解讀巖石“代碼”
——記中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所劉燊研究員

本刊記者 張 鳳

解讀巖石“代碼”
——記中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所劉燊研究員

本刊記者 張 鳳

赴加拿大野外考察

劉燊，中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)所研究員，主要從事巖石地球化學(xué)方面的研究，曾先后參加原地質(zhì)礦產(chǎn)部“九五”青藏基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50多篇。現(xiàn)主持2項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。

健壯的體格，黝黑的皮膚，有神的雙眼，穿梭于野外考察與實(shí)驗(yàn)室研究的劉燊研究員對(duì)地球化學(xué)研究充滿了濃厚的興趣和熱情。在他眼里，那些冰冷的巖石，就是無法估量的珍寶。認(rèn)真解讀巖石中蘊(yùn)藏的神秘“代碼”，是他與生俱來的使命和責(zé)任。

神秘的巖石“代碼”

“對(duì)于西藏北部新生代火山巖和華北中生代基性巖墻群的年代學(xué)和地球化學(xué)方面的研究，不僅對(duì)地質(zhì)學(xué)發(fā)展有重要意義，更對(duì)礦產(chǎn)資源的勘探具有重要意義?！倍嗄陙?，劉燊研究員穩(wěn)扎穩(wěn)打，努力實(shí)現(xiàn)與巖石“深度對(duì)話”，致力于推動(dòng)地質(zhì)學(xué)研究，為礦產(chǎn)資源勘探提供有價(jià)值的參考。

劉燊研究員對(duì)地球化學(xué)，特別是巖石學(xué)研究有著深厚的情感。1998年，他畢業(yè)于長(zhǎng)春科技大學(xué)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專業(yè)，考取了本校巖石學(xué)專業(yè)碩士研究生，2001年又考入中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，2004年獲得博士學(xué)位。此后，憑借優(yōu)異的成績(jī)和表現(xiàn)，劉燊研究員留在研究所工作，主要從事巖石地球化學(xué)方面的研究。一路走來，他將自己的滿腔熱忱都放在了科研探索之中，并且取得了不俗的成績(jī)。

艱辛而快樂的科研歷程

科研攻堅(jiān)是艱辛的，更是快樂的。在不斷解讀巖石“代碼”的歷程中，劉燊研究員付出了極大的努力，并取得了令人矚目的成果。

華北地區(qū)分布有大范圍的中生代與巖石圈拉張有關(guān)的基性巖墻群，對(duì)其系統(tǒng)研究，特別是精確定年，不僅有助于對(duì)華北中生代以來地殼拉張期次的正確把握，而且有助于對(duì)華北克拉通中生代以來巖石圈減薄或破壞的時(shí)間和深部過程的認(rèn)識(shí)。

自2001年以來，劉燊研究員從年代學(xué)和巖石地球化學(xué)方面對(duì)山東地區(qū)燕山期基性巖墻群開展了9年的持續(xù)研究，在已有研究和野外地質(zhì)觀察基礎(chǔ)上，從基性巖墻群地質(zhì)特征入手，以多元同位素體系精確測(cè)年和地球化學(xué)特征為主要手段，對(duì)魯西和膠東集中發(fā)育的燕山期基性巖墻群進(jìn)行了較全面系統(tǒng)的研究，初步查明山東燕山期基性巖墻群的形成時(shí)代、地幔性質(zhì)、成因及其構(gòu)造背景。

研究結(jié)論認(rèn)為，山東燕山期基性巖墻群的形成時(shí)代為80-150Ma。魯西地區(qū)燕山期基性巖墻年齡跨度較大（80-145Ma），且144-143Ma為魯西地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)和報(bào)道的一次相對(duì)較老的基性巖漿活動(dòng)；而魯東地區(qū)燕山期基性巖墻群侵位年齡主要集中在120-127Ma之間，對(duì)應(yīng)膠東地區(qū)金成礦的主峰期。在地幔性質(zhì)方面，劉燊研究員和研究團(tuán)隊(duì)通過系統(tǒng)的地球化學(xué)研究，認(rèn)為山東地區(qū)燕山期基性巖墻都來自富集的巖石圈地幔。但不同地區(qū)（魯西和膠東）和時(shí)代的巖墻群地幔性質(zhì)存在一定差別，反應(yīng)出燕山期巖石圈地幔的高度不均一性：魯西地區(qū)存在弱富集地幔（144-143Ma），但整個(gè)魯西地區(qū)地幔類型為EM1+EM2，而膠東地區(qū)地幔類型總體趨向EM2型，這與前人研究結(jié)果存在一定區(qū)別（Xu et al., 2004；翟明國(guó)等，2004）。更為重要的是，劉燊研究員與他的團(tuán)隊(duì)還揭示了巖石成因及構(gòu)造背景。通過對(duì)山東地區(qū)燕山期基性巖墻群的年代學(xué)和地球化學(xué)研究，他們認(rèn)為山東地區(qū)（包括蘇魯造山帶）燕山期幔源巖漿活動(dòng)與太平洋板塊的俯沖關(guān)系不大，而與揚(yáng)子板塊的碰撞導(dǎo)致的巖石圈加厚以及隨后的巖石圈拆沉作用有直接關(guān)系，并提出自己合理的成巖模式。該模式的提出，不僅能合理地解釋山東地區(qū)燕山期基性巖墻群的成因，而且對(duì)該地區(qū)乃至整個(gè)華北東部幔源巖石以及埃達(dá)克巖的成因提供了借鑒。同時(shí)，以上成果和認(rèn)識(shí)也為燕山期華北巖石圈減薄機(jī)制提供了證據(jù)，并將引起國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

“郯廬斷裂帶中生代以來發(fā)生了大規(guī)模的運(yùn)動(dòng)，其活動(dòng)對(duì)燕山期巖漿活動(dòng)的影響不容忽視，這是下一步研究所要解決的關(guān)鍵問題之一?！眲鲅芯繂T的目光總是放在更遠(yuǎn)的未來。

其實(shí)，這一項(xiàng)目的成果還遠(yuǎn)不只這些。結(jié)合已有基性巖墻群年代學(xué)研究，劉燊研究員和他的團(tuán)隊(duì)還初步查明了山東燕山期基性巖墻群形成的精確時(shí)代（80-150Ma），并厘定出了山東地區(qū)燕山期巖石圈伸展拉張的時(shí)間和期次（80-100Ma、110-140Ma和150Ma）。該時(shí)段與整個(gè)中國(guó)東部中生代巖石圈伸張拉張（75-100Ma、110-140Ma和160Ma）具有一定的耦合性。而且，通過對(duì)基性巖墻成因的分析，結(jié)合已有的研究，他們還認(rèn)為基性巖墻在形成機(jī)制上與巖石圈減薄之間存在一定聯(lián)系，可能都與巖石圈（下地殼和上地幔）拆沉作用有直接聯(lián)系，而且115-144Ma可能是華北巖石圈減薄的主要時(shí)期。

“這一研究成果對(duì)華北巖石圈減薄或破壞研究具有重要的意義。”劉燊研究員的研究得到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛認(rèn)可。有關(guān)研究成果發(fā)表在Chemical Geology、Lithos、Journal of Asian Earth Sciences、International Geology Review等刊物上。

西藏北部新生代火山巖的研究，也是劉燊研究員關(guān)注的重要領(lǐng)域。多年來，他多次深入野外，大膽探索，積極實(shí)踐，首次在藏北羌塘地區(qū)發(fā)現(xiàn)了埃達(dá)克質(zhì)火山巖（Liu Shen et al., ACTA GEOLOGICA SINICA, 2003, 77(2):187-193），并認(rèn)為該組埃達(dá)克巖為拆沉下地殼部分熔融的產(chǎn)物，該研究為新生代高原隆升機(jī)制提供了新的證據(jù)。

艱辛付出之后接踵而來的是行業(yè)內(nèi)的認(rèn)可與好評(píng)。截至目前，劉燊研究員已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外多種權(quán)威刊物發(fā)表論文50余篇，多篇代表性論文發(fā)表后短時(shí)間之內(nèi)被國(guó)外權(quán)威SCI刊物文章多次引用，為處于國(guó)際前沿的創(chuàng)新性成果。他本人亦曾擔(dān)任國(guó)際（如Chemical Geology、Lithos和International Geology Review）和國(guó)內(nèi)（如《巖石學(xué)報(bào)》、《礦床地質(zhì)》、《地球化學(xué)》和《礦物學(xué)報(bào)》）多家刊物的審稿人，是第13屆（2010年）侯德封礦物巖石地球化學(xué)青年科學(xué)家獎(jiǎng)獲得者。目前，擔(dān)任中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)火山及地球內(nèi)部化學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員。

帶領(lǐng)課題組深入西藏野外考察

著眼未來的扎實(shí)探索

“從發(fā)展的角度來看，地球化學(xué)是目前地質(zhì)學(xué)界領(lǐng)先的領(lǐng)域，而且必將是未來地質(zhì)學(xué)重要的開拓學(xué)科之一?！眲鲅芯繂T坦言。正因如此，他更加勤奮地投入到了科學(xué)研究之中。

我國(guó)地球化學(xué)研究起步相對(duì)較晚，至今已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。然而，跟歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，尚存在一定差距。為了實(shí)現(xiàn)我國(guó)地球化學(xué)學(xué)科的新發(fā)展，劉燊研究員下大力氣培養(yǎng)研究生，因?yàn)樵谒睦?，學(xué)生們才是地球化學(xué)真正的未來。

“一是必須不斷充實(shí)自身的知識(shí)儲(chǔ)備，將科學(xué)研究與野外實(shí)踐結(jié)合起來；二是注重成果積淀，發(fā)表學(xué)術(shù)前沿的高水平論文；三要注重學(xué)術(shù)交流，在與同行的交流中不斷進(jìn)步。”劉燊研究員對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)有一套自己的理論和方法。特別是在野外實(shí)踐的過程中，他總是會(huì)讓學(xué)生們自己做好準(zhǔn)備，給他們充分的成長(zhǎng)空間。

業(yè)余時(shí)間，劉燊研究員也會(huì)從事體育鍛煉：“身體素質(zhì)好，才能更好地搞研究。對(duì)我們搞地球化學(xué)的來說，最好的實(shí)驗(yàn)品總是在野外?！眲鲅芯繂T腦子里面想的永遠(yuǎn)都是他的專業(yè)。

在科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，劉燊研究員將和他的同行們一起不懈努力，推動(dòng)地球化學(xué)不斷走向新的飛躍！