专家走进《岩浆岩与变质岩石学》课堂
2021-10-20
专家信息：
纪伟强 博士
中国科学院地质与地球物理研究所 副研究员
事情和研究偏向：
造山带岩浆作用与地壳演化
主要项目：
1.青藏高原南拉萨地块新生地壳增生时间与机制研究；
2.青藏高原南部浅色花岗岩成因与深部地壳流动；
3.藏南拉萨地块东部晚渐新世岩浆混相助用成因机制 。
孙先生：
好了 ，我们上课了 。又进入到让专家走进课堂 ，让科普走向公共的环节 。我上一节课给各人做了一个小科普 ，我说太阳系中只有地球才有花岗岩 ，我也问了各人 ，为什么只有地球上才有花岗岩 。有三位同砚做出了他们的思索 ，若是我没有记错的话 ，他们的回覆第一个是以为地球上的温度相对来说是较量相宜的 ，尚有一个同砚说跟水有关系 ，另外一个同砚说的是地壳 。至于这三个同砚哪一个回覆的是对的 ，我们今天请了一位专家 ，是纪伟强副研究员 ，他是中科院地质与地球物理研究所的 ，他的研究偏向就是造山带岩浆作用与地壳演化 ，我们来听听他来跟我们诠释 ，为什么太阳系中只有地球上才有花岗岩 。我适才给他的先容全是官方的先容 ，那我尚有一个自己的先容——他是我的同门师兄 ，我们接待纪先生 。
纪先生：同砚们好 ，能听到吗？
孙先生：能听到 。纪先生 ，首先照旧想问的第一个问题是为什么只有地球上才有花岗岩？
纪先生：关于花岗岩在什么地方保存是一个很主要的问题 ，一经有学者提出“NO WATER NO GRANITE” ，他们以为只有地球上有花岗岩 ，广义上来说 ，只有地球上有大规模的花岗岩和花岗质的地壳 ，由于我们从一些基础课上也会知道 ，我们地球是有地壳、地幔、地核的对差池 ，而这个地壳形成绩是通过核幔分异 ，包括后期一系列的岩浆作用来形成的 。而说是不是真的只有地球上才有花岗岩呢 ，可能会有些学者有差别的看法 ，就是说他们以为月球上也有一些类似的花岗岩 ，这个类似是怎么回事呢？它从因素上跟我们地球上的花岗岩有一定的相关性 。它从组成上 ，例如说我们岩石命名上 ，它也有可以切合地球上花岗岩命名的岩石 。好比说月球上的外貌主要是一些月壤和角砾岩 。这些角砾岩虽然主体上是玄武质的 ，但内里会有一些很细小的类似花岗岩的角砾 �Ｉ杏性虑蛏系男溲夷诶� ，有一些流体包裹体 ，很显微的因素 ，它也可以是花岗质的 �Ｉ杏腥朔⒚髂� ，包括今年有新报道的文章发明我们地球上保存的来自于月球的陨石 ，内里也有一点点类似于花岗岩的组分 ，这是月球 �；鹦巧厦婺� ，各人可能听说过“好奇号”火星车 ，它通过光谱研究 ，尚有火星的奥德赛探测器 ，它们也发明有类似于这种花岗岩的组分 。可是确实是这样 ，不管是月球照旧火星 ，这些类地星球上都没有发明有确凿的 ，跟咱们地球上完全相似的花岗岩 。它的主要缘故原由是这些类地行星“死掉”得较量早 ，不像我们地球到现在还在有活跃的岩浆运动 ，我们知道岩浆运动它是地球或者说地壳形成和演化最主要的一种方法 ，它越熔融越演化 ，就越会形成这种类似花岗质的物质 。另外需要提到的一个点就是 ，昨天我们所有三篇文章 ，关于月球的 ，在咱们科学最顶级的杂志NATURE上面揭晓了 ，他们发明月球的寿命从以前以为的28到30亿年以前就“死掉” ，可能活到20亿年 ，若是它能活到20亿年 ，就相当于多活了8亿年到10亿年 ，它就有可能有更长的演化时间 ，有可能形成更类似于花岗质的一种岩石 ，这个是问题的前因后果 。各人有什么进一步的问题呢 ，我们可以再讨论 。
孙先生：嗯 ，那各人有什么进一步的问题吗？听懂了吗适才？适才纪先生说了一个很主要的点 ，是“NO WATER NO GRANITE” ，那我着实接着想问一句 ，既然花岗岩的形成与水有关 ，那大海里可全是水啊 ，为什么大海里没有花岗岩呢？
纪先生：花岗岩的形成确实与水有关 ，一样平常以为水的保存有利于岩浆作用的形成 。我们说首先要有岩浆作用 ，有部分熔融才会形成花岗岩 ，同时呢 ，岩浆作用包括花岗岩的形成或是部分熔融的爆发 ，它除了需要水 ，还需要热 ，我不知道你们有没有学过岩浆岩形成的这方面的课 。岩浆岩的爆发需要温度、压力和挥发份 ，挥发份主要就是水 ，除了水它还需要温度和压力 ，温度也是很主要的因素 ，它就是通过升温 ，让岩石熔融 ，虽然我们说大海里它有水 ，但热量条件它是不知足的 ，以是说它很难爆发熔融 ，也不会说形成花岗岩这些工具了 。
孙先生：嗯 ，那这个我们是学了 ，岩石的爆发就是温度升高、压力降低、挥发组分的加入对差池？这个是我们学了的 。若是说 ，其他的星球是没有花岗质岩石的 ，那花岗岩对应的喷出岩是什么？
同砚：流纹岩 。
孙先生：好 ，那其他星球有没有流纹岩呢？
纪先生：现在是这样的 。好比说我们适才提到的火星 ，“好奇号”火星车它是11年发射的 ，12年就上岸火星 ，01年的时间发射了一个奥德赛号探测器 ，它们通过光谱 ，虽然光谱不敷细腻 ，它们发明在火星上面有一些陨石坑 ，由于我们知道它有许多攻击的坑 ，包括我们月球上面暗的地方也都是陨石坑 ，撞击形成的 。而火星上发明有些陨石坑没有被碎屑物质盖着 ，在陨石坑的中心部位 ，发明有类似于花岗石的岩石 ，或者说流纹质的岩石 。是类似的 ，但由于也没有人能去 ，只能说从因素上发明它是贫铁镁 ，可能富集长石这种组分 。我们知道花岗岩中富集长石 ，而从光谱能够看到火星外貌有长石这种很类似的组分 ，这批注它的规模是相当大的 ，就像我们用太空看地表上 ，只有特殊大的组分和信号我们才华识别出来 。以是若是进一步地研究 ，有可能在局部爆发形成花岗岩的机制 ，或者说形成流纹岩的机制 。我们同砚们可以想一下 ，就是我们说岩浆熔融最最先地幔内里 ，它可以形成玄武质的 。若是有热量供应呢 ，它的玄武岩再一熔融 ，它可以形成花岗岩 ，以是在这个地方 ，这个星球没有“死掉” ，它可以恒久演化 ，终究可以形成花岗岩 。最最少 ，它可以形成小规模的花岗岩 。
孙先生：嗯 ，好的 。着实纪先生研究花岗岩是研究青藏高原的花岗岩 ，那我想替同砚们问一下 ，问什么你选择青藏高原的花岗岩举行研究呢？有什么特别的地方吗？
纪先生：首先我们从青藏高原来提及 。青藏高原各人都知道 ，它是我们地球上平均海拔最高的高原 ，青藏高原的形成也是显生宙以来爆发的最主要的一次碰撞造山事务 ，青藏高原我们知道 ，它是印度和欧亚碰撞的这个地方就是我们现在雅鲁藏布江的位置 ，它这个位置在我们地质上有一个名词 ，叫雅鲁藏布江缝合带 。我做的谁人岩石主要是缝合带北边的 ，早期大洋板块俯冲相关的这套弧形的岩石 ，这也是我们地球上最主要的 ，也是正在举行的岩浆运动 。青藏高原尚有一个很主要的点是在缝合带南侧 ，就喜马拉雅这一侧造山带 ，各人都知贺喜马拉雅是地球上最高的山脉 ，包括珠穆朗玛峰 ，它是最高的山峰 ，这个地方有一种特殊的岩石叫做浅色花岗岩 。浅色花岗岩就是说你看它谁人颜色较量淡 ，暗色矿物含量很低 ，低于5% 。淡的花岗岩它是在我们喜马拉雅来命名的 ，它是很主要的一种岩石 ，一样平常以为它的源区是纯地壳组分 ，这个在地球上是只有这个地方它是公认的纯地壳泉源的一种花岗岩 。相当于它是花岗岩里很特殊的一种类型 ，关于我们研究花岗岩 ，研究地球的形成演化具有主要的意义 。
孙先生：嗯 ，好的 。那我跟师兄求证一下 ，您说的谁人浅色花岗岩是冬奥会上冰壶的主要制作质料吗？
纪先生：这个冰壶我就不太相识了 ，但这个浅色花岗岩它确实是作为一种很特殊的岩石类型 ，例如说我们单位也收罗了许多珠峰周围的浅色花岗岩 ，作为一些纪念品送给各人 。由于这是我们国家特有的 。可是冰壶这个 ，我知识面有限 ，质料是什么我还不太相识 ，欠盛意思哦 。
孙先生：好 ，那我们同砚有什么其他问题？
同砚：纪先生你好 ，我想问的是关于之前不是说NASA在火星上发明液态水的痕迹 ，这是否会对“只有在地球上才保存花岗岩”这一结论造成一定的攻击？然后之前不是NASA对木星的探测历程中也发明 ，木星在多个卫星中也发明水冰结构 ，是不是这些行星上也会保存类花岗岩结构或者说类花岗岩 。我想知道花岗岩的形成是不是真的跟水的影响较量大 ，谁影响它形成花岗结构较量大 ，照旧有其他因素较量主要的因素在内里？
纪先生：好的 ，我倒着回覆你的问题 。就是说 ，水关于花岗岩的形成确实有很主要的作用 。由于水有利于部分熔融作用的爆发 ，部分熔融作用只要它一直爆发 ，它终究就能形成花岗岩 。可是说没有水也能形成花岗岩 ，好比说月球 ，就昨天我们新在线的文章里有说 ，月球它是很干的 ，水含量特殊低 ，地幔内里的水含量都特殊低 ，可是即便在这种水含量很低的情形下 ，它地幔形成的这种玄武岩 ，这个玄武岩在受陨石攻击熔融 ，它没有水 ，也是可以形成花岗岩的 。可是要形成大规模的花岗岩 ，确实是有水保存是更有利的 。再往回说到火星呢 ，文章或看法以为 ，火星上有液态的水 ，甚至尚有看法说 ，地表下很浅的深度就有可能保存水 ，若是这种水保存呢 ，它着实也有利于火星上这种部分熔融作用的爆发 ，和进一步形成较量演化的岩浆 ，或者说形成花岗岩 。可是说有一些其他行星 ，就像你适才提到的 ，我们太阳系里有一个行星的卫星是冰卫星 ，它有冰壳结构 ，它上面的水特殊多 ，可是我们会想到 ，它若是只有冰和水 ，它纷歧定会形成花岗岩 。由于花岗岩是通过类地行星的岩石来形成的 ，对差池？它只有冰卫星和水的话 ，它下面的热量不敷 ，没有类地物质 ，例如说木星啊 ，它许多是气态物质 ，它也纷歧定要形成花岗岩 。它首先要有源区才可以 。
同砚：好 ，谢谢纪先生 。
纪先生：不客套 。
孙先生：好的 ，那着实都是我们之前学的 ，压力升高、温度降低、挥发组分加入 ，尚有一个最大的条件是源区得有岩浆 ，得有岩石 ，我没骗你们吧 ，专家也是这么说的 。
好 ，这位同砚 ，来 。
同砚：我有一个小小的想法 。就是先生 ，它这个形成的花岗岩会不会跟星球地壳深度和整体的这个巨细有关系？好比说我们这个地球 ，地球半径是六千五 ，它这个深度最深度是地核 ，都会有一些岩浆因素 ，在这个深度之内 ，它恰恰爆发岩浆之后可以把上面的岩基熔融 ，之后要么再侵入再喷发出去 ，恰恰这个深度可以抵达形成花岗岩的压力和温度 ，在别的星球它可能小 ，再加上外面没有大气层�；� ，它的温度处在一直转变之中 ，好比说月球外貌温度可能是一百多度 ，往下面走的话它温度可能会更低 ，它星球自己的厚度可能无法抵达熔融 ，再爆发花岗岩的条件 ，我是这样想的 ，可能是地球刚恰恰厚度合适 ，并且离太阳的位置 ，又有大气层�；� ，以是它总体来说温度和种种条件可以实现大规模的花岗岩 ，我是这样想的 。
纪先生：你适才这段话内里 ，牵涉到许多主要的问题 。牵涉到挥发份 ，例如说我们地球有大气层 ，其他星球是很稀薄的 ，虽然有的是致密一点的 ，我们地球的热量在我们地表以下 ，越往下是越热的 ，地球的热量是来自地球内部的 ，就由于我们地球现在照旧一个活跃的星球 ，以是它才会有热量 ，有热量才有这些岩浆作用的爆发和岩浆岩的形成 。我们花岗岩着实是岩浆内里的一个部分 。就像刚刚你图上画的谁人 ，我们地球上的岩浆有的泉源较量深 ，它可以使地幔深部熔融 ，地幔柱相关的 ，它就可以直接喷出到地表 ，但这种因素主要是玄武质的 。要让它形成花岗岩呢 ，需要让物质加热浅部的另外的玄武质的组分 ，或者其他的长英质组分 ，才华形成花岗岩 �；蛘咚� ，我们不纠结花岗岩的话 ，我们可以说这种大规模的长英质地壳组分的保存 ，是我们地球最主要区别于其他类地行星的特点 。这种长英质广义上来说就是花岗质这种地壳组分 。
孙先生：谢谢纪先生的分享 。那我们今天先到这 。
纪先生：好的 ，同砚们再见 。
联系地点：北京市昌平区府学路18号 ，版权所有:公海彩船（北京） ，油气资源与工程天下重点实验室 邮编：102249 邮箱：prp@cup.edu.cn 联系电话：010-89733952 ，010-89731770
