西北大学赖绍聪教授揭秘岩石中的地球历史

西北大学赖绍聪教授揭秘岩石中的地球历史

西北大学地质学系主任赖绍聪教授近日荣获地矿行业最高终身荣誉奖——“李四光地质科学奖”。这一殊荣不仅是对他个人学术成就的认可，更是对他长期致力于地质教育和研究工作的肯定。赖教授在岩石学领域的研究，为我们揭示了地球数十亿年的演化过程，为理解地球历史提供了重要线索。

赖绍聪教授及其研究团队在软流圈地幔氧逸度研究中取得了突破性进展。氧逸度是描述体系氧化还原状态的关键变量，在地幔中，碳的存储形式与氧逸度紧密相关。在高氧逸度条件下，碳主要以碳酸盐矿物形式存在；而在低氧逸度环境中，碳则主要以金刚石或石墨形式存在。

传统观点认为，洋中脊玄武岩（MORB）的氧逸度接近石英-磁铁矿-铁橄榄石缓冲线（FMQ-0.18±0.16）。然而，赖教授团队通过建立新的氧逸度计，发现MORB的氧逸度可能比传统认为的要高出一个数量级，达到FMQ+0.69±0.22。这一发现具有重要意义：

1. 更准确的氧逸度计：新建立的基于橄榄石与熔体之间V/Sc交换系数的氧逸度计，有效抵消了温度变化的影响，且对分离结晶作用和元素扩散作用不敏感，因此在复杂地质过程的应用中更为可靠。

2. 软流圈地幔的氧化还原状态：研究发现软流圈地幔的氧逸度显著高于岩石圈地幔，这一结果与地球物理观测结果相吻合。软流圈地幔的氧逸度为FMQ+0.78±0.26，对应的Fe3+/∑Fe比值为6-8%，而岩石圈地幔的Fe3+/∑Fe比值仅为3-4%。

3. 深部碳循环的新认识：这一发现对理解深部碳循环过程具有重要启示。软流圈地幔的高氧逸度意味着在地幔上涌过程中，金刚石会被氧化为碳酸盐矿物，从而影响碳酸盐熔体的形成机制。

岩石学是地质研究的重要分支，通过分析岩石的矿物组成、化学成分和结构构造，可以揭示地球的历史和深部过程。赖绍聪教授的研究充分展示了岩石学在地质研究中的应用价值：

1. 解读地球历史：岩石记录了地球数十亿年的演化过程，通过分析不同地质时期的岩石样本，可以了解地球的构造演化和环境变迁。

2. 理解深部过程：软流圈地幔的氧逸度研究揭示了地球深部的氧化还原状态，这对于理解地幔熔融过程、深部碳循环以及板块构造动力学具有重要意义。

3. 资源勘探与环境保护：岩石学研究不仅为矿产资源的勘探和开发提供科学依据，还对环境保护和治理具有重要参考价值。例如，通过研究岩浆岩的化学成分，可以评估其对环境质量的影响。

赖绍聪教授不仅在科研领域取得了卓越成就，还致力于地质人才的培养。他的研究团队包括多位博士后、教授和副教授，通过科研实践和学术交流，为地质学领域培养了大批优秀人才。

赖教授的研究成果不仅丰富了地质学理论，也为解决实际问题提供了科学依据。例如，在碳中和背景下，对软流圈地幔氧逸度的准确约束，有助于优化二氧化碳地质封存方案，为实现碳中和目标提供科学支持。

通过持续的地质研究和人才培养，赖绍聪教授为推动地质科学的发展做出了重要贡献。他的研究成果不仅深化了我们对地球内部过程的理解，也为解决环境和资源问题提供了新的思路。随着研究的不断深入，相信未来还会有更多令人振奋的发现，进一步揭示地球的奥秘。