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【孫老師科普講堂】巖石學(xué)家?guī)恪搬S巍庇钪?/h2>發(fā)布時(shí)間:2021-09-11
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專家信息:陳立輝
西北大學(xué)/南京大學(xué) 教授,博士生導(dǎo)師
研究方向:火成巖石學(xué)和地幔地球化學(xué)
主要成果:
1、鎂同位素在巖漿演化中的分餾;
2、堿性(鈉質(zhì))玄武巖成因與源區(qū)組成;
3、蘇長質(zhì)Eucrite隕石成因與灶神星內(nèi)部混染過程;
孫老師:
今天是一個(gè)特別的日子9月10號——教師節(jié)。我先祝全國的所有老師教師節(jié)快樂。然后今天我們請到了一位特別的嘉賓,他在教師節(jié)這一天還要在野外辛勤的工作。這個(gè)老師帶領(lǐng)著他們組在漫游宇宙、漫游世界、漫游地球、漫游海洋,他們組就叫“幔游”組。那我今天請到了“幔游”組的課題負(fù)責(zé)人。我們有請西北大學(xué)的陳立輝教授!
陳老師您好,先祝您節(jié)日快樂。
陳老師:
謝謝,也祝你節(jié)日快樂。
各位同學(xué)好!
孫老師:
陳老師,今天是教師節(jié),您希望學(xué)生們送給你什么禮物啊?
陳老師:
啊,每人送我一塊火星隕石唄,哈哈。
孫老師:
陳老師,您是研究地幔的,那我們知道地球分為殼幔核,地幔其實(shí)是在地殼之下,那地幔的樣品是怎么采到的呢?
陳老師:
地幔的樣品有兩種,一種樣品是我們稱之為直接的地幔樣品,稱之為地幔捕虜體。這種捕虜體是來自地幔的火山噴發(fā)時(shí)捕虜而來的地幔巖碎片。另外更主要的是,我們地幔來源的巖漿噴出來形成的巖漿巖,比如說玄武巖、金伯利巖、輝長巖、輝綠巖等等。這些由于物質(zhì)本身也是來自地幔的,所以也能反映地幔的物質(zhì)組成。但是它是間接的樣品,因?yàn)樗鼈兩蟻淼臅r(shí)候已經(jīng)是液態(tài)的形式,到了地殼表面。我不知道說清楚沒有。
孫老師:
說清楚了陳老師。您的組是“幔游”組,其實(shí)除了漫游地球之外,您還在漫游宇宙,那您是怎么“海陸空三軍”都可行的呢?
陳老師:
是這樣的,我記得我上高中的時(shí)候,老師給我們說,那時(shí)候我們有一句社會上流行的說法,就是學(xué)好數(shù)理化,走遍天下都不怕。到現(xiàn)在也是這樣的,其實(shí)道理是差不多的,你只要把巖石學(xué)學(xué)好,地球化學(xué)學(xué)好,你去研究地球上的巖石樣品,還是研究月球上的巖石樣品,還是火星上的巖石樣品或者其他小行星上的巖石樣品,它的研究方法、思路、手段都是接近的,相通的。
同學(xué):
那么請問一下陳老師,您是研究玄武巖的專家,那為什么后來參加到了大洋、行星的項(xiàng)目上?
陳老師:
我們知道,我們陸地上最常見的火成巖是花崗巖,但是在大洋底部、洋底最常見的是玄武巖。所以我這個(gè)玄武巖專家在做大洋底部的巖石就能發(fā)揮更重要的作用,所以我在2010年就開始參加這個(gè)“IODP”就是國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃的科學(xué)考察以及后續(xù)的研究。然后行星這一塊是最近幾年才開始涉及,因?yàn)槲覀儑覐墓こ探嵌鹊脑挘覀兲皆乱约盎鹦牵约拔磥韼啄晷⌒行嵌家呀?jīng)在執(zhí)行或者是正在執(zhí)行。這樣的話對我們科學(xué)家就提出了要求,就是我們不僅僅中國的航天器能夠到月球,到火星去考察,去探測。更重要的是我們科學(xué)家要在月球火星相關(guān)的基礎(chǔ)研究上,要做出原創(chuàng)性的成果。就是科學(xué)成果和工程應(yīng)用要匹配。不然的話,辛辛苦苦在月球上采回來的一公斤樣品,我們做不出科學(xué)成果,那我們就對不起納稅人的錢了。所以這些年我們組也就開始做月球、火星以及小行星。而且隨著我們國家綜合國力的提升,從國家利益角度,已經(jīng)在星辰大海,地球上的話我們國家利益已經(jīng)不限于我們中國的國土范圍內(nèi),所以我們的視野要放在全世界,包括大洋。謝謝!
孫老師:
好的,謝謝陳老師。我問一個(gè)問題,我在帶學(xué)生野外的時(shí)候經(jīng)常會遇到這樣的問題。就是在課堂上學(xué)這個(gè)巖石學(xué),學(xué)的還挺好的,但是一到野外,碰到巖石他就不認(rèn)識了。是野外的巖石跟實(shí)驗(yàn)室的巖石有什么差別嗎?
陳老師:
這個(gè)是我上學(xué)的時(shí)候也經(jīng)常遇到的問題。其實(shí)這個(gè)問題,我們工作之后就發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題是很正常的。有幾個(gè)原因吧,第一個(gè)原因是上課的樣品是經(jīng)典的樣品,老師挑的是最有代表性的樣品,也就是最好認(rèn)的樣品。至少他不是那種模棱兩可的,不是過渡類型的。而自然界的樣品,我們?nèi)藶榻o它分類,是因?yàn)槲覀內(nèi)藶閹е饔^性的,而自然界的樣品往往很多是過渡的。這是一個(gè)很重要的原因。另外一個(gè)重要的原因呢,就是我們實(shí)驗(yàn)室的樣品,都是比較漂亮的,比較新鮮的,而野外經(jīng)常風(fēng)吹日曬的,經(jīng)過風(fēng)化了,火成巖的樣品比如說長石經(jīng)常是高嶺土化,輝石綠泥石化之類的,會有一些低溫的蝕變,或者是風(fēng)化。這樣看上去就沒有那么經(jīng)典,典型的特征就慢慢的模糊化了。第三個(gè)重要的原因就是經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)包括幾個(gè)方面,一個(gè)是你看的巖石樣品是否足夠的多,我們上學(xué)期間看的時(shí)間少,比如說男生,打游戲打得多了,打十個(gè)小時(shí)和一百個(gè)小時(shí)是不一樣的。看巖石也是這樣。另外一方面你在一個(gè)地區(qū)工作了時(shí)間長了以后就不容易認(rèn)錯(cuò)了。這個(gè)地區(qū)有哪些巖石,有什么時(shí)代的巖石,有那些構(gòu)造現(xiàn)象等等,時(shí)間長了在你的腦子里有一些積累,以后你在野外的話就容易做出準(zhǔn)確的判斷。所以主要就是這三個(gè)原因。
孫老師:
好的,謝謝陳老師。那我們上一節(jié)課講的是巖漿的化學(xué)成分,然后我們給大家留了一個(gè)思考題,希望陳老師也能幫我們解答這個(gè)問題。如果兩個(gè)巖漿巖它們具有相同的礦物組成、礦物含量,那么它們一定是同一種巖漿巖嗎?
陳老師:
化學(xué)成分相同,顯然不一定是同一種巖漿巖,因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)有可能不同,巖漿巖的結(jié)構(gòu)跟它的結(jié)晶歷史、冷卻速率是高度相關(guān)的。冷卻的速度快了,它的礦物長得就小,冷卻的慢了,它的礦物就可以長得大一點(diǎn)。比如說同樣是玄武巖基性的巖漿,它快速噴出地表,快速冷卻,它的晶體就沒來得及長得大,它都是一些細(xì)粒的晶體,細(xì)粒結(jié)構(gòu),這個(gè)就是玄武巖。而如果它侵位到地殼的深部,比如說下地殼或者中地殼,那個(gè)地方周圍的環(huán)境溫度比較高,巖漿的冷卻速度就慢,這個(gè)晶體,包括橄欖石啊、輝石啊、長石啊,它結(jié)晶的速度就慢,它可以長得大,可以形成粗粒結(jié)構(gòu),粗粒結(jié)構(gòu)的基性巖石就是輝長巖。我們可以看到化學(xué)成分完全是一樣的,都是從地幔來源的巖漿到了地表或者地殼里面,因?yàn)槔鋮s的不一樣,形成兩種巖石,地表的是玄武巖,侵入到地殼里面的就是輝長巖。
孫老師:
好的,謝謝陳老師。謝謝您幫我引出了今天要學(xué)的內(nèi)容。那今天就到這里,希望陳老師在“幔游”的路上越走越好。
陳老師:
謝謝孫老師,我們有機(jī)會再見。