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姜耀辉:探寻岩层深处,解密地球科学

来源:中国科技网 作者:马爱平 2016年09月14日 12:01
[导读] 们美丽的地球母亲,至今已走过了约46亿年的漫长岁月,时光流转中,她经历了一系列错综复杂的物理和化学变化,各个层圈不断地演变,孕育出了巍峨壮美的崇山峻岭、广阔无垠的湛蓝海洋,以及丰富多样的矿产资源。但与其同时,火山爆发、海啸、泥石流等地质灾害也经常降临我们的家园。

 

中国科技网讯(记者 马爱平) 我们美丽的地球母亲,至今已走过了约46亿年的漫长岁月,时光流转中,她经历了一系列错综复杂的物理和化学变化,各个层圈不断地演变,孕育出了巍峨壮美的崇山峻岭、广阔无垠的湛蓝海洋,以及丰富多样的矿产资源。但与其同时,火山爆发、海啸、泥石流等地质灾害也经常降临我们的家园。

那么,如何才能合理有效的利用地球资源、维护人类的生存环境,降低地质灾害的影响呢?南京大学地球科学与工程学院矿物学岩石学矿床学专业教授、博士生导师姜耀辉带我们走进了他的地质学世界,跟随他的脚步,让我们一起进入这个神秘的领域探索其中的奥秘。

结缘地质学,潜心做学问

都说兴趣是最好的老师,热爱是成功的基石。姜老师与地质学可谓结缘颇深,他的成功离不开对地质学深厚的兴趣和无限的热爱。1981年,姜老师考入了当时全国重点大学长春地质学院,在学习的过程中,他对地质学的喜爱与日俱增,并以优异的成绩毕业分配到了中国地质科学院南京地质矿产研究所,从事中国东南部成矿地质条件和成矿预测方面的研究。出于对新知识的热烈渴求和对真理的不懈追求,1996年9月,他以同等学力考入了中国地质大学(北京),成为了周珣若教授的博士研究生,并于1999年6月获得博士学位。2000年他在南京大学地质学博士后流动站进一步深造,并于2002年7月出站后在南京大学地球科学系任教。

数十年如一日,姜老师始终保持着对矿物学岩石学矿床学专业的研究热情,他以认真笃定的科研精神使这份热忱在时间的洗礼中历久弥坚。功夫不负有心人,艰辛的努力让他先后获得部科技成果奖二等奖1项、三等奖2项。

探秘花岗岩,执着勇创新

提起花岗岩,大家并不陌生,但是你能想象得到曾被徐霞客盛赞“五岳归来不看山,黄山归来不看岳”的黄山,正是由在地壳变动中露出地表的花岗岩形成的吗?在大自然的鬼斧神工下,花岗岩成为了大陆地壳的重要组成部分,它不仅记录了大陆地壳生长历史、壳幔相互作用和造山带构造演化等多方面的信息,还与许多重要矿产的成矿作用密切相关。因此,花岗岩的成因及其构造意义一直都是国际前沿的研究领域。

姜老师近二十年来坚定执着地致力于“花岗岩成岩与成矿”的研究,在国家自然科学基金(包括创新研究群体项目、重点项目和面上项目)以及国家973计划项目的支持下,一直紧密围绕花岗质岩石成因与造山带构造演化等方面开展工作,通过我国某些典型造山带花岗岩成因的深入解剖,探讨了花岗岩形成的地球动力学机制,并反演了造山带构造演化史。

造山带构造演化史的重建离不开花岗岩成因研究,而花岗岩成岩理论的发展也依赖于造山带模型的深入解剖。虽然花岗岩研究已有一百多年历史,并取得了许多起到里程碑作用的研究成果,然而,随着研究工作的深入以及高质量分析数据的获得,人们开始对传统的花岗岩成岩理论产生质疑。例如,人们越来越感觉到花岗岩成因类型与构造环境并不是一一对应关系,花岗岩的构造环境判别图解也往往是多解的。总之,人们对花岗岩成因的认识要比原来想象的复杂得多。这就需要以新的角度重新去思考这个既“古老”又“年轻”的花岗岩问题。

姜老师与团队成员创新性地将花岗质岩石与同时代镁铁质岩石结合起来进行综合研究,触及到了花岗岩成因更本质的东西(地球动力学深部过程),体现了研究花岗岩成因与地壳(造山带)演化及其动力学机制的重要方向和发展趋势。通过研究取得了一系列创新科研成果,并被南京大学推荐申报2016年度高等学校自然科学奖。

研究成果丰硕,科研成绩斐然

成功偏爱有坚定信念的人。姜老师是一位醉心于科研工作的睿智学者,他在自己的研究领域倾注了无数的心血,收获了丰硕的成果和傲人的成绩。在花岗岩成岩理论及其形成的地球动力学机制以及反演造山带构造演化史等方面,他与团队一起攻坚克难、不断攀登,取得了以下4个重要成果。

第一个成果体现在花岗岩成岩理论方面:包括以下三个方面:(1)提出并论证了花岗岩可以直接由交代富集地幔低程度部分熔融而形成,从而发展了传统的花岗岩地壳熔融成因论;(2)发现上述交代富集地幔起源的花岗岩具有钾玄岩系列岩石的地质地球化学特征,认为存在钾玄质花岗岩,并定义为SH型,进一步完善了国际上传统的花岗岩ISMA分类方案;(3)发现蛇绿岩中的斜长花岗岩不仅可以形成于洋脊环境,还可以形成于岛弧环境,从而表明蛇绿岩还存在古岛弧型蛇绿岩。

第二个成果是通过东秦岭造山带印支期花岗岩岩石成因和构造意义研究,率先提出了东秦岭造山带在晚三叠世227–218 Ma间还处于陆缘弧环境,中国南北大陆最终碰撞始于晚三叠世大约211 Ma的新认识,并据此推论中国南北大陆之间的古特提斯洋盆很有可能是剪刀式收缩的。

第三个成果是对西昆仑造山带古生代和早中生代花岗岩及其中暗色微粒包体进行了岩石成因和构造属性研究,发现西昆仑造山带并非传统观点认为的单一型造山带,而是一条至少经历了三个造山旋回、与原特提斯和古特提斯形成和演化相关的复合型造山带。

第四个成果是通过中国东南部晚中生代花岗质与镁铁质岩石综合研究,阐明了岩浆构造属性,揭示了岩浆起源的深部动力学机制,即构造-岩浆活动受控于古太平洋板块前进式与后撤式俯冲作用,并提出了一个新的构造模式,即古太平洋板块反复俯冲-后退模式。

这些研究成果不仅丰富和发展了花岗岩成岩理论,而且对于我国典型造山带构造模型重建具有较重要的指导意义。围绕上述成果,姜老师共发表论文55篇,其中SCI论文51篇,这些论文主要发表在Journal of Petrology, Earth and Planetary Science Letters, Lithos等地质学和岩石学领域顶级及主流刊物上。论文总被引1905篇次,被包括Earth-Science Reviews, Geology, Earth and Planetary Science Letters, Geochimica et Cosmochimica Acta, Journal of Petrology, Precambrian Research等在内的SCI期刊论文引用1399篇次。论文得到美国威斯康辛大学Valley教授、英国圣安德鲁斯大学Cawood教授、英国伦敦皇家霍洛威大学Hall教授、德国美因茨大学Foley 教授、加拿大阿尔伯塔大学Richards教授以及西班牙萨拉曼卡大学López-Plaza教授等一批国际知名学者的广泛关注和正面引用,这肯定了姜老师多年努力付出所取得的成绩,同时也扩大了我国在国际地质学领域的影响力。

姜老师的科研工作远不止以上这些,他取得成果不胜枚举,例如:通过胶东-辽东半岛晚中生代花岗岩与同时代镁铁质岩脉岩石成因研究,为华北克拉通岩石圈减薄时间和方式提供了新的制约;通过相山超大型铀矿床重点解剖,认为成矿流体和成矿物质主要来自当地富集地幔;中国东南沿海非金属矿成矿规律研究,并首次在东南沿海发现含铯火山玻璃;福建浦城-三都澳金银多金属成矿带成矿规律研究;福建崇安-宁化地区金锡银铅锌成矿地质条件及成矿预测研究。

不畏艰难困苦,科研永无止境

科研工作所要面临的困难和辛苦是常人无法想象的。姜老师告诉我们,对地学工作者来说,光靠在校园里做科研、在实验室里做实验是远远不够的,野外考察才是最基本的环节,没有扎实的野外工作,后续研究便无法开展。为了收集到野外的第一手资料,采集典型岩石和矿石样品,长途跋涉、风餐露宿是家常便饭,有时甚至还面临生命危险。

记得那是2006年8月1日,姜老师带领三个研究生租车深入西昆仑腹地进行地质考察,考察路线沿着叶尔羌河边简易公路进行,炎热的天气加速了山上积雪融化,造成叶尔羌河河水大涨冲坏了道路。在那个基本上是无人区的地方,他们在车上惴惴不安地呆了整整一夜,第二天水势渐渐减弱才勉强把车开了回去。同样的事情又发生在2010年8月4日。除了这两次异常惊险的经历,在野外考察中,姜老师还遇到过大大小小的困难,他始终以乐观坚毅的态度对待大自然的每一次考验,并从中汲取大自然赋予的知识和力量。

作为一名优秀的地质科研人员,姜老师不仅有甘坐冷板凳,十年磨一剑的毅力,更富有乐观主义和冒险精神,在不断追寻探索科学的过程中,他锐意进取、开拓创新、坚韧不拔。在他身上我们不仅可以体会到“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”的吃苦精神,更可以感受到“会当凌绝顶,一览众山小”的学者气度。在今后的科研道路上,姜老师将继续针对华南中生代成岩成矿的深部动力学机制开展进一步研究,争取使该项研究早日达到国际先进水平。相信他能够在自己无比热爱的地质学世界开天辟地、挥洒豪情,带世人探寻岩层深处的秘密,向世界诠释地球科学的真理

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[责任编辑:冷媚]
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