编者按

2026年，国家自然科学奖迎来70周年。从1956年以中国科学院科学奖金为名首次颁发，到1982年正式更名为国家自然科学奖，作为五大国家科学技术奖之一，它代表着我国自然科学领域的最高荣誉。

时值庆祝中国共产党建党105周年之际，中国科学院档案馆联合中国科学报社、中国科学院相关获奖院属单位，推出《七秩荣光——档案里的国家自然科学奖》专栏，以档案为凭，回溯以中国科学院为第一完成单位的国家自然科学奖一等奖项目，彰显科学价值，重现时代回响，致敬为我国自然科学事业作出卓越贡献的科学家们。

本期获奖课题

1987年度一等奖

“中国层控矿床地球化学”

本期档案

▲1980年，涂光炽在办公室撰写《中国层控矿床地球化学》专著。

▲1986年8月，涂光炽（前左3）在北京出席中国科学院组织召开的《中国层控矿床地球化学》专著总评审会，与中国科学院地学部处长胡寿永（右2）、地球化学研究所原党委书记李正瑞（左2）及科研人员合影。

▲涂光炽主持完成的《中国层控矿床地球化学》（一、二、三卷）及英文版Geochemistry of strata—Bound Deposits in China。

▲“中国层控矿床地球化学”国家自然科学奖申报书（表三）。

▲“中国层控矿床地球化学”获国家自然科学奖一等奖的证书。

本期档案均由中国科学院地球化学研究所提供

文章内容

作者：袁小华（中国科学报社）；郝姣姣、夏勇、谢国栋、管爱（中国科学院地球化学研究所）

1965年9月，南秦岭西段510地区突降鹅毛大雪。

涂光炽一行十几人，刚结束一天的野外考察工作，踏着泥泞步行十余里，赶到工区与野外队员围在一起座谈。正是在这次座谈会上，涂光炽把酝酿已久的想法讲了出来：关于铀矿成因，他有一个不同于国际通行理论的新认识。

时间倒回20世纪60年代初，国际局势日趋紧张，核工业成了那个年代最紧迫的战略需求。而铀矿，则是核工业的命脉。但要在广袤的中国大地上找到铀矿并不容易——如果不弄清它的成因，那么找矿不啻于大海捞针。

正是在这个节点上，中国科学院地质研究所（以下简称地质所）研究员涂光炽和他的同行者们，走进了南秦岭的崇山峻岭。山风猎猎，地质锤一声声叩响岩壁。正是在这一次又一次的寻找中，那个有关铀矿成因的颠覆性猜想，在涂光炽心里暗暗萌芽。

这条求索的路，他们走了20余年，从铀矿起步，一步步拓展到更多矿种；从野外踏勘，再到实验室反复验证。那颗风雪夜里埋下的种子，那个当时听起来颇为大胆的想法，最终生长为一部“大书”——《中国层控矿床地球化学》，三卷本、约150万字，成就了中国地质学自己的理论体系。

最终，该成果荣获1987年度国家自然科学奖一等奖。在中国科学院档案中，完整留存着这项成果的申报材料、评审意见与获奖证书……透过这一份份原始记录，那些山野奔波、伏案钻研的过往，依然清晰可触。

01寻找矿床成因的“中国答案”

在很长一段时期里，全球地质学界解释热液型金属矿成因，几乎只认一种答案——“岩浆热液成矿论”：地下的岩浆像一口烧红的熔炉，金属元素与流体搅在一起，一面冷凝，一面分离出滚烫的热液；热液顺着岩石裂缝上涌，越往上越冷，金属便渐渐析出、沉淀成矿。

这套学说主导了矿床学界数十年，但到了20世纪50年代末，国内外学者陆续对这个主流理论提出了挑战：该理论适用于部分矿床，但无法解释全部热液矿床。

在中国，同样存在很多与这套理论相矛盾的矿床：我国沉积岩分布极广，许多金属矿躺在古老的沉积岩，尤其是广布的碳酸盐岩里，矿区四周没有岩浆岩，却严格地受某一地层层位控制。单纯依靠“岩浆热液沿裂缝上涌、冷却沉淀”的老故事，根本讲不通。

从南方铀矿到西北矿床，常年奔走野外的涂光炽，一次次面对与教科书不符的事实。正是这种理论与实际的对撞，让他逐渐明晰了一条学术道路：立足中国地质实际，实事求是地重新认识矿床成因。

1961年岁末，涂光炽、时任地质所所长侯德封，以及叶连俊、李璞等研究人员一起考察了我国相当一部分铀矿。在南方某些产于沉积岩中的铀矿床，他们注意到一个反常现象：铀矿与含矿岩石类型、层位关系密切——有的层位有矿，换一层岩石就没有。根据传统岩浆热液模式，矿区应该有岩浆岩这个“源头”，但这里的矿区周围缺乏岩浆岩，蚀变也不明显。

种种迹象说明，这些铀矿的成因另有玄机。

中国科学院广州地球化学研究所研究员陈先沛后来回忆，认为那段时间的考察可能就是涂光炽“层控矿床学术思想的发端”。

什么是“层控矿床”？字面理解，就是“受地层岩性控制的矿床”。

涂光炽讲的故事是：很多金属矿并非来自深部岩浆的“外来馈赠”，而是在沉积岩层中自发生成的——岩层中原本沉睡的成矿元素，后来被构造运动、地层热卤水等地质作用“唤醒”、搬运、重新富集，最终形成矿床。

他把这条成矿路径称为“沉积—再造”作用，之后改称“沉积—改造”。矿不是被重新制造，而是被地质作用“点石成金”。一个词的斟酌背后，是一整套区别于传统岩浆热液模式的全新成矿图景。

1965年那次秦岭风雪中的座谈会，正是他把思考向前推进的一大步：这些铀矿由原来含铀高的地层，经后期地质作用活化富集而成。据此，涂光炽在踏勘时明确指出，510地区铀矿化值得加强勘探。该建议最终被地矿部门采纳。3年后，510地区被证实为大型工业铀矿，随即建矿开采。

1974年，在长沙召开的全国性地学学术会议上，涂光炽作了题为“叠加与改造——被忽视了的成矿作用”的报告。这或是他第一次较系统地向国内同行阐述对中国矿床地质的长期思考结果。此后数年，南方一些菱铁矿床、湘西砂岩型铜矿、黔东湘西汞矿……一个个“教科书讲不通”的矿床，在他的理论框架里找到了位置。短短几年，层控成矿的讨论出现在一场场学术会议中，中国矿床学界探讨层控成矿理论达到一个高潮。

层控理论广泛传播之后，涂光炽清醒地意识到：要让它更深入、更系统，必须有扎实的工作、多学科的手段、翔实的资料和大量的数据。

02“最全面最系统的总结”

1979年，涂光炽正式提出“中国层控矿床地球化学研究”课题。同年9月，他升任中国科学院地球化学研究所（以下简称地化所）所长，统筹全所科研力量攻关。一场长达7年的系统科研攻关就此展开。

立项之后，野外考察随即铺开。1980年春节前夕，正值数九寒天，南方山区冰天雪地，涂光炽与张宝贵、赵振华等人奔波在黔、桂、湘三省的矿床考察路上。途中，涂光炽患上重感冒，咳嗽不止，甚至一度失聪。行至湘西雪峰山，海拔千米以上，山势陡峭，路面结着厚厚的冰，一行人下车步行。为防止车轮打滑，涂光炽让大家脱下棉大衣，抱在怀里，走在汽车前轮旁侧，一旦汽车失控，就把棉衣垫到轮胎下。

常年的野外奔波使涂光炽患上严重的胃病，加上先天性心脏病，身体早已亮起红灯，但他从未因此中断考察。对他来说，“跋山涉水”只为一个朴素的追求：“获得第一手的情况和数据”。

扎实的野外调研之外，案头工作他同样亲力亲为。作为课题的设计者、主持者，涂光炽一开始就拟定了周密的计划：第一卷研究铅、锌、铜、菱铁矿等中国最主要的层控金属矿床；接着把稍次要的层控金属矿床与分布广泛的层控非金属矿床（银、钼、钨与雄黄等）列入研究计划，作为第二卷内容；之后的第三卷则研究不同类型层控矿床的成矿机理及时空分布。

涂光炽为全书搭起理论骨架：层控矿床的概念、类型划分、矿床组合等，乃至绪论、结论，皆由他提出并执笔。和他并肩作战的，是一群同样把野外当书房的地质科学家：研究员王秀璋、陈先沛，副研究员张宝贵、杨蔚华、程景平、赵振华，助理研究员樊文苓，高级工程师喻茨玫……

他们共同为这部“大书”作出重要贡献——有人厘清金、银、汞、锑、砷、铜、菱铁矿等不同矿种的层控成矿规律，建立成因分类，提出一系列新概念；有人追溯成矿物质来源，识别深部热水、热水沉积等关键成矿条件；还有人通过成矿实验、流体包裹体分析，从实验与微观观测层面为层控成矿理论提供实证支撑。

7年寒暑接续攻关，科研团队走遍全国20多个省、市、自治区，对17个重要矿种、约250个矿床的地球化学特征及成矿机制进行了深入探讨。无数山野跋涉与伏案打磨，最终凝结成约150万字的三卷本巨著——《中国层控矿床地球化学》（三卷先后于1984、1987、1988年出版）。该书系统阐释了我国主要层控矿床的地质—地球化学特征、成矿机制及时空分布，构建起我国层控矿床的理论框架。

1986年8月，三卷书稿完成后，中国科学院组织专家评审委员会对该课题成果进行评审。该课题的国家自然科学奖申报书中，记载了评审专家给出的高度评价：“该三卷专著前后连贯、概念统一，是我国第一部有关层控矿床及其地球化学的最全面最系统的总结。”“这在我国矿床学及地球化学史上是一部里程碑性的大型著作，对世界矿床学宝库将是一个重要贡献。”

基于此，地化所作为申报单位，郑重写下：“同意该项研究成果申报国家自然科学奖一等奖。”

03“想国家之所想，急国家之所急”

1987年，这份凝结着7年心血的成果，正式申报国家自然科学奖。

国家自然科学奖的评审，向来以严苛著称。而这一次，6位参与评审的专家意见完全一致，均给予了肯定。

南京大学教授张祖还认为，“其学术水平与科学意义均超过国外同类研究”；武汉地质学院北京研究生院〔现为中国地质大学（北京）〕教授袁见齐称，其“在我国矿床成因问题上取得了突破性的进展，在国内外都属首创”；地化所研究员欧阳自远指出，该专著“不仅代表了当代矿床地球化学的新成就与水平，也推动了本门学科的发展，并将在矿床普查勘探和扩大矿产资源远景方面起到重大的理论指导作用”。其余3位专家，结论亦完全一致——建议授予一等奖。

这些评语，最终凝成一份沉甸甸的荣誉。1988年3月，该成果荣获1987年度国家自然科学奖一等奖。涂光炽、王秀璋、陈先沛、张宝贵、杨蔚华、程景平、樊文苓、赵振华、喻茨玫9人的名字，最终写进了国家自然科学奖一等奖的授奖名单。

这部著作的价值，不止于学术殿堂，更直接转化为一座座被探明的矿藏。云南东川应用层控成矿理论，相继找到新的工业矿体，并在东川西侧的昆阳群地层中发现一条长达10余公里的铜、钴矿化带；安徽铜陵探明的铁、铜、硫矿床储量，更是增加了10余倍……

皇皇三卷《中国层控矿床地球化学》，是涂光炽学术生涯的高光时刻，却也只是他漫长求索途中的一个坐标。

毕生科研，皆为家国所需，涂光炽的一生始终践行“想国家之所想，急国家之所急”的信念——上世纪50年代，他投身祁连山综合地质考察，为新生的共和国摸清地质家底；60年代原子能事业告急，他挑起铀矿研究的重担；70年代富铁矿会战正酣，他以层控矿床“多成因”的视野提醒同行莫拘泥于单一思路。此后，他又推动煤成气攻关、带病出征新疆305项目，晚年提出超大型矿床课题、开拓分散元素成矿新方向……一个个新方向，就这样被写入中国矿床学的版图。

他曾这样描述自己的工作方法：“我总是把双眼紧紧盯在经常变化而又丰富多彩的学科前沿上，并结合国民经济需求不断提出新方向、新课题，亲自组织实施，在工作中逐渐提出新看法、新见解，并在理论上力求有所创新。”

那项国家自然科学奖一等奖，所表彰的不仅是涂光炽与团队建立的一种理论，更是一种可贵的科学精神：不盲从权威，只依从中国大地的事实；不独守书斋，把学问服务于国家现实需要。当后人翻开《中国层控矿床地球化学》时，会看到“中国矿从何而来”的答案。它们写在纸上，也写在中国的一座座矿山里，那是一群中国科学家留给这片土地的回答。

（支持单位：中国科学院地球化学研究所）

参考资料：

1.姚昆仑著：《光盈大地炽心玉质——涂光炽传》，科学出版社

2.涂光炽/口述、涂光群/访问整理、成忠礼/编定整理：《涂光炽回忆与回忆涂光炽》，湖南教育出版社。

3.徐冠华主编：《从热血青年到地学大师——纪念涂光炽院士九十诞辰文集》，科学出版社

4.中国矿物岩石地球化学学会、中国科学院地球化学研究所编：《开拓·创新·奋进——庆贺涂光炽教授从事地学工作五十周年》，中国科学技术文献出版社重庆分社

5.中国科学院地球化学研究所、中国科学院广州地球化学研究所编著：《涂光炽院士图传》，地质出版社