了600萬(wàn)年前以來(lái)北大西洋底部海水的鐵同位素組成演化；首次論證了鋅同位素是古海洋全球尺度變化的地球化學(xué)指標(biāo)，為研究古海洋的全球變化提供了新的技術(shù)手段。

潛心研究，修改鉛元素原子量

基礎(chǔ)研究的每一次突破，都會(huì)產(chǎn)生持久而深遠(yuǎn)的影響，其背后也必然包含著數(shù)十年如一日的堅(jiān)持不懈。2021年，化學(xué)界最高級(jí)別國(guó)際組織“國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）”授權(quán)國(guó)際同位素豐度與原子量委員會(huì)（CIAAW）發(fā)布公告，宣布鉛原子量由原來(lái)的207.2±0.1，修改為區(qū)間值[206.14，207.94]。此項(xiàng)修訂正是基于朱祥坤領(lǐng)銜的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)的工作成果。該成果還入選了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局、中國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)2021年度地質(zhì)科技十大進(jìn)展。

朱祥坤帶領(lǐng)國(guó)際團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)八年，對(duì)上世紀(jì)50年代以來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了全面系統(tǒng)的調(diào)研，嚴(yán)格評(píng)估了文獻(xiàn)中的測(cè)試方法和數(shù)據(jù)質(zhì)量，篩選出了8000余件符合精度要求的樣品，并進(jìn)行了分類和統(tǒng)計(jì)分析，厘定了鉛元素原子量的最小值和最大值。數(shù)據(jù)中的最小值和最大值，均來(lái)自于朱祥坤二十多年前對(duì)蘇格蘭西北部劉易斯（Lewisian）雜巖體的研究成果。

傳統(tǒng)上原子量一般由化學(xué)家或物理學(xué)家主導(dǎo)修訂，地球科學(xué)家很少參與。而這一次，鉛元素原子量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值從“常數(shù)”向“區(qū)間值”這一認(rèn)識(shí)的轉(zhuǎn)變，同位素地球化學(xué)家起到了關(guān)鍵性作用。

朱祥坤一直認(rèn)為：“基礎(chǔ)研究是學(xué)科發(fā)展的根基，可以支撐很多不同方向和領(lǐng)域的研究。只有潛心鉆研幾十年如一日，認(rèn)認(rèn)真真、扎扎實(shí)實(shí)搞基礎(chǔ)研究，才能在國(guó)家有需求的關(guān)鍵時(shí)候，展現(xiàn)出基礎(chǔ)地質(zhì)研究的力量，從而為社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)學(xué)科力量。”