行走于变质岩学科前沿
发表时间 2019-03-22 17:27 来源 未知

  ——记北京大学地球与空间科学学院魏春景教授

  专家简介

  魏春景: 男,1962年生,教授,杰青,1983 年在长春地质学院(现吉林大学地学院)获学士学位,1992 年在北京大学地质学系获博士学位。现任北京大学地空学院教授,澳门威尼斯人注册网站矿物岩石地球化学学会理事第九届理事会理事,《Journal of Metamorphic Geology》、《岩石学报》、《地球科学》、《Journal of Earth Science》、Science China (Earth Science)等国内外学术期刊编委。长期以来从事变质作用及相平衡研究,先后研究过西南天山、北祁连、大别、阿尔泰、华北克拉通的变质作用与造山演化过程,积累了较多的变质相平衡方面的资料和成果。建立了变质基性岩与泥质岩在不同P-T条件和体系下的岩石成因格子;系统研究了澳门威尼斯人注册网站主要高压-超高压变质带岩石的相平衡关系;确定华北中部造山带加厚造山作用发生在1.95Ga,而以往认为的1.85Ga年龄代表麻粒岩相地体的抬升冷却时间;在冀东地区识别出超高温麻粒岩,与太古宙特有的垂向构造体制有关;通过兴蒙造山带变质作用研究,确定索伦‘缝合带’为板内盆地-小洋盆闭合的所致。主持国家自然科学基金面上基金项目7项,杰出青年基金项目1项,重点基金1项,参加国家创新群体项目1项,主持地质矿产部1/5万填图两幅;主持国家973项目二级课题1项,参加3项。共发表学术论文180余篇,其中SCI论文110篇。

  变质岩石学是岩石学中一个重要分支,主要研究变质岩石的化学组成、结构构造、形成的物理化学条件、地质构造背景以及成矿作用等。改革开放以来,我国国民经济迅速发展,对矿产资源的需求成倍增加,国家投入大量资金进行找矿勘查,从而大大推动了基础学科的发展。以此为依托,我国在变质岩石学、变质地质学和变质成矿作用研究方面也取得了长足进展,培养了一批在国内外有重要影响的岩石学家。北京大学地球与空间科学学院魏春景教授就是其中的佼佼者。多年来,他一直从事我国重要造山带(包括大别、秦岭、祁连、阿尔金、天山、阿尔泰、兴蒙造山带)和华北克拉通变质作用研究,尤其是从2001年开始,在国内率先开展了变质相平衡的定量研究,取得了丰硕的研究成果,极大地推动了我国变质岩学科的发展。



魏春景2015年参加香山会议做报告

  厚积薄发,取得硕果累累

  杰出的科研成果,源于长久积累后的厚积薄发。1979年,魏春景考入长春地质学院地质系学习,1986年获硕士学位,专业为质岩岩石学专业,1992年于北京大学获岩石学博士学位。1986起在北京大学地质学系任助教、讲师、副教授、教授及博士生导师。先后在斯坦福大学、墨尔本大学和悉尼大学做访问研究。一直从事变质岩石学研究,发表学术论文180余篇,其中SCI检索论文110余篇。2005年得到国家杰出青年基金项目资助。1998年获得教育部科技进步一等奖(第四完成人),2010年获得教育部高校自然科学奖一等奖(第三完成人),2012年获得北京大学“十佳”教师(慈竹奖)。兼任“Journal of Metamorphic Geology” 、“岩石学报”、“地球科学”、“Journal of Earth Science”、 Science China (Earth Science)等杂志编委。
 



1987年魏春景(右1)与董申保院士(中) 在陕西考察蓝片岩

  1986年在北大任教以来,魏春景开始从事扬子地块北缘高压变质带研究, 1991年10月-92年1月,作为访问学者在美国斯坦福大学与J. G. Liou教授合作研究高压变质作用,1992年在董申保院士指导下完成博士学位论文,论文题目为“陕甘川三省交界区碧口群的变质作用及地球化学”。 1993年-96年,魏春景主持完成了国家自然科学基金青年基金项目“扬子地台北缘前寒武纪泥质岩系的高压变质作用”;同时作为负责人在安徽省大别山东部完成了“官庄”和“双塘埂”两幅1/5万地质填图,并被评为优秀级成绩,并首次在北大别变质杂岩带中发现了榴辉岩。1996-98年,参加张寿广研究员主持的国家自然科学基金项目,研究南秦岭地区的变质作用,在陕西阜平地区发现了麻粒岩。1998-2000年,作为项目负责人主持国家自然科学基金项目“桐柏地区的变质作用演化及其与碰撞造山过程的耦合关系”的研究,并首次在桐柏地区发现了榴辉岩。2000年开始,参加国家973项目“澳门威尼斯人注册网站西部超高压变质作用探究”。 2001年2月-2002年2月,作为访问学者在澳大利亚墨尔本大学地学院与Roger Powell教授合作研究变质作用的相平衡问题,以祁连和天山造山带为基础,阐明了变质基性岩和泥质岩在高压-超高压条件下的变质相平衡关系。2002-2004年,作为项目负责人主持国家自然科学基金项目“新疆阿尔泰造山带低压变质作用研究”阐明了阿尔泰造山带蓝晶石型和红柱石型两类变质带的关系。2003年3-7月,作为访问学者在澳大利亚悉尼大学与Geoffrey Clarke 教授合作研究泥质岩系的中-低压相平衡问题。2004-2006年,主持国家自然科学基金项目“泥质岩系高压-超高压相平衡研究,以大别山西段变质泥质岩为例”,利用变质相平衡的定量研究方法阐明超高压榴辉岩的变质作用演化。2005年,得到国家杰出青年基金项目资助,从事“泥质岩和基性岩系变质相平衡研究”(2006-2009)。2007-2008年,主持教育部博士点项目“新疆阿尔泰造山带高级变质岩中深熔作用的相平衡研究”。2009年,魏春景所在的北京大学”变质作用与造山带演化“研究群体被国家自然科学基金委员会评为优秀创新群体。2009-12年,参加科技部973项目“深俯冲洋壳的化学变化和折返机制”,研究西南天山超高压榴辉岩与长英质片岩。2010-12年,主持国家自然科学基金面上项目“安徽南大别超高压榴辉岩和片麻岩的相平衡研究“。2011年以来,研究重点转向华北克拉通古元古代和太古宙变质作用与构造演化研究,并先后主持国家自然科学基金面上项目“山西恒山杂岩变质作用演化与TTG片麻岩深熔作用的相平衡研究”,和重点项目“冀东地区麻粒岩相变质作用与TTG质岩石成因研究”。2013年参加科技部973项目: “兴蒙造山带构造叠合与大规模成矿作用”(2013-2017),2014年9月后负责人负责第一课题“兴蒙造山带西段板块构造体制与成矿体系”,主要研究兴蒙造山带变质作用与构造演化。2016参加科技部973课题“古洋壳俯冲到陆壳俯冲过程的岩石学记录”,主要研究阿尔金造山带高压-超高温麻粒岩的变质作用演化与流体行为。2018年得到国家科学基金面上项目“华北克拉通清原新太古代表壳岩系变质作用研究”,并参加翟明国院士主持的国家自然科学基金重大项目“大陆地壳演化与早期板块构造”的第三课题,主要研究华北克拉通太古宙变质作用与构造环境。



2017年魏春景(右3)在中山大学与张培震院士(右2)讨论问题



2017年魏春景(左4)与翟明国院士(左3)在内蒙参加野外考察

  成果丰硕,学术贡献突出

  长期以来,魏春景在变质岩科研工作中敢于开拓,勇于创新,在取得了丰硕的研究成果的同时,也为我国变质岩学科的发展作出了突出的学术贡献。综合而言,其贡献主要表现在如下方面。

  1. 变质相平衡的定量研究。变质相平衡的定量研究是90年代以来变质岩石学中的最新进展,它开辟了定量研究变质作用的新阶段,魏春景率先在国内开展了这方面的研究。主要阐述了如下3方面问题:(1)泥质(长英质)岩在低压、高压-超高压条件下的变质反应与相平衡关系,建立了岩石成因格子,拓展了实验标定的多硅白云母地质压力计在变质岩石中的应用范围;(2)基性岩在变质作用全温压范围内的相平衡关系,划分出22个变质亚相组合,并把变质作用划分为低P/T、中P/T、高P/T和很高P/T 4种类型;(3)泥质岩在高温超高温条件下的相平衡关系及其花岗质岩石的成因联系。通过些研究解决了岩石学中多个倍受关注的基础理论问题,极大地推动了变质岩学科的发展。

  2. 澳门威尼斯人注册网站主要造山带高压-超高压变质岩的相平衡关系与P-T轨迹。(1)系统研究了澳门威尼斯人注册网站主要高压-超高压变质带(如大别山、祁连、阿尔金和西天山造山带)榴辉岩与相关高压-超高压变质岩的相平衡关系与P-T轨迹。(2)阐明了硬柱石广泛存在于高压-超高压榴辉岩前进和峰期变质阶段,而在榴辉岩折返阶段发生分解;(3)阐明了利用石榴石和多硅白云母成分确定高压、低温超高压和中温超高压三类榴辉岩峰期变质条件和P-T轨迹的原理和方法;(4)确定南阿尔金高压-超高温麻粒岩代表超深俯冲大陆地壳在折返至加厚下地壳深度时变质-深熔形成的,大陆地壳深俯冲与折返过程中,长英质岩石处于流体缺失条件,而在基性和超基性岩中流体是饱和的。

  3. 华北克拉通古元古代与新太古代变质作用与构造演化研究。

  通过对华北克拉通五台-恒山地区麻粒岩相与角闪岩相变质作用的系统研究,提出华北中部造山带加厚造山作用发生在19.5亿年,而以往认为的18.5亿年,在麻粒岩相地体中获得变质变质锆石年龄代表地体抬升冷却时间,总结了恒山–五台–阜平地区在古元古代岩浆与变质作用特点,提出了与以往不同的构造演化模式。

  通过对冀东地区变质作用研究,魏春景首次在该区识别出新太古代超高温泥质和基性麻粒岩,确定其P-T轨迹为逆时针型,与太古宙特有的垂直构造体制有关,明显不同于太古宙之后的板块构造体制。并且,进一步确定了冀东地区存在古元古代晚期高压麻粒岩相变质作用,修正了以往对华北克拉通古元古代造山带分布和演化的理解。

  4. 兴蒙造山带变质作用与构造演化,通过兴蒙造山带变质作用研究,确定索伦‘缝合带’为板内盆地-小洋盆闭合的所致。兴蒙造山带是我国重要的铜、金多金属成矿带,以往对造山带构造格局和演化历史有着非常不同的认识,直接影响了对区域成矿规律的理解和找矿工作的实施。变质岩是造山带岩石运动过程的最直接记录,可以很好地约束造山带的构造属性与演化过程,但对该区变质岩一直缺少系统的研究工作。魏春景的研究工作首次对内蒙古中部地区的复杂变质岩系开展深入研究,识别出4期不同类型的变质作用,指示该区经历了从早古生代大洋俯冲、泥盆纪碰撞造山、晚古生代伸展裂解、到早中生代小洋盆闭合加厚等复合造山演化过程,而不是以往认为的古亚洲洋从早古生代开始持续俯冲至早中生代闭合的单一演化过程。其中前3期变质作用相当于都城秋穗提出的高压型、中压型和低压型变质相系,但早中生代低温中-低压型变质作用在以往国内外研究中从未关注。魏春景研究指出这种低温型变质作用指示小洋盆被动闭合过程,是变质地质学研究的明显进展。该研究成果可作为变质地质学研究的一个成功范例,不仅有助于深入理解变质作用特征与造山带构造属性之间的内在联系,而且对认识区内晚古生代成矿背景和规律至关重要。

  学海无涯苦作舟。科研创新,永远在路上。展望未来,魏春景教授将继往开来,继续深耕,力争为我国变质岩学科的发展做出更大的贡献。

  

2018年魏春景(右6)考察南非林波波活动带

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