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2021-03-17
專(zhuān)家信息：郭鵬遠(yuǎn) 博士，中國(guó)科學(xué)院海洋研究所，副研究員
主要研究方向：洋玄武巖的巖石學(xué)和地球化學(xué)
教育經(jīng)歷：2010年畢業(yè)于吉林大學(xué)地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)獲地球化學(xué)學(xué)士學(xué)位；2015年畢業(yè)于蘭州大學(xué)獲礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)博士學(xué)位
深海項(xiàng)目工作：北大西洋33-35°N洋中脊玄武巖地球化學(xué)
孫老師：
大家好，我是你們的孫老師！上一節(jié)課我們邀請(qǐng)到了深海的專(zhuān)家給我們簡(jiǎn)單地介紹了一下深海中大概有哪些礦產(chǎn)資源。其實(shí)深海蘊(yùn)含著非常非常多的巖石，我們今天特別榮幸地邀請(qǐng)到了中國(guó)科學(xué)院海洋研究所的郭鵬遠(yuǎn)副研究員，他是一個(gè)“下五洋捉巖”的人，今天就請(qǐng)他來(lái)給我們介紹一下深海里有哪些巖石，深海里的玄武巖到底是什么樣的。郭老師的主要研究方向是大洋玄武巖的巖石學(xué)和地球化學(xué)。在深海項(xiàng)目中，他負(fù)責(zé)北大西洋北緯33到35度的洋中脊玄武巖地球化學(xué)特征研究，郭老師您好！
郭老師：
您好您好孫老師！大家好！
孫老師：
郭老師，我想替同學(xué)們問(wèn)一下，洋底都有哪些巖石類(lèi)型呢？
郭老師：
我們常見(jiàn)的洋底主要是玄武巖，非常非常簡(jiǎn)單，就是玄武巖。一些拆離斷層有時(shí)候能把一些地幔的橄欖巖給拆離出來(lái)，當(dāng)然這個(gè)情況也比較少。在水深的地方有一些遠(yuǎn)洋沉積物，我相信大家都記得普通地質(zhì)學(xué)里面講到的蛇綠巖套里很典型的、最上面的那一套東西——硅質(zhì)巖，這就是洋底能見(jiàn)到的巖石。當(dāng)然我們看到的蛇綠巖下邊那些比如輝綠巖墻、堆晶巖、純橄巖以及后面的熔融殘余。這些東西很難在洋底見(jiàn)到，只不過(guò)我們?cè)诖箨懮峡梢钥吹健?/span>
孫老師：
好的，其實(shí)我們知道陸上也有非常多的玄武巖，比如說(shuō)像五大連池也有非常非常多的玄武巖，那我們?yōu)槭裁匆欢ㄒ芯亢５仔鋷r呢？是有什么特殊的地質(zhì)意義嗎？
郭老師：
這個(gè)問(wèn)題其實(shí)很大?？梢赃@么說(shuō)，從20世紀(jì)60年代板塊構(gòu)造理論誕生，到后來(lái)地幔柱假說(shuō)的誕生，為我們研究固體科學(xué)提供了很好的框架。我們現(xiàn)今研究所有的地球科學(xué)理論都是基于這兩個(gè)大框架進(jìn)行的。我們知道板塊構(gòu)造里有三種板塊邊界，有離散型——也就是洋中脊，我研究的內(nèi)容，還有匯聚型——俯沖帶，以及轉(zhuǎn)換斷層。地球內(nèi)部物質(zhì)就是通過(guò)離散型板塊邊界產(chǎn)生，也就是通過(guò)洋中脊，也有通過(guò)匯聚型邊界俯沖到地幔。所以我們?cè)谙鄳?yīng)的離散型板塊邊界和匯聚型板塊邊界就會(huì)有一些巖漿活動(dòng)，主要就是玄武巖，我們看到的大部分都是玻璃、枕狀玄武巖等。因此研究這些地方的玄武巖是我們理解和認(rèn)識(shí)板塊構(gòu)造這一重要過(guò)程的非常重要的基礎(chǔ)物質(zhì)。所以說(shuō)研究大洋玄武巖非常重要，它有大陸玄武巖不能做到的事情。當(dāng)然研究地幔柱也是一樣的，我們最開(kāi)始認(rèn)識(shí)地幔柱就是在大洋背景下認(rèn)識(shí)到地幔柱產(chǎn)生的，所以洋島玄武巖能獲得很多關(guān)于地幔柱的信息，這是一個(gè)方面。
另一方面是，我們知道板塊在俯沖帶會(huì)有各種類(lèi)型的沉積物、大洋板片的物質(zhì)俯沖到地幔，持續(xù)不斷的循環(huán)就會(huì)導(dǎo)致上地幔不均一。最開(kāi)始人們就是通過(guò)研究大洋玄武巖的成分變化來(lái)發(fā)現(xiàn)地幔不均一的，因此研究大洋玄武巖對(duì)于我們研究地幔不均一性也是非常非常重要的一個(gè)基礎(chǔ)。當(dāng)然這里面最重要的一點(diǎn)是：簡(jiǎn)單。這是后來(lái)我越來(lái)越喜歡研究大洋玄武巖的一個(gè)原因。大陸玄武巖噴發(fā)需要穿過(guò)非常厚的地殼，我們知道地殼有幾十公里的厚度，里面主要是酸-中酸性的成分，而且有非常古老的成分。玄武的熔體在噴發(fā)的時(shí)候會(huì)把這些東西同化混染過(guò)來(lái)，導(dǎo)致大陸玄武巖有時(shí)候不能反映源區(qū)信息。
而大洋玄武巖不一樣——洋殼很薄，在噴發(fā)之后基本上可以反映源區(qū)信息。這就是我為什么越來(lái)越愿意做大洋玄武巖的原因。不過(guò)從嚴(yán)格意義上來(lái)講，大洋、大陸玄武巖之間也沒(méi)有那么清晰的界限，比如說(shuō)大家熟悉的蛇綠巖套這個(gè)概念，我們現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到的蛇綠巖套都是在大陸造山帶中發(fā)現(xiàn)的，這個(gè)可以稱(chēng)為大陸玄武巖，但是事實(shí)上他是在大洋背景下產(chǎn)生的。
孫老師：
好的，像我是研究地幔包體的。我的很多地幔包體可能是來(lái)自玄武巖或是金伯利巖，那大洋的玄武巖能帶上來(lái)地幔包體嗎？
郭老師：
可以可以，這個(gè)情況也是比較多樣的，我說(shuō)的大洋玄武巖只是一個(gè)泛指，包括洋中脊玄武巖，洋島玄武巖，甚至是島弧玄武巖。比如洋中脊玄武巖的話(huà)就比較困難了，我相信在座的學(xué)生很多都接觸過(guò)網(wǎng)上的視頻——大洋中脊在噴發(fā)的時(shí)候隨著板塊的拉張，熔體就像擠牙膏一樣，一點(diǎn)一點(diǎn)，一個(gè)疙瘩一個(gè)疙瘩的，形成了枕狀玄武巖。這些熔體在上升的過(guò)程中動(dòng)力、帶的能量很小，所以并不能把密度比較大的地幔巖石、包體帶上來(lái)。
但洋島玄武巖不一樣，我們目前理解的，能把地幔包體帶上來(lái)其實(shí)主要決定于巖漿的性質(zhì)。如果巖漿有很大的能量，它就可以把密度比它更大的地幔包體帶上來(lái)，否則就不行。我們一般說(shuō)洋島玄武巖是堿性富水的，大陸玄武巖也是一樣，往往是堿性玄武巖能把巖石圈地幔的物質(zhì)攜帶上來(lái)。我們可以簡(jiǎn)單地想象——我們每年過(guò)年放的“二踢腳”。其實(shí)就是一些類(lèi)似于水、其他流體物質(zhì)在深部地幔，或者再往上到殼幔邊界，會(huì)發(fā)生爆炸，產(chǎn)生足夠的能量破壞周?chē)牡蒯?，以很大能量把地幔包體輸送到地表。所以說(shuō)這在洋島玄武巖中很常見(jiàn)，比如夏威夷島，很多地幔包體工作都是在夏威夷島做出來(lái)的。
孫老師：
好的，我看您的工作主要集中在北大西洋、洋中脊玄武巖，那不同大洋之間的玄武巖特征是不一樣的嗎？
郭老師：
這個(gè)問(wèn)題很有意思，可以說(shuō)是，也可以說(shuō)不是。不是的原因是，我們過(guò)去幾十年的工作、與美國(guó)人、法國(guó)人的工作就發(fā)現(xiàn)了大西洋的地幔（玄武巖反映出來(lái)的）和太平洋、印度洋有一些不一樣，比如Hf同位素，人們做大洋中脊的Hf同位素發(fā)現(xiàn)，大西洋的MORB解耦的現(xiàn)象和太平洋、印度洋的不一樣。我比較感興趣的是，這里面可能隱藏了非常多的故事，說(shuō)不是的原因是，這個(gè)課題在我選擇的時(shí)候是被動(dòng)的，因?yàn)槲业臉悠肥俏业膶?dǎo)師牛耀齡給我的，也是他年輕的時(shí)候那個(gè)年代從海底打撈上來(lái)的。說(shuō)到這里我想多說(shuō)幾句，這也是反映了我們國(guó)家整體的、搞大洋巖石的無(wú)奈的現(xiàn)象：相對(duì)大陸來(lái)說(shuō)，我們國(guó)家大陸的地質(zhì)搞得非常好，在國(guó)際上也有一定的地位。比如說(shuō)我們熟知的“克拉通破壞”這個(gè)課題，在國(guó)際上搞得有聲有色，但大洋地質(zhì)就相對(duì)弱了一些，這是為什么呢？就是因?yàn)闆](méi)有樣品。
所以我很被動(dòng)，只能是老師給我一些樣品我來(lái)做，這個(gè)也有一些歷史原因。20世紀(jì)六七十年代的時(shí)候，西方國(guó)家正是板塊構(gòu)造理論、地幔柱假說(shuō)這些理論發(fā)展的時(shí)候，我們國(guó)家那個(gè)時(shí)候有一些歷史原因，并沒(méi)有跟上腳步。那個(gè)時(shí)候美國(guó)有很多的單位在搞科考船，在大洋中脊下打撈樣品，相繼地他們又建了船——大洋鉆探船，日本也有一艘鉆探船。目前國(guó)際上只有兩艘大洋鉆探船供人類(lèi)使用，但那個(gè)時(shí)候我們國(guó)家并沒(méi)有做這些工作，所以我們的起點(diǎn)很晚、很低。我們國(guó)家的海洋地質(zhì)其實(shí)發(fā)展主要是在近十幾年，現(xiàn)在很多單位都有科考船，所以現(xiàn)在要面臨的任務(wù)就是要去各個(gè)洋中脊、洋島打撈樣品。但是很遺憾的是很多地方已經(jīng)被歐美人研究過(guò)了，不過(guò)非常慶幸的是，我們國(guó)家正在建造世界上的第三艘大洋鉆探船，這樣我們可以慢慢地躋身海洋地質(zhì)的方向。因此我希望在座的各位同學(xué)，將來(lái)如果有理想從事海洋地質(zhì)的話(huà)積極加入我們的行列，畢竟海洋地質(zhì)的行列相對(duì)大陸地質(zhì)的人稍多了。
孫老師：
好的，那我們看看同學(xué)們有什么問(wèn)題。
同學(xué)：
郭老師您好，我是名大二的學(xué)生，聽(tīng)完您的分享，我想問(wèn)一下，假如我未來(lái)研究生也能進(jìn)入到地球化學(xué)或者說(shuō)海洋地質(zhì)領(lǐng)域進(jìn)行學(xué)習(xí)，那您覺(jué)得怎么才能用相關(guān)的知識(shí)武裝自己，快速地在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行成長(zhǎng)呢？
郭老師：
同學(xué)你好。快速成長(zhǎng)我覺(jué)得不敢說(shuō)，剛才孫老師說(shuō)我是人才其實(shí)也是過(guò)獎(jiǎng)了。但是關(guān)于這方面我有兩點(diǎn)思考。從本科生到現(xiàn)在，因?yàn)槲液蛯O老師是校友嘛，都是從同一個(gè)大學(xué)畢業(yè)的。從大學(xué)到現(xiàn)在，我有一些感觸。第一點(diǎn)就是：要善于思考，敢于質(zhì)疑。我們本科有個(gè)教普通地質(zhì)學(xué)的老師叫葉茂，相信孫老師也記得，那個(gè)時(shí)候葉老師在課堂上就說(shuō)過(guò)：“大學(xué)是什么地方？大學(xué)不是教我們知識(shí)的地方，是教我們?nèi)绾嗡伎嫉牡胤健薄Ｋ晕矣X(jué)得“思考”在后來(lái)做研究生、一直到現(xiàn)在做科研是非常非常重要的。我的博士生導(dǎo)師牛耀齡教授也經(jīng)常和我們說(shuō)，他發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)人都有思考的能力，但是沒(méi)有思考的習(xí)慣，所以牛老師一直督促我們要善于思考，提醒我們要?jiǎng)幽X筋。我覺(jué)得大家能上這么好的大學(xué)，一定是有一些學(xué)習(xí)能力的，但是也一定要養(yǎng)成思考的習(xí)慣，要敢于質(zhì)疑。我分享一點(diǎn)我自己的體會(huì)，這么多年我跟著牛耀齡教授，他可以說(shuō)是國(guó)際上的大家。跟牛耀齡教授學(xué)到最大的東西就是，我學(xué)會(huì)了質(zhì)疑。包括那些院士、專(zhuān)家提出的理論，任何都可以質(zhì)疑——當(dāng)然這是要站到一定的基礎(chǔ)上。
第二點(diǎn)就是對(duì)于剛剛接觸專(zhuān)業(yè)課的大家，我覺(jué)得打好基礎(chǔ)是非常重要的，比如《礦物學(xué)》《巖石學(xué)》《普通地質(zhì)學(xué)》這些是我們地質(zhì)工作者非常重要的基礎(chǔ)，就像一個(gè)金字塔一樣，專(zhuān)業(yè)課就是金字塔最下面的基礎(chǔ)，將來(lái)無(wú)論你是從事生產(chǎn)工作還是科研工作這都太重要了。對(duì)我而言，現(xiàn)在每天基本上是離不開(kāi)和礦物打交道的顯微鏡、礦物的種類(lèi)、礦物的屬性特性、化學(xué)成分等等等。同學(xué)們有則改之，無(wú)則加勉，“快速”根本談不上，這就是我的一點(diǎn)分享。
孫老師：
好的，謝謝郭老師今天的分享，感謝！
