李曙光

       李曙光,地球化学家,1941年出生于陕西咸阳, 1965年毕业于中国科学技术大学近代化学系地球化学专业,毕业后留校任教至今。1983~1986年在美国麻省理工学院地球与行星科学系访问进修。回国后在科大继续从事教学和科研工作,先后任副教授、教授,主要从事痕量元素地球化学教学及同位素年代学及地球化学研究。1994~2003年曾4次赴德国马普化学所宇宙化学研究室和地球化学研究室,1次赴香港大学地质系做访问学者,进行合作研究。 2003年当选为中国科学院院士。现兼任中国科学技术大学校学术委员会主任,中国科学技术大学“科学院壳幔物质与环境重点实验室”学术委员会主任及北京大学“教育部造山带与地壳演化重点实验室” 学术委员会主任。
       李曙光早年曾从事富铁矿床地球化学研究。寻找富铁矿曾是我国当时(1976~1980年)提出的一项战略任务。李曙光当时任中国科学院鞍(山)-本(溪)队黑富矿研究组长。弓长岭矿床是我国最大的富磁铁矿床,矿山急需要在该区寻找深部矿体扩大储量。李曙光应用“趋势面分析”多元统计方法成功预测出鞍本弓长岭矿床的深部富矿体,并被钻探验证成功,在预定深度打到厚层富矿。此外,李曙光等应用C同位素证明弓长岭富磁铁矿石中的石墨为菱铁矿变质分解成因,据此提出该富铁矿床成因的新模型。由于该工作为查明黑富矿成因及扩大富矿储量做出了重要贡献,因而获得1978年科技大会重大成果奖和1982年中国科学院科技进步奖二等奖。
       1983~1986年李曙光在美国麻省理工学院(MIT)访问时师从S. R. Hart教授,系统进修了同位素年代学与地球化学,并利用MIT的实验条件测定了一批中国秦岭-大别造山带和华北太古代岩石的同位素年龄。回国后的20年里,他将自己的主要研究工作集中在变质(尤其超高压变质)同位素年代学和大陆深俯冲化学地球动力学领域,在以下几个方面做出了系统研究并取得一系列创新性成果。
       一、变质过程的同位素体系及变质年代学理论基础研究
       变质作用精确定年的成功与否在于我们对变质过程中同位素地球化学行为是否有正确的了解。李曙光教授在该领域尤其对新发现的超高压变质作用中同位素体系做出许多开拓性工作。
       1.较早发现并证明造山带榴辉岩中的白云母含大量过剩氩,指出这是导致大别山和阿尔卑斯山榴辉岩氩同位素年龄与其他同位素年龄矛盾的主要问题,从而为正确进行超高压变质定年作出了决定性贡献。这一发现得到国际同行的承认和高度评价,并在20世纪90年代后5年使多硅白云母过剩氩研究成为国际上氩年代学研究的热点。论文发表在Chem. Geol.(1994),SCI他人引用已超过100次。
       2. 证明了超高压变质岩的退变质过程是开放体系,在高压矿物与退变质矿物之间存在Sr、Nd同位素不平衡。这为正确进行高压变质定年提供了理论基础;该成果是1998年第9届国际同位素地质大会特邀报告的重要组成部分。
       3.较早发现太古代低级变质火山岩的全岩SmNd同位素体系可以被重置。这对正确解释变质岩SmNd年龄有重要意义,也成为近年来人们置疑早太古代Nd同位素值示踪价值的依据。该文发表在国际前寒武纪专业杂志Precam. Res.,1990。
       4.首次精确地测定了榴辉岩中金红石的UPb年龄,并建立了用绿辉石Pb扣除金红石普通Pb的定年方法,为精确测定榴輝岩冷却史提供了新途径。该成果发表在Chemical Geology(2003)上。
       二、陆块拼合过程及秦岭-大别造山带演化的化学地球动力学研究
李曙光长期致力于应用地球化学理论和方法,参与解决大陆动力学的重要科学问题。他以华北和华南陆块的碰撞过程及秦岭-大别造山带演化为研究对象,并取得如下重要成果。
       1.最早测定出大别山超高压岩石的SmNd年龄为三叠纪,并最早通过Sr、Nd同位素证明该带含柯石英榴辉岩是陆壳俯冲成因,从而获得华北与扬子陆块在三叠纪碰撞的结论。这些定年结果被后来国内外同行工作证实,并被广泛引用,其中Chem. Geol.(1993)论文的单篇SCI他人引用已超过140次,被美国ISI列为高引用top论文。相关工作获中国科学院自然科学奖二、三等奖。
       2.系统测定了秦岭岛弧火山岩和侵入体及蛇绿岩的侵位及变质年龄,为秦岭造山带两条地缝合线的厘定及多陆块拼合模型的建立提供了重要依据,并得到广泛引用。
       3.为解决大别山构造框架问题,首次在大别山北侧发现古生代岩浆弧,为判定大别山地缝合线位置提供了重要证据(Phys.and Chem.of the Earth,2001);测定出北大别榴辉岩的形成时代也为三叠纪,因而证明北大别带也是华南俯冲陆壳的一部分,解决了长期存在的北大别带构造归属问题(J. of Asia Earth Sci., 2005)。
       4.将锆石微量元素,包裹体矿物成分和高精度离子探针UPb定年结合起来系统研究了大别山低温榴輝岩年代学,证明北部浒湾带低温榴辉岩的高压变质时代为石炭纪,原岩为古生代俯冲洋壳及其剥蚀的岛弧玄武岩;而南侧红安地体低温榴辉岩的高压变质时代为三叠纪。该工作解决了国内该类榴辉岩形成时代的争议,对理解大别山构造格局及演化史有重要意义(J.Metamorphic Geol.,2002)。
       三、超高压变质岩折返机制的化学地球动力学研究。
       含柯石英超高压变质岩是如何从大于100千米的深度快速折返到地表已成为大陆深俯冲研究的著名科学问题。李曙光教授通过系统工作提出三阶段折返模型及相关证据,主要包含以下几方面。
       1.首次测定出大别山超高压岩石及其围岩具有相同的二次快速冷却曲线,据此提出超高压岩石多阶段抬升的折返机制,并为解决超高压岩石与围岩关系提供重要制约;该成果应邀在1998年第9届国际同位素地质大会上做特邀报告,并发表在地球化学最高学术刊物Geochem. Cosmochem. Acta (2000)上,SCI他人引用已超过50次,被美国ISI列为高引用top论文。
       2.通过UPb同位素地球化学揭示出已折返到地表的南大别超高压变质岩具有上地壳特征,而北大别片麻岩具有下地壳特征,并据此提出在俯冲过程中上、下陆壳之间发生拆离、逆冲,导致深俯冲上地壳逆冲上升的折返模型。
       3.对与俯冲板块断离有关的南秦岭同碰撞花岗岩进行了系统的锆石UPb年龄测定,获得它们的形成时代与大别山超高压变质岩第一次快速冷却时代一致的结论,从而证明超高压岩石第一次快速抬升与俯冲板块断离有关,并指出秦岭地区俯冲板片断离深度较浅。该文发表在J. Geol.(2002)上。
       4精确测定了北大别基性麻粒岩早白垩纪的快速冷却速率,它指示山体这一时期的快速抬升。山体快速抬升与这一时期大规模岩浆事件的耦合关系是大别造山带在早白垩纪发生岩石圈拆离和山根去根作用的证据,它导致了大别造山带超高压变质岩的第三次快速抬升和大面积出露。
       以上及其他工作共发表论文140多篇(SCI论文39篇,国际论文18篇),第一作者(含指导研究生)论文101篇(SCI论文29篇,国际论文12篇)。上述成果得到国内外同行高度重视, 据美国ISI ESSENTIAL SCIENCE IndicatorsSM 2005年1月1日公布SCI论文引用检索资料, 李曙光(Li SG)于1994年1月1日至2004年10月31日期间第一作者33篇论文在SCI论文被引频次达到667次,篇均引用 20.21次,排名地学领域(Geosciences)国际第914名。已培养博士、硕士7名,其中1人获国家杰出青年基金资助。

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