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从柏林与岩石大地构造学

时间:2010-09-18  归属:当代科技精华地学卷

从柏林,现任中国科学院地质研究所研究员,博士生导师。上海人,1939年6月生。北京大学地质系毕业后,先后从事中国东部中新生代火山岩、地幔岩包体、大陆裂谷、太古代麻粒岩、古特提斯洋以及高压和超高压变质岩研究,发表了许多专著和论文,对在我国开创岩石大地构造学及发展成因岩石学起了重要作用。“六五”以来一直是中国科学院和国家自然科学基金重点项目主持人。他主持的“攀西古裂谷的形成和演化”项目获中科院科技进步奖一等奖。1995年获国家级有突出贡献的中青年科学家称号。

    1963年夏末,从柏林从北京大学毕业。他没有回上海探望父母就满怀喜悦和新鲜感地提前到中国科学院地质研究所报到了。但是,他没有想到一个六年制地球化学专业毕业的人会被分到大地构造学研究室工作。著名地质学家张文佑教授(已故),当时的副所长和室主任语重心长地对他说:“你是我向所里要的第一个学地球化学的大学毕业生。地质学一大特点就是综合性。任何大的地质问题凭单一学科的研究是很难解答的。希望你在研究大地构造中发挥你的专业所长。”从此,他在张文佑教授指导下走上了把岩石学和大地构造学相结合的研究道路。

    从柏林是幸运的,因为他走上研究岗位的时候正是固体地球科学处于重大变革的时期。50年代末至60年代初是第二次世界大战后世界经济复苏时期。为了开拓资源和占据战略位置,一些经济上的强国大力开展海洋地质和地球物理调查,从而使以大陆为基础的固体地球科学发展成为全球固体地球科学。随之,一个以全球性地质学、地球物理学和地球化学综合研究为基础的新地球观——板块构造说逐步形成。地质学研究开始由地壳深入至上地幔。国际上第一个全球固体地球科学研究计划“国际上地幔计划”也在此时期提出并执行。他利用恩师张文佑先生让他广泛读书,了解国际上大地构造学研究的现状和进展的机会,为自己的科学研究生涯打下了扎实的理论基础,并选择了高的研究起点。在不到一年的时间内,他几乎查阅了有关太平洋周边地区中—新生代火山岩研究的全部资料,写了数千张文献卡片,收集了中国东部及邻国的中—新生代火山岩数千个化学分析数据。在此基础上,他写了三篇论文,总结了火山岩时空分布和化学成分变异的规律以及与大地构造的关系。他发现,由太平洋西北缘岛弧(日本岛弧,千岛—勘察加岛弧)向亚洲大陆的新生代玄武岩,以及由沿海向内陆的中国东部中生代火山岩,成分上均显示碱质(特别是钾质)增高的趋势。这种火山岩成分的变化规律就是板块构造模式的主要支柱之一即岛弧火山岩的成分极性。而从柏林发表该文时,板块构造还未正式问世。一个初出茅庐的大学毕业生,在一年内就写出了三篇论文,他的勤奋得到了张文佑教授的充分的肯定和赞扬。

    1965年秋,从柏林参加了深部地质研究工作。张文佑先生让他做这项研究工作的目的是,通过合成金刚石建立模似上地幔P—T条件的高温高压实验室,以便研究上地幔中发生的相变。关于上地幔的物质组成一直是固体地球科学家关心的科学问题。上地幔起始深度位于大陆下30km左右,在大洋底下约6~8km处。而至今大陆上最深的钻井也未达10km。研究者可用地球物理方法测得的地幔物性以及在上地幔的P—T条件下稳定的矿物相模拟实验来推测上地幔可能的物质组成,但是这 毕竟是推测。研究者们更感兴趣的是在地表找到地幔岩样品。1954年Rosss等发表了一篇论文,报告在世界许多地方的碱性玄武岩中有新鲜的橄榄岩类包体。这些橄榄岩包体都是由镁橄榄石、顽火辉石、透辉石及少量尖晶石组成,尽管这些矿物在岩石中占的百分比有很大的变化。从柏林由此想到,在河北省张家口市北边广泛出露的汉诺坝玄武岩台地中,可能也会有此类橄榄岩包体,因为在很早的文献中报导过类似的岩石。不久,他在万全县找到了一处玄武岩,含大量浑圆状橄榄岩类包体(直径从几厘米至几米)。1965年10月他在“地质快报”上发表论文,报道了大麻坪玄武岩及其橄榄岩包体的地质产状、岩石化学和矿物成分,并明确指出橄榄岩包体来自上地幔。这是我国第一篇专门论述地幔橄榄岩的文章。大麻坪村也自此逐渐为世界研究地幔岩的科学家熟知。那时国际上有些岩石学家已注意对橄榄岩包体的研究,但是真正出现研究高潮还是在1970年日本火山岩岩石学鼻祖久野的论文发表之后。久野在这篇著名的论文中公布了橄榄岩类包体产地的世界分布图(共约200余处)。在这张图上对中国大陆仅标出了几个产地(主要在东北地区)。实际上,北起黑龙江省,南至海南省,在中国东部新生代碱性玄武岩中普遍发现橄榄岩类包体,仅浙江省就有50多处。70年代初,研究者们在南非和西伯利亚的金伯利岩中不仅发现橄榄岩类包体还发现了榴辉岩类包体。这些含地幔岩包体的金伯利岩和碱性玄武岩岩筒和岩体好似钻入上地幔的“深井”,并遍布全球。由此,一门新的分支学科即地幔岩石学形成。这标志着从传统岩石学向现代岩石学的飞跃。十分遗憾的是,文革期间从柏林及其合作者的研究被迫停止。直至80年代初第二个科学春天的到来,从柏林与我国一批岩石学家才得以在中国大陆上掀起研究地幔岩包体的高潮。尽管与国际上相比我们对地幔岩的研究晚了整整10年,但从柏林和他的合作者以及当时已派往国外深造的访问学者和留学生,仅用了两年时间就发表了达到国际上同类研究水平的论文。例如,我国第一篇把稀土元素丰度分配形式用于玄武岩及其地幔岩包体成因讨论的文章,就是他与高能物理研究所的合作者联合发表的。自1966年邢台地震后,中国华北和西南不断交替发生地震。地震给震区人民带来了灾难,但是它也在某种程度上使停顿了的我国固体地球科学复苏。1972年从柏林随张文佑教授,奔赴四川省西昌地区进行地震地质考察。该区是我国强烈地震活动区,又是那时正在兴建的钢铁基地(攀枝花)。考察后,他协助张文佑先生向国务院写了报告,指出攀钢的一个正在建设的高炉位于断层附近,呼吁有关部门及时采取防护措施。为什么该地区多地震呢?从柏林在综合分析了西昌地区的岩浆活动、岩相古地理以及构造运动的特征之后,发现攀枝花—西昌地区在地质构造上与东非裂谷(那时裂谷也被译成“断谷”)相似。他和他的合作者著文提出:“攀西地区海西运动以加深和发展南北向断裂为特征,奠定了类似于东非断谷的地堑式盆地带的基础;印支末期已具断谷性质。”那时,国际上正在进行一个新的全球对比计划“地球动力学”计划,而裂谷作用是该计划的主要研究目标之一。但是,攀西裂谷研究得到重视还是在“文革”之后。80年代初,我国百废待兴,寻找和开发矿产资源重被提到日程上。有“聚宝盆”之称的裂谷自然成了研究的热点。国家科委和中国科学院分别把“攀西裂谷”的研究列为国家“六五”攻关项目和基础研究重点项目。经过5年时间的多学科多专业的综合研究,从柏林主编了《攀西古大陆裂谷的形成和演化》一书,还与来自日本四所大学的合作者分别在中国和日本出版了有关攀西地区地质学的中、英文专著。他主持的研究项目获得了中国科学院科学与技术进步奖一等奖。

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  • 关键词:构造学从柏林岩石大地
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