矿物学家任中国科学院副院长、党组成员！

何宏平，矿物学家，1967年10月生，浙江东阳人，中共党员，研究员，博士生导师，中国科学院院士。1989年毕业于南京大学地质系，1991年和1999年分别在中科院地球化学所和中科院地质所获矿物学硕士和博士学位。2003-2004年在法国国家应用科学学院（INSA-Lyon）从事博士后研究工作，2005年为澳大利亚昆士兰理工大学访问学者。2010年3月起任中国科学院广州地球化学研究所副所长；2016年7月起任党委书记，2021年2月任所长。

何宏平院士主要研究领域为：黏土矿物学、矿物晶体化学、矿物表面物理化学、表生成矿、早期地球演化。先后主持了国家重点研发计划项目、国家基金委创新群体、国家杰出青年基金项目、国家“863”项目等，在矿物晶体生长理论、矿物表－界面作用过程、稀土成矿机制、矿物资源利用，以及地球初始氧起源等方面取得创新认识。在PNAS、Nature Communications、Nature Sustainability、Nature Astronomy等刊物发表SCI论文300多篇，出版专著2部，主编国际期刊专辑5部，获国家发明专利51件，SCI他引13000余次（HI=68），相关论文入选“中国百篇最具影响国际学术论文”，入选美国信息科学研究所基本科学指数地学高引用率科学家目录和Elsevier中国高被引学者（地球和行星科学领域）。

何宏平院士入选美国矿物学会会士，兼任中国矿物岩石地球化学学会副理事长、国际黏土学会Nomenclature Committee委员、美国黏土学会Awards Committee委员和Nomenclature Committee委员、亚洲黏土学会主席，昆士兰理工大学兼职教授，Clays and Clay Minerals、Clay Minerals、Geological Society of America Bulletin副主编和四个期刊编委。曾获国际黏土学会杰出成就奖（AIPEA Medal）、美国黏土学会Jackson奖、法-中科学与应用基金会首届Gilles Kahn奖、广东省自然科学一等奖（2项、排名第一）、“南粤百杰”、“丁颖科技奖”、“金锤奖”、“全国优秀科技工作者”等荣誉和奖励，并入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选。2007年获国家杰出然资源青年基金，现为国家基金委创新群体学术带头人和国家重点研发计划项目首席科学家。

二、何宏平院士是如何叩开矿物学大门的？

2024年7月，中国自然资源报记者陆芬对何宏平院士如何叩开矿物学大门做了详细叙述。

叩开矿物学大门

矿物是岩矿石组成主要单元，犹如“时间胶囊”记录了地球演化过程。科学家们将其作为探索地球形成和生命起源的“钥匙”。对于何宏平来说，叩开矿物学的大门却是偶然。

1985年，18岁的何宏平以优异成绩从浙江东阳考入南京大学。化学成绩出色的他，满脑子想成为一名生物化学家。当收到录取通知书时，他才惊讶地发现被调剂到了地质学专业。南京大学地质系是我国最早建立的地质学系，百年来育才无数。老师们的深厚学养和对学生的亲切关爱，让踏实勤勉的何宏平很快如鱼得水。大一结束，他的学习成绩名列年级第一，拿到了学校的特等奖学金。“现在回头看，无论哪个专业只要投入进去都能做很多事情。”何宏平感叹。1989年大学毕业后，何宏平进入中国科学院地球化学研究所，走上了矿物学研究之路。1991年和1999年，他分别在中国科学院地球化学研究所、地质研究所获得矿物学硕士和博士学位。然而，科研的起步阶段非常艰难。20世纪90年代，由于种种原因，作为地球科学重要基础学科之一的矿物学在我国出现断崖式衰落，许多人离开了科研队伍。由于学科影响力弱，何宏平所做的矿物学研究没能成为研究所的重点方向，更没能进入中国科学院的知识创新工程体系，这意味着没有团队、没有经费。看着身边的同事一个个离开，何宏平咬着牙坚持了下来。

2003年何宏平（左）与同事交流讨论

“干一行就要爱一行。”他深知，从事科研是自己的兴趣所在。为了心中的热爱，他单枪匹马开始干。没有经费，就向同事借了几万元启动；没有团队，就邀请退休老师加盟。

板凳甘坐十年冷。进入新世纪，何宏平厚积薄发，他的矿物学研究取得了一个又一个突破。

揭开“石头产氧”的奥秘

与身背地质锤、跋山涉水的地质人不同，何宏平的工作更多是在实验室内完成。显微镜下，矿物晶体如同一幅幅瑰丽的画作，尽情诉说自己的神秘。就这样，何宏平触摸到了地球早期生命起源的奥秘。破解地球初始氧气的起源，是当前地球科学与宜居行星探测的前沿热点之一。过去很长一段时间，科学家们都认为，大气光化学反应是早期地球初始氧的主要来源，其核心是水的解离形成了羟基自由基、过氧化氢和氧气等氧化剂。但近年的研究发现，大气光化学反应产生的过氧化氢的量极低，不足以支持产氧光合作用进化等重要过程。那么，地球的初始氧从何而来呢？地球的氧气从25亿年左右开始积累，这恰好也是地球矿物种类剧增的时期，其矿物种类一下从1500多种增加到4000多种。“当我们把矿物演化和地球大气演化两张图放在一起时，发现矿物种类的剧增与大氧化事件在时间上具有一致性。这不禁使我们联想：地球初始氧气的产生可能与矿物有关。”对此，何宏平带领团队进行了多番实验。一开始，他们尝试拿黄铁矿做实验，但没有成功。“科研的魅力就在于充满了未知和不确定性。”何宏平说，“实验的结果跟想的不一样，反而是有意义的，这时候一定不要放弃，要勇于去尝试。”一次，团队在研究矿物表面反应时有了新发现。“我们摇晃石英粉末时，发现石英粉末的碰撞会产生火花，进一步研究后发现破裂的石英表面与水反应可以产生氧气和双氧水（过氧化氢）。”这一进展让团队信心大增。于是，何宏平带领团队基于太古代地表条件的实验模拟和模型计算，发现在滨海等动荡水体环境中，矿物与水界面反应可释放活性氧形成局部氧化环境，并触发蓝细菌祖先产氧光合作用的进化。他们采用同位素标记实验表明，硅酸盐矿物—水界面反应过程发生了氧原子的快速交换，长石、石英等架状结构矿物的产氧能力显著强于岛状结构的橄榄石和链状结构的辉石等矿物。“在机械力的作用下，硅酸盐矿物发生碰撞、摩擦和破裂，新鲜表面上的化学基团和水反应就可以释放活性氧。在早期地球演化的过程中，也经常会出现风化剥蚀、河流冲刷、地震等地质活动，因此就有活性氧不断地被释放出来，构成早期地球初始氧气的重要来源。”何宏平介绍。

2015年何宏平在苏州观山高岭土矿考察研究

据此，何宏平提出“石头能产氧”的新观点。该成果为解译太古代“氧绿洲”成因、阐释岩石圈—水圈—大气圈—生物圈的协同演化等提供了矿物学的新视角，开辟了早期地球研究的新方向。“这一过程在整个太阳系当中都可能存在，这对我们深空探测、寻找地外生命都具有重要的意义。”他告诉记者。

阐释“为什么黏土矿物长不大”

矿物生长与演化控制着成岩成矿过程，其机制是地球科学的基础与前沿。黏土是人类最早使用的矿物，它颗粒小、反应活性好，是天然的纳微米材料，在众多领域有着重要应用。2004年，何宏平在法国高分子材料实验室做博士后时，实验室研究在塑料中加入黏土矿物以增加其强度，从而用于汽车制造。这让他意识到黏土矿物在高分子材料领域的广阔前景。但长期以来，由于黏土矿物颗粒细小、结构复杂，研究难度大，人们对黏土矿物的晶体生长机制等缺乏清晰的认识，制约了黏土矿物资源的高效利用。何宏平下定决心将它研究明白。对于矿物晶体生长机制，层生长机理和螺旋生长机理是两大主流观点。在复杂的地质过程中，是否存在非传统矿物生长机制是近年科学家们关注的热点。因为这很可能会影响元素的地球化学行为，诱发尚未解译的地质地球化学过程。何宏平利用高分辨透射电镜系统研究了岩浆岩和变质岩中云母类矿物的微观结构，并与人工合成的氟金云母对比，发现并率先提出了硅酸盐岩浆结晶和高温热液过程中纳米晶粒定向堆砌的矿物生长机制。回到黏土矿物，同为层状硅酸盐矿物，云母可以形成较大的矿物晶体，为什么黏土矿物的粒径只有不到2微米长不大呢？这一问题吸引着何宏平的研究继续深入。他带领团队通过黏土矿物合成、天然与合成黏土矿物微结构的对比研究发现，在黏土的晶化过程中，其结构中的金属离子具有占位选择性，制约了其结晶度。由于黏土矿物晶粒缺陷多、结构参数不匹配，无法形成长程有序晶体。这也阐释了“为什么黏土矿物长不大”这一矿物学未解之谜。

基于上述成果，2022年，何宏平荣获国际黏土学会“杰出成就奖”和美国黏土学会Jackson奖，这是两个奖项设立30多年来，首次颁发给中国学者。

探寻稀土绿色开采新方法

何宏平始终认为，基础研究与应用研究相辅相成。“对于科学家而言，做好基础研究对应用研究帮助很大，应用研究中发现的问题又能给基础研究带来新的思路。”他说。这也正是何宏平的科研路径的生动写照。2016年，中国科学院广州地球化学研究所承担了国家重点研发计划“深地资源勘查开采”项目——稀土元素成矿系统与资源基地深部探测。时任该所主管科研工作副所长的何宏平成为项目首席科学家。从黏土到稀土，何宏平面临全新的领域。大年初三，当人们还沉浸在春节的喜庆氛围中时，何宏平已重启学生时代的学习模式——从大学的教科书入手，早上7点到晚上11点半如饥似渴地学习稀土专业知识。两个月的闭关学习，让他心中有了底。离子吸附型稀土是我国的特色资源，但现有的开采工艺存在生态环境破坏严重、浸出周期长、资源利用效率低等问题。研发新一代高效、绿色的开采技术迫在眉睫。“离子吸附型稀土离子被固定在黏土矿物和铁锰氧化物的表面，从矿物结构角度寻找稀土开采的新方法恰恰是我们的优势。”基于矿物表面特性研究，何宏平发现，在离子吸附型矿床中稀土主要以静电吸附和表面络合方式赋存于黏土和铁锰氧化物等的表面。“我们就想着用电的方法来开采，这样不会造成环境污染。”何宏平带领团队成功研发了基于矿物表面反应和电迁移的绿色开采方法，其核心思想是通过外加电场驱动风化壳中稀土离子的活化、定向迁移和快速收集。

何宏平（左）在广东梅州平远稀土绿色开采工程现场

与传统的铵法开采技术相比，该技术的稀土回收率大于90%，浸取剂用量减少80%，浸出液中有害杂质含量降低70%，不仅可解决稀土开采带来的环境污染问题，而且显著提高了离子吸附型稀土的开采效率，具有绿色、高效的特点，有望成为离子吸附型稀土的新一代开采技术。研发过程中，团队形成了以国家发明专利“通电开采稀土矿的方法”为核心，涵盖矿体精准定位、稀土野外快速测定、绿色浸取剂制备等内容的专利群，目前正与广东有色金属股份有限公司合作开展应用示范。从基础研究到应用基础研究、再到技术研发与示范应用，实现了全链条创新，这在何宏平的科研生涯中具有里程碑意义。