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流体包裹体研究之父E.Roedder—世界著名经济地质学家(十二) 精选

已有 9472 次阅读 2012-4-7 21:45 |系统分类:科普集锦| 经济, 世界

你喜欢我吗?

为什么你老是看着我这个小人物。

不要告诉我你想了解我。

只要知道了我的秘密,

就能填补你心灵的空虚。

我看到了你明亮的眼睛,

你想用歌声去打开我的心灵。

从你疑惑的眼光,我知道,

你想知道我的过去,

是均匀的还是不均匀?

你听得见我的呼唤吗?

我想给你诉说衷肠。

只要你真的爱我,

我就把什么都告诉你。

似恋人的告白,又似梦中的呓语,更似昏迷床上三天不清醒的胡话,其实它是“一个流体包裹体的自述”。这个小东西是如今矿床学界的宠儿,另一个宠儿就是测年了,而那些传统的成矿物质组分、结构构造等如今都成了陪衬,时过境迁、每况愈下啊。

流体包裹体有资料可循的研究起始于十一世纪的中亚,而Brain J.Skinner认为是Sober在十九世纪中叶发现了这些个小东西。Sober认为存在于大多数包裹体中的气泡是从较高的捕获温度冷到观察时的温度的过程中包裹体中液体和包裹的物质的不同收缩的结果。因此认为捕获温度可以从加热到使气泡消失这一点的温度来估计,这个温度就是今天我们在热台上经常测试的均一温度(Th)。哈哈想不到这个小小的参数竟然是150多年前的产物。在Roedder以前,有许多的研究者趋之若鹜,对之进行了长期思考,但自从Roedder把他的注意力转移到这个方向以来,鲜有能与之匹敌者,以前的研究成果黯然萧瑟。Roedder以他杰出的观察能力、超凡的记忆能力、火一样的激情与热情、迸发如岩浆一样的能量使这个一直受许多地质学家非议、猜疑的小东西成为如今地质科学的一支重要分支学科-流体包裹体,许多人他尊为“流体包裹体研究之父”。

Roedder1919730日出生于纽约蒙西,但是在宾州最大城市费城度过了他的青年时光。长大以后他开始在西切斯特州立师范大学学习,三年后转学到宾州里海大学,并于1941年拿到地质学士学位,在此期间他曾经有成为昆虫学家研究叶蝉的念头。毕业后直到1946年,他一直在美国第二大钢铁公司伯利恒钢铁公司从事岩石观察研究。随后他去了哥伦比亚大学,师从后来把他带入矿床领域的Charles BehreBehre对矿床沉淀环境非常感兴趣,在1946年他觉得运用实验地球化学资料在这个问题上的时机已经成熟,于是就安排Roedder研究与许多热液矿床有关Fe-O-S-H系统的相平衡问题,1947年,Roedder又被安排去卡内基研究院地球物理实验室学习了一年。Roedder1947年和1950年先后在哥伦比亚大学获得了地质硕士和博士文凭(搞不明白的是原文中的a master of arts degree in geology)。博士一毕业,他先是在犹他大学当了5年教员,然后就去了干到他1987年退休的USGS,开始任地球化学和岩石部门的固体状态小组负责人,慢慢成为高级地质师和地质学家。退休后他又荣幸地成为了马萨诸塞州哈佛大学的教员,继续他对科学的追求。

Roedder开始对流体包裹体感兴趣是在1940年,里海大学的岩石学教授D.M.Faster向他展示了以往认为呈“布朗运动”形式存在的流体包裹体中的“小气泡”,Roedder很自然地将之与成矿作用联系了起来。那时Roedder年富力强,又热衷于矿物收藏,他曾经在凤凰城的Wheatley铅锌矿废石堆旁野营N多天,那里产出大量的铅矾和磷氯铅矿。最令他兴奋的事是在科罗拉多州的Creede铅锌矿,当他爬入一个采空区时,不可思议的一幕出现了,许多亮光闪闪、耀眼夺目的闪锌矿出现在他面前,使他以为进入了“天上人间”,许多闪锌矿里包含着大量的流体包裹体,好像天上人间里的昂贵包间,这些流体包裹体有的只需借助放大镜和矿灯就可以在井下微弱地看到。

在早期研究流体包裹体的过程中,并不总是有鲜花、香槟和啤酒,相反在那个还对流体包裹体半信半疑的年代,常常遭到某些著名地质学家的非议与质疑,他们许多压根就不相信这小小的东西能真实地反应以往历史上的各种地质作用,为此还发生过一些不愉快。记得有一次地质会议Roedder用了一个别人看来很不礼貌的题目 Bouncing bubbles or Who put the pep in Mother Nature's pop”来讲解他对流体包裹体的认识,后来还觉得不过瘾,又放了一段他自己制作的视频,并伴随令人不愉快的表演。这一点即使在1988年他获得EGPenrose奖的时候情形依旧如此。争吵对峙是不能从本质上解决问题的,Roedder改变策略,经常和那些持不同意见者合作,给他们讲解流体包裹体的作用、研究方法手段,以及如何识别后期改造了的流体包裹体,以免被错误使用。今天我们对流体包裹的有效研究取决于三个假设,也就是Roedder三原则包裹体捕获了一个单一的、均匀的流体相;包裹体的体积自捕获后未发生变化(等容体系);包裹体的成分自捕获后未发生变化。三个条件中任何一个不满足,测试数据即为无效。他的不懈努力最终导致了Brain Skinner改变了固有思想,成为他的有力支持者。也是他教会了我们今天如何解释复杂的蒸气相-液体相-固体相之间的相关系。在镜下观察流体包裹体的过程中,Roedder最终认识到“气泡”并不是做以往研究者认为的布朗运动,而是由于穿过流体包裹体的热梯度引起的,这个发现导致他发明了一种设计新颖的测试微小热梯度的设备,并获得了1967年编号为3344699的美国专利。

Roedder的另一大贡献不得不提及,就是他研究了K2O-FeO-MgO-SiO2系统中液相线之间的关系,这是他博士论文的课题,指导老师为J.Frank Schairer。当把FeO加入到K2O-MgO-SiO2系统时,Roedder发现了液体的不混容现象,这个概念曾经长期为一些岩石学家蔑视。开始并没有认识到这个发现的重要性,直到阿波罗号宇航员从月球上捎回月岩样品,不久不混容的玻璃球体被发现了,进一步的研究发现玻璃球体的成分和Roedder研究的一样。今天液体的不混容现象被广泛地用于岩浆分异、地体演化和矿床形成。这项伟大的贡献使得Roedder获得了美国矿物学会1986Roebling Medal

不幸地是,Roedder200681日中华人民共和国建军节那天撒手人寰、驾鹤西去。在他的近3/4世纪研究的一生中,共发表过近400篇著作,这里面许多文献都可以在http://www.geochem.geos.vt.edu/fluids/Roedder.shtml网站上觅得。他的第一篇文章发表于1935年,题目为“black sulfur at HillbornNew York”,那一年他16岁!他的最后一篇文章是关于内华达州Yucca山热演化史的,他是合作者之一,发表于2008年。你知道为什么要做优秀的科研工作者了吧?死了都有人惦记。这些著作中有一部最著名的644页的《Fluid Inclusions》,发表于19845月,是美国“Reviews of Mineralogy”第十二卷。这部著作已由当时的中国科学院贵阳地球化学研究所助理研究员,现为加拿大魁北克大学终身教授的卢焕章先生等于1985年翻译成汉语版,题目为《流体包裹体》,分上下两册,我们文章开头引用的诗句就是这套书正文的第一页上的内容,我在孔夫子旧书店上一个星期前花了120个银子才淘到手。卢焕章先生是Roedder的学生,我曾经08年在北京开矿床会议的时候谋得一面,现在想来还挺有意思,当时我边上只有一个空位了,来了一位老先生,看样子功力深厚,我就问老先生哪个单位、贵姓,他说我姓卢,叫卢焕章,听后怎么觉得这么耳熟,突然想到了卢焕章先生04年出版的那本《流体包裹体》,是一部在国内流体包裹体领域影响深远的著作。后来卢先生把自己发表在《地球化学》上的文章给了我一份,我一看机会难得,厚着脸皮对卢先生说,能否签上你的大名,他问了我的名字,然后在封面用铅笔写着“请××先生指正”。我之无名小卒,看之受宠若惊,大家风范,大家风范啊!

Roedder一生还担任过许多职务,与68个团队合作过。有据可查的他在1985年曾经到过中国,在原中南工业大学与陈国达先生某过面,那本《流体包裹体》就是由中南工业大学出版的。

今天感冒,还望见谅!

参考文献:

1.     Robert Bodnar and Jean Clin. A Group of Papers on Fluid Inclusion Research Applied to Ore Deposits:An Introduction.Economic Geology,V.105,pp325-327(2010)

2.     池国祥、赖健清.流体包裹体在矿床研究中的作用.矿床地质,2009286):850-855

3.     卢焕章、王卿铎等.流体包裹体.长沙:中南工业大学出版社,1985.10

4.     SEG Medals and Awards-1988.Economic GeologyV.83,pp2012-2017(2008)

5.     Brain J.Skinner.Presentation of the Roebling Medal of the Mineralogical Society of America for 1986 to E.Roedder.American Mineralogist,V.72,652-653(1987)



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