中國地質大學Santosh
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⑵ 中國變質岩岩石學的新進展
游振東
[中國地質大學(武漢)]
1999年，慶祝新中國成立50周年之際，筆者曾著文回顧50年來的中國變質岩石學的進展[1]。進入21世紀，傳統的地質學正在轉向以「地球系統科學」為核心內容的現代地質學。在全球地質一體化的[2]形勢下，中國地質調查局不僅在內地開展了新一輪的1：25萬區域地質調查，而且大力在西部地區青藏、新疆等地，開展 1：25萬 區域地質調查，對西部一些重要的變質地區，如藏南、昆侖、天山等地區進行了詳細的填圖，獲得了許多珍貴的第一手資料，為我國變質岩石學和變質地質學的研究打下了堅實的基礎[3]。本文擬從岩石學學科發展的角度來觀察變質岩石學的成就和展望。
一、極端條件下的變質作用
如若從變質岩石學自身發展來看，近10年來極端條件下的變質作用(metamorphism under extreme conditions)研究逐漸受到研究者的重視。所謂「極端條件」是指變質溫度、壓力等外部因素有異於常規變質作用的范圍(即t＝250～800℃，p＝ 1～2.5 GPa)。超高壓變質作用、超高溫變質作用甚低級變質作用以及沖擊變質作用等極端條件下的變質作用，近年來在國內都得到長足的發展。
1.超高壓變質作用
在變質地質學中，人們習慣用變質的地溫梯度(geothermal gradient)來劃分變質作用的類型，超高壓變質作用是指地溫梯度很低(小於10℃/km)、變質壓力大於2.5GPa以上的變質作用，以致在石榴子石、鋯石等礦物中能夠出現柯石英、金剛石等通常變質岩石中不可能出現的高壓礦物。
20世紀80年代以來，在大別山—蘇魯一帶發現的超高壓變質作用，便是一種極端條件下的變質作用。它以榴輝岩及與之共生的片麻岩中普遍發現超高壓標志性礦物——金剛石和柯石英的微細包裹體為特徵，成為世界上出露條件最好、規模最大的超高壓變質帶，引起國內外學者的注意。近10年來的研究證明，此類岩石具區域性分布，西起天山，東延至阿爾金—祁連、東秦嶺—大別山—蘇魯，構成橫跨中國的「中央構造帶」。超高壓變質岩石的存在，揭示了陸殼物質可以深俯沖於地幔的深度。為了探索此類不尋常的造山帶的深部構造，中國地質科學院地質研究所在國土資源部支持下，自2001年起，在江蘇東海實施第一口中國大陸科學鑽探(科鑽一井)，歷時4年，終孔深度5000餘米。全岩心鑽進，加以地球物理等多學科交叉研究，獲得了如下成果：大別-蘇魯匯聚板塊邊界的三維構造、組成及地球物理性質；探索超高壓變質作用的性質與年代；探索超高壓變質岩形成、折返過程中的地殼動力學與殼幔相互作用；研究地殼和地幔流體循環過程和礦化作用；建立研究地殼動力學和深部大陸地殼演化的長期觀測實驗室[4]。
超高壓變質作用已經成為國際地質科學研究的熱點，當前已發現的各個超高壓變質地區研究日益深入，不斷有新成果涌現；通過實驗岩石學等手段探索岩石圈板塊俯沖的深度；殼幔相互關系及流體循環等重大科學問題的研究都在深入開展。
2.超高溫變質作用(ultrahigh temperature metamorphism)
屬於麻粒岩相變質范疇，但不同於一般的麻粒岩的是變質溫度大於800℃。以出現假藍寶石(saphirine)、大隅石(osumilite)等高溫礦物為特徵。目前在南極、印度等地已有發現，國內僅黑龍江麻山群中有過假藍寶石的報道。近年來，北京大學與日本Koshi大學 Santosh 合作，對內蒙古孔茲岩帶重新進行研究，通過變質礦物組合、流體包裹體特徵、獨居石、鋯石同位素年代學等方面，確定在原先認識的麻粒岩相岩石組合中，發現了如下超高溫礦物組合：
假藍寶石+石英；低Zn/Fe3+尖晶石+石英；高鋁斜方輝石+矽線石+石英以及 高溫中條紋長石。運用常規礦物溫壓計，據最新研究假剖面作相平衡模擬，查明該區變質作用的溫度可達 1000℃，變質壓力約1.0 GPa。峰期變質之後繼以近等壓冷卻過程 而後折返，形成近等溫減壓的途徑。鏡下顯微構造、礦物反應和相平衡模擬說明岩石經歷了逆時針的pT軌跡。
超高溫變質礦物中保存有古流體，成分為 CO2，這與岩石中廣泛出現無水礦物組合相一致。據獨居石、鋯石單礦物樣品所作的化學和同位素年代學定年，超高溫事件年齡為1.92Ma，屬於古元古代的高溫變質作用，並且發現從西部到東部，超高溫變質事件年齡從1.95Ma 變到1.92Ma，顯然有變新的趨勢。據此，作者推測：內蒙古縫合帶中的超高溫變質事件，是古元古時期華北克拉通焊合進入哥倫比亞超大陸時，南面的鄂爾多斯陸塊與北面的陰山陸塊作斜向碰撞和剪刀式的閉合所引起的[5]。
內蒙古超高溫變質帶的確定，是我國變質地質學的一大進展。
3.甚低級變質作用(very low grade metamorphism)
甚低級變質作用，是指變質溫度條件介於成岩作用與低級變質之間的變質作用。利用沸石、黏土礦物、綠泥石等低溫變質礦物及其礦物組合，可以填繪出甚低級變質的等變線從而揭示其熱構造，這對於碳氫資源遠景預測可以起一定作用，因為一般認為：如果地溫達到變質作用的范疇，碳氫資源的遠景就要大大降低了。
在甚低級變質地區，因為變質溫度低，礦物結晶粒度很細，一般岩石顯微鏡都很難辨識。伊利石結晶度是在甚低級變質地區定量劃分岩石變質程度的重要方法，X射線衍射分析是測量伊利石結晶度最有效的方法。1962年以來，西方文獻出現了不同的伊利石結晶度指數，如Weaver指數、Weber指數和Kubler指數等。北京大學王河錦，從X射線理論角度，確定出這些指數之間的關系式，改善了伊利石結晶度的測定方法和精度。
我國甚低級變質作用研究薄弱，20世紀90年代末索書田等曾運用甚低級變質的方法[6]研究廣西右江的低溫金礦床。進入21世紀，我國甚低級變質研究逐漸與油氣地質研究相結合，有了顯著進展。畢先梅等曾論述極低級變質作用與成礦作用的關系[7]。王河錦、朱明新以層狀硅酸鹽的結構變化與變質溫壓條件的關系，如伊利石、綠泥石結晶度，伊利石多型、結晶軸b0。值及應變特徵等，分析研究了湖南廣泛分布的板溪群及其上的下古生界頁岩及川西北三疊系復理石的甚低級變質[8，9]。其中湖南湘東、湘西等地 4個剖面垂直面理應變沿剖面變化，同時用與國際可對比的伊利石結晶度等數據資料，確定中新元古界—下古生界的區域低溫甚低級變質溫度為250～400 ℃，但變質壓力因時代不同而異，中元古界為中壓型，新元古界—下古生界為中低壓型。這些都加深了地質界對揚子地台這些古老岩石的認知水平。
4.沖擊變質作用(impact metamorphism)
隕石撞擊地球或其他天體，造成隕石坑，其周圍岩石在極高的應變速率(106～109S-1)、瞬時高溫(1000～10000℃)、動態高壓(10～100 GPa)下產生的變質作用為沖擊變質作用。從嫦娥1號等發回的數據解譯出的照片可知，月球表面布滿了大大小小的隕石坑，地球不同於月球和其他天體，在於其表面有厚約1000km的大氣層，所以隕擊地球的較小天體，進入大氣層後因強烈摩擦而燒毀。所以地球上保留的隕石坑較少，據統計，全球已知的隕石坑有160多個。不少大型隕石坑是世界著名金屬礦床的所在地，如加拿大的Sudbury，大多數小型隕石坑被開發成為旅遊勝地，如德國南部的Ries、美國亞利桑那州的Meteor Crater[10]。
因為地表沉積物的覆蓋，一個隕石坑的確定，需要做大量的研究工作。目前，我國已確定的隕石坑有海南的白沙，是1997年公開報道的[11]；遼寧岫岩隕石坑，20世紀70年代就已發現，曾被認為是個旋轉構造。經過40年反復研究，最近廣州地球化學研究所與遼寧冶金地質公司合作，實施深達307m的科學鑽探，在107～149m深度發現了一系列沖擊波所產生的沖擊效應：石英擊變面狀頁理、含熔體玻璃的多相角礫岩和隕擊玻璃等，隕擊構造的性質得以確定。該成果 2009年公開發表[12]，是我國在沖擊變質方面的一大進展。
二、變質岩石學的教學
由於變質岩石學各個領域都獲得了長足的進步，我國變質岩石學教學也有很大的進展。表現在：①不少中國學者的研究成果已被國外領先的變質岩石學教科書所採用；②中國地質大學(武漢)率先進行了《變質岩石學》英語教學試點，獲得成功。
1.不少國內學者變質岩石學研究成果進入國外的教科書
長期以來國外學者對我國國內研究現狀了解甚少，以致在國外出版的《變質岩石學》教科書中引用的普遍是國外學者的成果。近年來隨著改革開放的步伐加大，中西方學術交流頻繁。現在我國學者的成果漸漸在國外出版的教科書中出現了。
以 2011年Springer-Verlag 出版的 Kurt Bucher 和Rodney Grapes 合作編寫的「Petro-genesis of Metamorphic Rocks」(8thed.)為例，就引用了12篇國內學者的成果。
1)吳春明教授2004～2007關於高級變質岩中地質溫壓計方面的論文有4篇被該書第4章「Metamorphic Grade」所引用。
2)張立飛教授(2003)發表了關於西天山超高壓變質岩系深俯沖達150km發生極低地溫梯度的組合，白雲石反應生成菱鎂礦+文石，屬於變質岩中的「禁區」。該文被多次引用，該書第3章「變質作用過程」將其作為指定參考文獻供讀者閱讀，在第6章「白雲岩和石灰岩的變質」則被列為「Cited Reference」。
3)在第9章「變質基性岩」中還引用了7篇中國學者關於超高壓變質的論文。在此就不一一列舉。
2.《變質岩石學》的英語教學
國內《變質岩岩石學》的教學一向是作為《岩石學》的一個部分進行的，講課時數高時達40學時，2001年以後《岩石學》從220學時減至150學時，變質岩更要相應縮減。為了加快我國高等教育與國際接軌，加快專業人才國際化培養，中國地質大學(武漢)地球科學學院，對理科基地班的《變質岩岩石學》課程進行了雙語教學的改革，10年來，在桑隆康教授等的努力下，很好地發揮了英國岩石學家Roger Mason的作用，進行英語《變質岩岩石學》教學，克服重重困難，取得良好的成績，在教育部理科教學評估中得到充分肯定[13]。
Roger Mason教授在教學中除了介紹我國國內典型變質岩產地之外，還詳細介紹英國蘇格蘭的巴羅帶、挪威sulitjelma 變質帶、英國skidaw花崗岩接觸帶的接觸變質等，極大開闊了學生的視野，深入了解掌握了變質地質學的工作方法。桑隆康與 Roger Mason 合作編著的《變質地質學》也於2007年作為中國地質大學「十一五」規劃教材出版，並獲得2009年度湖北省教學成果二等獎[14]。
《變質地質學》的問世，《變質岩石學》雙語教學的成果，為今後《變質岩岩石學》的教學質量的提高，奠定了良好的基礎。
回顧近10年來變質岩石學研究的進展，可以發現：①與解決社會經濟發展重大問題相結合，在生產實際中發現問題、解決問題，是變質岩石學進一步發展的原動力；②密切注意學科發展前沿，抓住熱點問題，投入研究力量，是提高學科理論水平的必由之路；③加強國際學術交流，開闊研究視野，是保證學科水平、提升國際競爭力的必要手段。
當前我國地質研究正從地質大國向地質強國邁進，加強變質岩石學、結晶岩岩石學、變質地質學的研究，是我國地質科學發展的關鍵之一。
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⑶ 中國第一個攀上珠穆拉瑪峰的是誰
王富洲：世界上第一個從北坡登上珠穆朗瑪峰的人
1960年5月25日，王富洲與貢布、屈銀華一起從東北山脊登上海拔8848.13米的世界最高峰珠穆朗瑪峰，首創從北坡登上珠峰的世界紀錄。
1953年曾經有人從珠峰南坡登頂成功。而北坡在中國境內，因地勢險要，當時沒有一名登山隊員由此登頂。1960年5月25日凌晨4點，一面五星紅旗插在了珠峰峰頂！沒有歡呼，沒有跳躍，也沒有淚水，王富洲只知道自己完成了任務，所考慮的就是趕緊下山，活著回去！登山運動的殘酷也許只有身臨其境的人才有體會。
王富洲1935年生於河南西華，1958年畢業於北京地質學院石油地質勘察系。同年被選入中國登山隊。1958年他登上了蘇聯境內海拔7134米的列寧峰；1959年登上海拔7546米新疆境內的慕士塔格山，1964年他又登上海拔8012米的希夏邦馬峰。1985年他籌建成立了中國國際體育旅遊公司；1992年擔任中國登山協會主席。
目前，擔任中國科學探險家學會副主席兼秘書長的他，仍然離不開山，離不開地質。1999年7月，他還組織了對雅魯藏布江大拐彎的考察。
附:1921年——第一支英國登山隊在查爾斯·霍華德·伯里中校的率領下開始攀登珠穆朗瑪峰，到達海拔7000米處。
1922年——第二支英國登山隊是用供氧裝置到達海拔8320米處。
1924年——第三支英國登山隊攀登珠穆朗瑪峰時，喬治·馬洛里和安德魯·歐文在使用供氧裝置登頂過程中失蹤。馬洛里的遺體於1999年在海拔8150米處被發現，而他隨身攜帶的照相機失蹤，故無法確定他和歐文是否是登頂成功的世界第一人。
1953年5月29日——34歲來自紐西蘭的登山家埃德蒙·希拉里 en:Edmund Hillary作為英國登山隊隊員與39歲的尼泊爾向導丹增·諾爾蓋 en:Tenzing Norgay 一起沿東南山脊路線登上珠穆朗瑪峰，是紀錄上第一個登頂成功的登山隊伍。
1956年——以阿伯特·艾格勒為首的瑞士登山隊在人類歷史上第二次登上珠穆朗瑪峰。（有準確記錄以來）
1960年5月25日——中國人首次登上珠穆朗瑪峰。他們是王富洲、貢布、屈銀華。此次攀登，也是首次從北坡攀登成功。
1963年——以諾曼·迪倫弗斯為首的美國探險隊首次從西坡登頂成功。
1975年——日本人田部井淳子成為世界上首位從南坡登上珠穆朗瑪峰的女性。
是年，中國登山隊第二次攀登珠峰，9名隊員登頂。其中藏族隊員潘多成為世界上第一位從北坡登頂成功的女性。
1978年——奧地利人彼得·哈貝爾和義大利人賴因霍爾德·梅斯納首次未帶氧氣瓶登頂成功。
1980年——波蘭登山家克日什托夫·維里克斯基第一次在冬天攀登珠穆朗瑪峰成功。
1988年——中國、日本、尼泊爾三國聯合登山隊首次從南北兩側雙跨珠穆朗瑪峰成功。
1996年——包括著名登山家羅布·哈爾在內的15名登山者在登頂過程中犧牲，是歷史上攀登珠穆朗瑪峰犧牲人數最多的一年。
1998年——美國人湯姆·惠特克成為世界上第一個攀登珠穆朗瑪峰成功登頂的殘疾人。
2000年——尼泊爾著名登山家巴布·奇里從大本營出發由北坡攀登，耗時16小時56分登頂成功，創造了登頂的最快紀錄。
2001年——美國人維亨邁爾成為世界上首個登上珠穆朗瑪峰的盲人。
2005年——中國第四次珠峰地區綜合科考高度測量登山隊成功攀登珠峰並測量珠峰高度數據。
珠峰的第一：
第一次珠峰山難：1922年，英國第二支珠穆朗瑪峰登山隊（隊長吉·布魯斯），仍取我國西藏境內的北坡路線，他們越過了北坳，但在到達8225米的高度時，7位夏爾巴因雪崩喪身，這是人類首次喪身珠峰。第一次在攀登中用氧：1922年，英國第二支珠穆朗瑪峰登山隊（隊長吉·布魯斯）隊員George Finch和Geoffrey Bruce在珠峰攀登中首次用氧，這是一種專供飛行員使用的氧氣瓶。人類第一次成功登頂：1953年5月29日，英國登山隊在隊長約·漢特領導下（由十人組成），有兩名隊員登上了珠峰頂峰。登上頂峰的隊員是埃德蒙·希拉里 （Edmund Hillary）和丹增·諾爾蓋 （Tenzing Norgay），隊員埃文斯和布爾吉朗到達了8720米的高度。英國人這次使用的珠峰高度是8840米。第一次跨越珠峰：1963年，美國登山隊Willi Unsoeld與Tom Hornbein首次由西脊轉北壁登頂，並由東南山脊下山，成為第一個跨越珠峰的隊伍。第一次南、北兩坡雙跨會師：1988年5月5日，中、曰、尼三國聯合登山隊創下從南、北兩坡雙跨並會師頂峰的壯舉，並創下6項紀錄。
第一個登頂的女性：1975年5月16日，日本人田部井淳子（Junko Tabei）從東南山脊線路登頂成為首個登頂珠峰的女性。
第一個從北側登頂的女性：1975年5月27日，中國登山隊女隊員潘多第一個從北側登頂。
第一個遇難的女子：1979年，Hannelore Schmatz是登上珠峰的第四位女子，當她登頂下山時不幸遇難，是第一位遇難的女子。
第一個無氧登頂成功：1978年5月8日，奧地利人彼德·哈伯勒（Peter Habeler）和義大利人萊因霍爾德·梅斯納爾（Reinhold Messner）經東南山脊路線首次無氧登頂。第一個無氧登頂女子：1988年，紐西蘭女子Lydia Bradey成為首位無氧登頂珠峰女子
第一位從珠峰南北兩側登頂的女性：1999年5月29日，南非女性Cathy O'Dowd從北側登頂,她成為從兩側都攀登過的第一位女性。（1996年5月25日南側登頂）第一個兩次登頂珠峰的男性：1965年5月20日，印度Nawang Gombu夏爾巴成為第一個兩次登頂珠峰的男性。
第一個兩次登頂珠峰的女性：1992年5月12日、1993年5月10日，印度女性Yadav Santosh兩次登頂珠峰，是第一個兩次登頂珠峰的女性。第一個登頂滑雪下山：1970年，日本人Yuichiro Miura從南坳8000米處滑雪下山，創下世界紀錄，以此拍攝的紀錄片《第一位滑雪下珠峰的人》（THE MAN WHO SKIED DOWN EVEREST），獲得了1976年奧斯卡最佳外語紀錄片獎。第一個冬季登頂：1980年2月17日，波蘭人Krzysztof Wielicki和Cichy Leszek首次冬季登頂珠峰。
第一個單人登頂珠峰：1980年8月20日，義大利人萊因霍爾德·梅斯納爾（Reinhold Messner），首次單人無氧從北坳橫切到北壁路線登頂。第一個在秋季登頂:1973年10月26日，日本登山隊石黑久和加藤保男沿東南山脊經南坳的傳統路線登頂，這是珠峰攀登史上首次在秋天登頂成功。第一個夫妻同時登頂：1990年10月7日，斯洛維尼亞夫婦Andrej & Marija Stremfelj成為首隊同時登頂的夫妻。
第一個父子同時登頂：1990年10月7日，法國人Jean Noel Roche與其子Roche Bertrand aka Zebulon成為第一對同時登上珠峰的父子，當時兒子年僅17歲，打破了最年輕者紀錄，父子從南坳用滑翔傘下山到大本營。第一個兄弟同時登頂：1992年9月25日 Alberto和Felix Inurrategui成為第一對同時登上珠峰的兄弟。
第一次以一晝夜的時間登上珠峰：36歲的法國人馬克·巴塔爾1987年9月25日當地時間17點從南坡海拔5300米處出發，夜間不吸氧氣越過南坳，26日15點30分成功地登上珠峰。所用時間為22小時30分鍾。第一個登頂的台灣同胞：1993年，台灣同胞吳錦雄從北側登頂。
第一個遇難的台灣同胞：1994年，台灣同胞拾方方登頂後下撤時遇難。
第一個從南側登頂的台灣女性：1995年，台灣女性江秀真從南側登頂，成為目前唯一登頂珠峰的台灣女性。
第一個同時登頂的中國夫妻：1999年5月27日，中國西藏登山隊10人登頂，仁那、吉吉是中國第一對同時登上珠峰的夫妻。
第一個兩次登頂的中國女性：1999年5月27日，中國西藏登山隊10人登頂，桂桑成為第一位兩次登上珠峰的女性。
第一個登頂的盲人：2001年5月25日，美國人艾瑞·韋亨梅爾（Erik Weihemayer）成為第一位登上珠峰的盲人。他在4名同伴的陪伴下,與8名在腰間繫上鈴鐺,使他能夠聽音辨位的夏巴族向導一起登頂。韋翰梅耶在13歲因視網膜剝離而失明,但他熱愛登山,曾挑戰過包括南北美洲、非洲多地的高峰。第一個祖孫三代都登上珠峰的家族：2002年5月17日，首登珠峰的Tenzing Norgay的孫子Tashi Tenzing夏爾巴也登上珠峰，成為第一個祖孫三代都登上珠峰的家族。第一個完全以滑雪下山：2000年10月7日，斯洛維尼亞探險家卡爾尼察（Davo Karnicar）用5個小時的時間，從珠峰之巔滑到山腳的營地，成為滑雪珠峰的第一人。第一個同時登頂以滑翔傘下山的夫婦：2001年5月22日，法國夫妻Roche Bertrand、Claire Bernier從珠峰頂以滑翔傘下山，8分鍾到達ABC營地。第一個以單板滑雪下山：2001年5月22日，Stefan Gatt第一個從頂峰單板滑雪下山。
第一個全程從頂峰單板滑雪下撤到ABC：2001年5月23日，Marco Siffredi創造了首次全程從頂峰單板滑雪下撤到ABC的記錄。
第一個殘障人士珠峰登山隊：由美國德州殘障協會(CTD)支持，隊員為各種不同類型的殘障人士所組成的Team Everest2003（隊長Gary Guller）登山隊在2003年珠峰首登50周年時攀登珠峰，隊長Gary Guller是個失去左臂的獨臂人，他們希望以此舉鼓勵全世界殘障人士勇於面對生命的困境。第一次在頂峰進行電視現場直播：1988年5月5日，中、曰、尼三國聯合登山隊攀登，日本電視台第一次在頂峰進行了電視現場直播。
第一次在珠峰上空航拍登山場景：1988年5月5日，中、曰、尼三國聯合登山隊攀登，中國科學院專機10000米高空攝影攝像。
⑷ 地學前緣的刊物影響力
目前來,中國地質大學（北京）和北京大源學共建的國際地學期刊Geoscience Frontiers（地學前緣，英文縮寫GSF)被湯姆森路透（Thomson Reuters）收錄入SCI。 在此之前此刊物已被萬方數據資源系統、中國知網(CNKI)資料庫等重要檢索系統收錄。 2014年及2015年均被中國知網（CNKI）評為中國最具國際影響力的期刊之一。 2016年1月，GSF被湯姆森路透選入Science Citation Index Expand（SCIE），使GSF邁上了一個新的台階。 GSF由莫宣學院士任主編，Santosh教授為共同主編，萬曉樵教授為常務副主編，Gregory Davis教授為創刊初期的特約副主編。他們對國際地學類刊物有著豐富的辦刊經驗，使得GSF期刊的知名度與國際顯示度不斷提高。
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