陈国能教授新著《花岗岩成因――原地熔融与地壳演化》

中国学者原创性成果，填补世界地质基础理论空白陈国能教授新著《花岗岩成因――原地熔融与地壳演化》由世界著名科技出版公司Springer出版 

记者   胡红拴

         在地质界，以沉积岩成因模型为核心的大陆地质学、和以玄武岩成因模型为核心的板块地质学早已“家喻户晓”，但二者之间，尚缺乏一个能够包容大陆内部过程各种现象的花岗岩成因模型。中山大学地球科学系陈国能教授经过近三十年的研究，创立了以花岗岩成因为核心的“原地重熔－壳内对流”理论，最近与 Rodney Grapes教授合作完成、由世界权威科技出版公司Springer出版的《花岗岩成因――原地熔融与地壳演化》（Granite Genesis: In-situ Melting and Crustal Evolution, Chen Guo-Neng and Rodney Grapes, 2007）一书（英文版），向国际地质界介绍了这一全新的知识体系。该体系不但阐明了花岗岩的成因和与花岗岩有关的各种矿床的形成和分布规律，同时系统阐明了板块俯冲过程的能量转换、以及板块作用与大陆岩石圈熔融和变形（造山作用或构造运动）的关系、火山岩浆来源和喷发机制、壳内低速层成因、断陷盆地形成机理、大陆红层及其内膏盐和油气藏成因等一系列重大理论问题，使以沉积岩成因为核心的大陆表层地质学、以花岗岩成因为核心的大陆内部地质学，和以玄武岩成因为核心的板块地质学达到了理论上的整合，构成了一个和谐的整体， “固体地球系统科学”展现雏形。在此基础上建立的“元素地球化学场”，更进一步揭示了与地球能量流演化相适应的元素流的循环演化规律，充分展示了自然界宏观与微观的和谐与美妙。

        早在十年前，有关花岗岩成因的原地重熔说已经问世（陈国能等，原地重熔与元素地球化学场，地质出版社，1996）。遗憾的是地质学的低潮使这一新理论未能引起人们足够重视，虽然一些著名学者对此给与了极高的评价。例如我国著名地质学家，中国科学院院士杨遵仪教授认为，该理论是“一个与传统理论截然不同的逻辑体系”，“思路新颖，理论有据，异军突起，成一家之言，让人信服”；元素地球化学场的发现，“除了理论上的重大意义之外，如果能够被进一步证实，其经济价值将是难以估量”。陈国达院士也指出，这一理论“确实是中国的地质学家在思维上的新路之一”， “一个较大的科学发现”，“对于矿床的普查与勘探，以及老矿山寿命的延长等，无疑有重要的指导作用和实用价值”等。

        英文版发表的“原地熔融－壳内对流理论”，是在原地重熔说与元素地球化学场理论的基础上，再经过十年的证实、证伪和发展而形成的庞大的理论体系，主要创新性认识有：

        ――花岗岩和混合岩：壳内熔区内部的热对流，是陆壳部分熔融能够产生大批花岗质岩浆的根本原因；没有对流，岩石部分熔融（深熔）只能形成混合岩，不可能形成花岗岩；

         ――花岗岩在地壳中呈层状分布；“岩体”的大小与形态，反映的是花岗岩层上界面（称重熔界面或岩浆界面）与现代的几何关系，与“岩浆侵入量”多寡无关；

        ――多次熔融（重熔）形成多层花岗岩，花岗岩层的层序与沉积地层相反，为上老下新；“复式岩体”是不同期次的花岗岩层在同一空间的显露；

        ――花岗岩的化学组成和同位素组成，反映的是岩浆系统的物质演化而不是岩浆的来源；

        ――与花岗岩有关的各类矿床的成矿物质来自卷入熔融的陆壳岩石；熔融－结晶过程导致了元素的重新组合和在壳内的重新分布；元素自身结构决定了成矿元素在热液过程中的沉淀析出顺序和空间分布规律（这些规律的认识对于人类面临的资源紧缺问题，应有重要的实用意义和经济价值）；

       ――板块汇聚速率变化是导致壳内大规模熔融，最终触发大陆岩石圈压缩变形（造山作用或构造运动）的主要原因；

        ――壳内温度降低的直接效应是岩浆层自上而下固结、盖层断块重力调整（断陷盆地形成）和岩浆喷溢等；

       ――红层及其内相关的油气和盐类矿床，主要与沉积物成岩时的高地温（150-400℃）有关，反映了壳内熔融层与沉积层的能量交流；

       ――在原地熔融－壳内对流理论及元素周期律基础上建立的元素地球化学场，展示了地球的分层规律及元素流的循环演化规律，体现了宏观和微观的美妙与和谐。