（通讯员 魏晓椿）一粒砂的八千里路之旅，会发生什么？11月10日下午，欧洲科学院院士、意大利米兰—比科卡大学Eduardo Garzanti教授做客地球科学学院，以视频连线方式为我校师生作题为《From Mountains to Oceans: Ultralong-Distance Sediment Transfer on the Earth's Surface》（从山脉到海洋：地球表面的超长距离沉积物搬运）的学术报告，用一条纵贯南部非洲、绵延约4000公里的“砂之路”给出了答案。本次报告受湖北省教育厅“世界著名科学家来鄂讲学计划”项目资助，地球科学学院师生参加报告会，报告会由地球科学学院魏晓椿主持。

报告会伊始，魏晓椿代表学院对Garzanti教授表示热烈欢迎，并简要介绍了他的学术背景与主要研究方向。

报告从“一粒砂究竟能走多远”这一问题切入。Garzanti教授指出，沉积物离开造山带后，除了沿重力方向由河流、海底峡谷向深海搬运之外，还可以被波浪驱动的沿岸流平行于海岸拖曳上千公里，而后者在教科书和文献中长期被忽视。他以哥伦比亚河、尼罗河、孟加拉扇、巴巴多斯增生楔等为例，说明重力驱动搬运的路径；进而指出，南大洋是全球能量最强的海区，风暴生成的长周期涌浪自南向北拍击大陆南缘，可将沉积物沿岸搬运数千公里。此前文献中公认超过1000公里的实例，仅有西澳大利亚沿岸、终止于全球最大沙岛弗雷泽岛的“砂高速公路”。

为回答这一问题，Garzanti教授团队选择南部非洲奥兰治河作为天然实验室。该河发源于莱索托高原，横穿南非注入大西洋，河道长约2200公里；其雏形可追溯至约1.83亿年前冈瓦纳裂解相关的早侏罗世穹隆，可能是地球上最古老的河流之一。研究团队在流域采集120件样品，后又沿纳米比亚、安哥拉海岸系统采集200余件河流砂、海滩砂、沙丘砂与海滩砂矿样品，开展了岩石学薄片、重矿物、黏土矿物、主微量元素与 Sr-Nd 同位素地球化学、碎屑锆石U-Pb定年、辉石与石榴子石单矿物化学、宇宙成因核素及粒度图像分析。

Garzanti教授的研究结果显示，奥兰治河泥沙入海后被涌浪驱动的沿岸流持续向北搬运，在河口以北约350公里处由风力吹向内陆，形成长600公里、宽100—150公里的纳米布沙海。这片沙海本质上是河流三角洲被波浪和风“拆解”后的产物，河口并无三角洲堆积。以卡鲁玄武岩岩屑和单斜辉石为“指纹矿物”，团队证实纳米布沙丘砂与奥兰治河砂几乎完全一致，而周边入海小河成分迥异；沿岸流继续北上，在距河口约1200公里的骷髅海岸仍贡献约八成砂量（斯瓦科普河提供约两成）；至安哥拉莫萨梅德斯沙漠，仍有56%的砂来自1500公里以南的奥兰治河。

这条“滨海砂高速公路”最终终止于安哥拉南部库罗卡河一带，全长1800公里，创下已知沿岸搬运距离的世界纪录。其终止并非因为河流阻挡，而是陆架突然变窄、海底峡谷头部逼近岸线并与河谷贯通，砂被直接泄入深海；碎屑锆石年龄谱在此处由1.0Ga与0.6Ga的双峰突变为单一的2.0Ga峰，标志着奥兰治物源信号的消失。

报告还讨论了海滩砂矿与颗粒圆度问题。波浪的选择性簸选优先带走低密度的石英和长石，使石榴子石、磁铁矿、独居石等重矿物在海滩高度富集，部分金属与稀土元素富集可提升一至两个数量级。研究团队重新标定了圆度图谱，发现辉石在河口及距河口350公里的海滩上仍棱角分明，进入沙丘后却迅速圆化。由此得到的结论是：砂的圆化主要发生在空气中而非水中——水膜缓冲了颗粒碰撞的能量，这也是风成砂比海滩砂更圆的物理原因。

综观这4000公里的“砂之路”，Garzanti教授总结：砂的“成分指纹”在超长距离搬运后基本得以保持，被磨蚀掉的仅是抗磨性最差的沉积岩屑，玄武质岩屑与石英同样耐磨，这与“搬运越远、成分越成熟”的经典表述并不一致；化学成分之所以未被改造，是因为干旱气候抑制了化学风化（团队在乌拉圭的对比研究显示，湿润环境下玄武质碎屑几乎全部风化）；物理搬运过程改变的是颗粒的圆度。

互动环节，师生围绕“上述结论在湿润气候区（如长江流域）适用性”“河流演化与生物迁徙的关系”“气候指标的选取”等问题提问。Garzanti教授在回答中强调，地质学研究应警惕从单一案例推演普适规律，“自然界没有定律，只有具体地质过程的相互作用”，并鼓励青年学生从现代沉积过程入手，去理解深时记录。他介绍，团队正将研究拓展至南美沿岸以及珠江、越南、海南岛等地，期待与包括长江大学在内的中国学者开展更多合作。

本次报告持续约50分钟，交流环节近20分钟。Garzanti教授将源—汇系统研究从“追索物源”推进到“计量搬运”，其多方法交叉、以现代过程校准深时记录的研究思路，为学院师生重构古物源、评价储层与海岸带沉积通量计算提供了新的参照。

据悉，Garzanti教授长期与南京大学、同济大学、中国地质大学（武汉）及我校保持合作关系，并联合发表研究成果。报告会后，他将继续指导师生开展物源分析实践。他表示，希望明年有机会来华并到校访问，与师生面对面交流，并开设短期课程。

报告人简介

Eduardo Garzanti，男，意大利米兰—比科卡大学地质学与沉积学教授。1987年获米兰大学博士学位，1992年起在米兰大学任教，2000年、2001年先后任米兰—比科卡大学副教授、教授，2002—2017年任地球与环境科学系副主任。2012年当选欧洲科学院（Academia Europaea）院士，2018年当选美国地质学会荣誉会士，2021年获德国地质学会利奥波德·冯·布赫奖章，2022年当选意大利林琴国家科学院通讯院士。

他长期研究特提斯构造域古生代地质历史、新特提斯洋的开启、特提斯喜马拉雅被动陆缘与跨喜马拉雅活动陆缘的沉积序列，以及印度—亚洲板块碰撞前后的古构造演化；近二十年重点研究世界大河沉积物源汇过程。发表论文五百余篇，被引三万余次，H指数逾百，曾担任《Geology》《Terra Nova》《Basin Research》副主编。

（审核 杨全辉 编辑 李丹）