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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)布時間:2021-09-11
講座視頻連接:https://b23.tv/8nArpp
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候,,老師給我們說,那時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“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?,我們探月以及火星,,以及未來幾年小行星都已?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,。我問一個問題,,我在帶學(xué)生野外的時候經(jīng)常會遇到這樣的問題。就是在課堂上學(xué)這個巖石學(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:
這個是我上學(xué)的時候也經(jīng)常遇到的問題。其實(shí)這個問題,,我們工作之后就發(fā)現(xiàn)這個問題是很正常的,。有幾個原因吧,第一個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。這是一個很重要的原因,。另外一個重要的原因呢,,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,。第三個重要的原因就是經(jīng)驗(yàn),。經(jīng)驗(yàn)包括幾個方面,,一個是你看的巖石樣品是否足夠的多,我們上學(xué)期間看的時間少,,比如說男生,,打游戲打得多了,打十個小時和一百個小時是不一樣的,??磶r石也是這樣。另外一方面你在一個地區(qū)工作了時間長了以后就不容易認(rèn)錯了,。這個地區(qū)有哪些巖石,,有什么時代的巖石,有那些構(gòu)造現(xiàn)象等等,,時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思考題,,希望陳老師也能幫我們解答這個問題。如果兩個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,那個地方周圍的環(huán)境溫度比較高,,巖漿的冷卻速度就慢,,這個晶體,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,。