——记成都理工大学地球化学系教授王新宇

郑 心  文卓君

　　在江河入海的交汇带，在深藏地下的流体之间，在热液喷涌的洋底裂谷——水与岩石相遇的地方，看似静默，实则变化万千。这些微观界面上发生的地球化学反应，调控着碳、硫、金属等关键元素的迁移与封存，影响着全球元素循环、矿产资源形成乃至气候变化。

　　“地球上，岩石圈与水圈之间元素的分配本质上都是通过矿物-流体界面反应实现的，因此，理解矿物-流体界面的化学作用，是认识地球圈层之间元素迁移转化的关键。”成都理工大学地球化学系教授王新宇如此阐述水与岩石的关系。也正因如此，“心怀热爱，山海不远”的他多年来一直选择聚焦于低温下矿物-流体界面化学，用脚丈量梦想，用汗水浇灌信念。那些在科考船只上漂泊却能切实体悟地球呼吸的时刻，在实验室被数据压得喘不过气的时候，通通被他化为雄关险隘上的印记铭记于心，“科研之路，注定要躬身穿越无光的尘埃，刺穿盘错的荆棘，在未知的沼泽中跋涉，于思想的丛林里孤行。唯有历经漫漫长夜，方能在某一瞬，以星火点燃荒原，照见那擎天立地的文明炬火，抵达真理的彼岸”。所以，他甘坐冷板凳，于地球宏观处着眼，于分子微观处着手，聚焦沉积物-矿物-流体界面的地球化学机理，一次次突破认知的边界，以扎实的实验、严谨的模型和创新性的发现，为地球科学注入自己的一份力量。

钼的“第五面”

　　长久以来，地球化学界对钼（Mo）的认知近乎固化：自然界中钼仅以四面体（MoO42-）或八面体（如MoO6）两种配位结构存在，其余形态被视为二者的比例混合。这一观点被写入教材，用以解释表生环境中钼的同位素分馏机理。然而，2025年，王新宇团队在《地球化学与宇宙化学学报》（Geochimica et Cosmochimica Acta）上发表的研究，平静却有力地动摇了这一经典认知。他们在赤铁矿（α-Fe2O3）表面吸附的钼中，首次识别出五配位的金字塔结构（square pyramidal Mo5+）。

　　这一发现不仅突破了钼的配位化学框架，更对重新理解大陆风化与海洋循环过程中的钼同位素分馏机制具有重要意义。钼同位素是重建古海洋氧化还原状态的关键指标，若其配位环境远比预想复杂，过去数十年基于“二端元模型”的经典分馏理论或将面临系统性质疑与修正。“创新不只是重现已知，而是敢于突破‘常识’。”王新宇这样说，这份成都理工人传承下来的“不甘人后、敢为人先”的科研信念，也正影响着他的学生。在他看来，科研如同攀登，唯有始终望向最高处，才可能超越现有阶段。为此，团队历经3年反复实验与自我怀疑，最终让那微小的“钼金字塔”在光谱中清晰显现。该成果不仅为揭示海洋沉积环境中钼的循环机制提供了新视角，也为我国海域矿产资源及黑色页岩金属矿床的勘探提供了新的地球化学依据。正如期刊评审人所评价：“这是一次对经典配位化学范式的优雅挑战。”

深蓝的多变

　　如果说，实验室是王新宇解码地球的“显微镜”，那么远洋科考船就是他丈量世界的“望远镜”。2024年，他作为青年科学家随国际痕量金属研究计划（GEOTRACES）科考船赴印度洋执行综合调查。无论从何种意义上讲，此行都意义非凡：一方面，人类对印度洋的认识仍很有限；另一方面，这一航次也标志着成都理工大学在海洋沉积地球化学领域的实质性突破，是“身在内陆，心怀大海”的生动写照。

　　“同时，这也是一场‘十年之约’的实现，”王新宇补充道，“从2014年计划到2024年成行，科学有时就是要去看不一样的风景。我很幸运获得这个机会，也特别感谢学校的支持。”这份感激与期待，最终在茫茫大海上化为直面困难的勇气。数月航程中，最令王新宇印象深刻的当数多元文化的交融与团队的韧性。

　　“最大的挑战是晕船和作息紊乱——采样时间不固定，饮食睡眠都受影响。但伙伴们特别会苦中作乐：德国、以色列、南非的同事用各自语言的歌声互相打气。我们在-15℃的低温间切割沉积剖面，在凌晨巨浪中清洗工具，在傍晚测试数据……高强度作业下，全体科学家却始终保持进取状态，首席科学家艾瑞克（Eric）的身体力行就是最好榜样。”如今回想，这些片段依然温暖。而当适应成为习惯，苦中作乐渐渐转为以苦为乐：迎着巨浪喝咖啡讨论科学，对着南十字星畅谈研究本质，在告别派对上与船员纵情歌舞……为期两月、跨越15 000公里的航程，在欢笑与约定中圆满收官。

　　科研上，此次任务同样成果关键。“我们聚焦西南印度洋中脊附近的热液区与深海盆地。样本极其珍贵——多数取自超3000米水深、地质活跃的洋脊区域，那里宛如‘水火交融’的前沿，保存着地球深部物质与海水相互作用的‘实时快照’，为揭示矿物-流体界面的地球化学过程提供了宝贵数据。”这些成果不仅支撑国家“深地-深海”资源战略，也为理解宜居地球写下了重要注脚。

　　像这样“走出去”的经历，王新宇还有许多。从川西盆地到印度洋底，再到青藏高原，他的足迹始终追随科学问题。“我和许多潜心深耕单一方法的同行不同，我围绕‘矿物-流体界面地球化学’这一主题，灵活学习多种技术。无论是理论计算还是大洋科考，都未曾偏离方向——它们如同画布上不同的色彩与线条，共同描绘出我关心的科学答案。”

白云岩之问

　　白云岩——这种由白云石[CaMg(CO3)2]构成的沉积岩，自19世纪以来便困扰着地质学界，成为一道“百年难题”：现代海洋中几乎找不到正在形成的原生白云石，地质历史上却遍布巨厚白云岩层。这一矛盾被称为“白云岩之问”。

　　2017年，当时还在英国布里斯托大学从事博士后研究的王新宇，在一次学术交流中与这一经典难题相遇。在梳理文献时他注意到，根据经典饱和指数模型，海水对白云石是过饱和的，可现实中它却迟迟不沉淀。“我开始怀疑，是不是这个模型本身有问题，或者它根本不适用于预测白云石的沉淀-溶解平衡？”灵感一闪，但由于缺乏实验条件，他决定转向理论攻坚——仅凭一支笔、一张纸，借助地球化学热力学重新审视这个问题。由此，他构建了方解石-白云石-石膏相平衡模型（CDGPE）以替代经典模型，并首次提出：硫酸盐可能不是抑制，反而是促进白云石沉淀的关键。经过大量推导，他最终计算出白云岩化与去白云岩化反应的平衡常数lgK为6.72。

　　为了验证这一颠覆性设想，王新宇开启了一项浩大的工程：系统搜集全球已报道的所有白云岩形成环境（涵盖古今）及其对应水体的地球化学数据。凭借一己之力，历时两年，他整理了近800组高质量数据，涵盖化学组成、温度、pH值等十余项参数。将这些数据代入自建模型后，结果令人振奋——模型成功预测了全球已发表的白云岩化/去白云岩化趋势，并明确指出硫酸盐与酸度很可能是促进白云石沉淀的关键催化因素。这与传统认知完全相悖。

　　由于观点挑战性强、发表难度大，原有合作者陆续退出。在缺乏团队支持的情况下，王新宇独立完成了论文，并于2019年作为唯一作者将成果发表于《海洋化学》。审稿人评价其为“对白云岩问题的一次全新假说”。

　　“科学需要灵感，也离不开坐冷板凳的耐心。”王新宇总结道。如果说近年来的探索彰显了他在“新发现”与“新场景”上的锐气，那么对白云岩成因的执着攻关，正是这份锐气的底气，也是他沉静如水的学术定力。如今，他正将该模型应用于我国塔里木、四川盆地等古老白云岩储层的研究中，助力深层碳酸盐岩油气勘探——这些岩石不仅是能源载体，更是地球古老环境的“时间胶囊”。