行走于變質巖學科前沿
發表時間 2019-03-22 17:27 來源 未知

  ——記北京大學地球與空間科學學院魏春景教授

  專家簡介

  魏春景: 男,1962年生,教授,杰青,1983 年在長春地質學院(現吉林大學地學院)獲學士學位,1992 年在北京大學地質學系獲博士學位。現任北京大學地空學院教授,中國礦物巖石地球化學學會理事第九屆理事會理事,《Journal of Metamorphic Geology》、《巖石學報》、《地球科學》、《Journal of Earth Science》、Science China (Earth Science)等國內外學術期刊編委。長期以來從事變質作用及相平衡研究,先后研究過西南天山、北祁連、大別、阿爾泰、華北克拉通的變質作用與造山演化過程,積累了較多的變質相平衡方面的資料和成果。建立了變質基性巖與泥質巖在不同P-T條件和體系下的巖石成因格子;系統研究了中國主要高壓-超高壓變質帶巖石的相平衡關系;確定華北中部造山帶加厚造山作用發生在1.95Ga,而以往認為的1.85Ga年齡代表麻粒巖相地體的抬升冷卻時間;在冀東地區識別出超高溫麻粒巖,與太古宙特有的垂向構造體制有關;通過興蒙造山帶變質作用研究,確定索倫‘縫合帶’為板內盆地-小洋盆閉合的所致。主持國家自然科學基金面上基金項目7項,杰出青年基金項目1項,重點基金1項,參加國家創新群體項目1項,主持地質礦產部1/5萬填圖兩幅;主持國家973項目二級課題1項,參加3項。共發表學術論文180余篇,其中SCI論文110篇。

  變質巖石學是巖石學中一個重要分支,主要研究變質巖石的化學組成、結構構造、形成的物理化學條件、地質構造背景以及成礦作用等。改革開放以來,我國國民經濟迅速發展,對礦產資源的需求成倍增加,國家投入大量資金進行找礦勘查,從而大大推動了基礎學科的發展。以此為依托,我國在變質巖石學、變質地質學和變質成礦作用研究方面也取得了長足進展,培養了一批在國內外有重要影響的巖石學家。北京大學地球與空間科學學院魏春景教授就是其中的佼佼者。多年來,他一直從事我國重要造山帶(包括大別、秦嶺、祁連、阿爾金、天山、阿爾泰、興蒙造山帶)和華北克拉通變質作用研究,尤其是從2001年開始,在國內率先開展了變質相平衡的定量研究,取得了豐碩的研究成果,極大地推動了我國變質巖學科的發展。



魏春景2015年參加香山會議做報告

  厚積薄發,取得碩果累累

  杰出的科研成果,源于長久積累后的厚積薄發。1979年,魏春景考入長春地質學院地質系學習,1986年獲碩士學位,專業為質巖巖石學專業,1992年于北京大學獲巖石學博士學位。1986起在北京大學地質學系任助教、講師、副教授、教授及博士生導師。先后在斯坦福大學、墨爾本大學和悉尼大學做訪問研究。一直從事變質巖石學研究,發表學術論文180余篇,其中SCI檢索論文110余篇。2005年得到國家杰出青年基金項目資助。1998年獲得教育部科技進步一等獎(第四完成人),2010年獲得教育部高校自然科學獎一等獎(第三完成人),2012年獲得北京大學“十佳”教師(慈竹獎)。兼任“Journal of Metamorphic Geology” 、“巖石學報”、“地球科學”、“Journal of Earth Science”、 Science China (Earth Science)等雜志編委。
 



1987年魏春景(右1)與董申保院士(中) 在陜西考察藍片巖

  1986年在北大任教以來,魏春景開始從事揚子地塊北緣高壓變質帶研究, 1991年10月-92年1月,作為訪問學者在美國斯坦福大學與J. G. Liou教授合作研究高壓變質作用,1992年在董申保院士指導下完成博士學位論文,論文題目為“陜甘川三省交界區碧口群的變質作用及地球化學”。 1993年-96年,魏春景主持完成了國家自然科學基金青年基金項目“揚子地臺北緣前寒武紀泥質巖系的高壓變質作用”;同時作為負責人在安徽省大別山東部完成了“官莊”和“雙塘埂”兩幅1/5萬地質填圖,并被評為優秀級成績,并首次在北大別變質雜巖帶中發現了榴輝巖。1996-98年,參加張壽廣研究員主持的國家自然科學基金項目,研究南秦嶺地區的變質作用,在陜西阜平地區發現了麻粒巖。1998-2000年,作為項目負責人主持國家自然科學基金項目“桐柏地區的變質作用演化及其與碰撞造山過程的耦合關系”的研究,并首次在桐柏地區發現了榴輝巖。2000年開始,參加國家973項目“中國西部超高壓變質作用探究”。 2001年2月-2002年2月,作為訪問學者在澳大利亞墨爾本大學地學院與Roger Powell教授合作研究變質作用的相平衡問題,以祁連和天山造山帶為基礎,闡明了變質基性巖和泥質巖在高壓-超高壓條件下的變質相平衡關系。2002-2004年,作為項目負責人主持國家自然科學基金項目“新疆阿爾泰造山帶低壓變質作用研究”闡明了阿爾泰造山帶藍晶石型和紅柱石型兩類變質帶的關系。2003年3-7月,作為訪問學者在澳大利亞悉尼大學與Geoffrey Clarke 教授合作研究泥質巖系的中-低壓相平衡問題。2004-2006年,主持國家自然科學基金項目“泥質巖系高壓-超高壓相平衡研究,以大別山西段變質泥質巖為例”,利用變質相平衡的定量研究方法闡明超高壓榴輝巖的變質作用演化。2005年,得到國家杰出青年基金項目資助,從事“泥質巖和基性巖系變質相平衡研究”(2006-2009)。2007-2008年,主持教育部博士點項目“新疆阿爾泰造山帶高級變質巖中深熔作用的相平衡研究”。2009年,魏春景所在的北京大學”變質作用與造山帶演化“研究群體被國家自然科學基金委員會評為優秀創新群體。2009-12年,參加科技部973項目“深俯沖洋殼的化學變化和折返機制”,研究西南天山超高壓榴輝巖與長英質片巖。2010-12年,主持國家自然科學基金面上項目“安徽南大別超高壓榴輝巖和片麻巖的相平衡研究“。2011年以來,研究重點轉向華北克拉通古元古代和太古宙變質作用與構造演化研究,并先后主持國家自然科學基金面上項目“山西恒山雜巖變質作用演化與TTG片麻巖深熔作用的相平衡研究”,和重點項目“冀東地區麻粒巖相變質作用與TTG質巖石成因研究”。2013年參加科技部973項目: “興蒙造山帶構造疊合與大規模成礦作用”(2013-2017),2014年9月后負責人負責第一課題“興蒙造山帶西段板塊構造體制與成礦體系”,主要研究興蒙造山帶變質作用與構造演化。2016參加科技部973課題“古洋殼俯沖到陸殼俯沖過程的巖石學記錄”,主要研究阿爾金造山帶高壓-超高溫麻粒巖的變質作用演化與流體行為。2018年得到國家科學基金面上項目“華北克拉通清原新太古代表殼巖系變質作用研究”,并參加翟明國院士主持的國家自然科學基金重大項目“大陸地殼演化與早期板塊構造”的第三課題,主要研究華北克拉通太古宙變質作用與構造環境。



2017年魏春景(右3)在中山大學與張培震院士(右2)討論問題



2017年魏春景(左4)與翟明國院士(左3)在內蒙參加野外考察

  成果豐碩,學術貢獻突出

  長期以來,魏春景在變質巖科研工作中敢于開拓,勇于創新,在取得了豐碩的研究成果的同時,也為我國變質巖學科的發展作出了突出的學術貢獻。綜合而言,其貢獻主要表現在如下方面。

  1. 變質相平衡的定量研究。變質相平衡的定量研究是90年代以來變質巖石學中的最新進展,它開辟了定量研究變質作用的新階段,魏春景率先在國內開展了這方面的研究。主要闡述了如下3方面問題:(1)泥質(長英質)巖在低壓、高壓-超高壓條件下的變質反應與相平衡關系,建立了巖石成因格子,拓展了實驗標定的多硅白云母地質壓力計在變質巖石中的應用范圍;(2)基性巖在變質作用全溫壓范圍內的相平衡關系,劃分出22個變質亞相組合,并把變質作用劃分為低P/T、中P/T、高P/T和很高P/T 4種類型;(3)泥質巖在高溫超高溫條件下的相平衡關系及其花崗質巖石的成因聯系。通過些研究解決了巖石學中多個倍受關注的基礎理論問題,極大地推動了變質巖學科的發展。

  2. 中國主要造山帶高壓-超高壓變質巖的相平衡關系與P-T軌跡。(1)系統研究了中國主要高壓-超高壓變質帶(如大別山、祁連、阿爾金和西天山造山帶)榴輝巖與相關高壓-超高壓變質巖的相平衡關系與P-T軌跡。(2)闡明了硬柱石廣泛存在于高壓-超高壓榴輝巖前進和峰期變質階段,而在榴輝巖折返階段發生分解;(3)闡明了利用石榴石和多硅白云母成分確定高壓、低溫超高壓和中溫超高壓三類榴輝巖峰期變質條件和P-T軌跡的原理和方法;(4)確定南阿爾金高壓-超高溫麻粒巖代表超深俯沖大陸地殼在折返至加厚下地殼深度時變質-深熔形成的,大陸地殼深俯沖與折返過程中,長英質巖石處于流體缺失條件,而在基性和超基性巖中流體是飽和的。

  3. 華北克拉通古元古代與新太古代變質作用與構造演化研究。

  通過對華北克拉通五臺-恒山地區麻粒巖相與角閃巖相變質作用的系統研究,提出華北中部造山帶加厚造山作用發生在19.5億年,而以往認為的18.5億年,在麻粒巖相地體中獲得變質變質鋯石年齡代表地體抬升冷卻時間,總結了恒山–五臺–阜平地區在古元古代巖漿與變質作用特點,提出了與以往不同的構造演化模式。

  通過對冀東地區變質作用研究,魏春景首次在該區識別出新太古代超高溫泥質和基性麻粒巖,確定其P-T軌跡為逆時針型,與太古宙特有的垂直構造體制有關,明顯不同于太古宙之后的板塊構造體制。并且,進一步確定了冀東地區存在古元古代晚期高壓麻粒巖相變質作用,修正了以往對華北克拉通古元古代造山帶分布和演化的理解。

  4. 興蒙造山帶變質作用與構造演化,通過興蒙造山帶變質作用研究,確定索倫‘縫合帶’為板內盆地-小洋盆閉合的所致。興蒙造山帶是我國重要的銅、金多金屬成礦帶,以往對造山帶構造格局和演化歷史有著非常不同的認識,直接影響了對區域成礦規律的理解和找礦工作的實施。變質巖是造山帶巖石運動過程的最直接記錄,可以很好地約束造山帶的構造屬性與演化過程,但對該區變質巖一直缺少系統的研究工作。魏春景的研究工作首次對內蒙古中部地區的復雜變質巖系開展深入研究,識別出4期不同類型的變質作用,指示該區經歷了從早古生代大洋俯沖、泥盆紀碰撞造山、晚古生代伸展裂解、到早中生代小洋盆閉合加厚等復合造山演化過程,而不是以往認為的古亞洲洋從早古生代開始持續俯沖至早中生代閉合的單一演化過程。其中前3期變質作用相當于都城秋穗提出的高壓型、中壓型和低壓型變質相系,但早中生代低溫中-低壓型變質作用在以往國內外研究中從未關注。魏春景研究指出這種低溫型變質作用指示小洋盆被動閉合過程,是變質地質學研究的明顯進展。該研究成果可作為變質地質學研究的一個成功范例,不僅有助于深入理解變質作用特征與造山帶構造屬性之間的內在聯系,而且對認識區內晚古生代成礦背景和規律至關重要。

  學海無涯苦作舟。科研創新,永遠在路上。展望未來,魏春景教授將繼往開來,繼續深耕,力爭為我國變質巖學科的發展做出更大的貢獻。

  

2018年魏春景(右6)考察南非林波波活動帶

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