金振民
姓名:金振民
原所在单位:中国地质大学(武汉)
现职称:教授(院士)
业务专长:构造地质学和大陆动力学
受聘日期:2011.9.10
学术及工作简历:
金振民,中国地质大学(武汉)教授,博士生导师,2005年当选为中国科学院院士。1965年7月毕业于北京地质学院,现任教育部岩石圈构造、深部过程及探测技术重点实验室学术委员会主任,中国地质学会构造专业委员会显微构造专业委员会副主任。曾任国家重大科学工程项目——中国大陆科学钻探工程现场指挥部副总地质师。长期以来从事构造地质学教学和岩石流变学和地球动力学的科研工作。发表论文110篇,SCI论文32篇(包括“Nature”杂志论文2篇)。曾获国家自然科学二等奖(2007)和国家科技进步二等奖(2008)各1项,国家级教学成果二等奖(2001)1项,湖北省自然科学研究成果一等奖1项。2008年获全国五一劳动奖章,2007年获湖北省劳动模范称号。1998年和2004年分别获全国教育系统劳动模范并授予全国模范教师称号(教育部、人事部)。
主要研究领域:(1)岩石圈流变学和大陆深部构造;(2)地幔动力学和超高压岩石相变;(3)高温高压实验学及其在地球科学中的应用。
主要贡献及业绩:
一、上地幔橄榄岩动态部分熔融的发现,揭示动态原始岩浆熔体薄膜的拓朴结构特征。上地幔部分熔融产生玄武岩浆过程是板块运动和地壳增生动力学主因之一。1994年之前,国际上大部分学者只进行了没有差异应力参与的静态橄榄岩熔融实验(这种实验并不符合上地幔动态条件)。金振民与合作者通过有差异应力参与的动态橄榄岩部分熔融实验发现,初始玄武质熔体(3-5%)不仅象静态实验那样呈孤立状态赋存于橄榄石矿物三连点位置,而且熔体在应力驱动下大量沿橄榄石矿物颗粒边界呈熔体薄膜(melt film)形成分布。这种熔体流体分布形式会引起矿物边界湿润,连结力减弱,加速物质扩散和流动。该成果的科学意义在于:橄榄岩中薄膜熔体直接影响上地幔物质的物理性质(弹性、非弹性、弹性波衰减及导电性)的变化、岩石强度弱化,有效粘度降低。它对阐明上地幔低速高导层(软流层)成因和大陆造山带物质不均匀流动具有广泛的意义。该成果发表在“Nature”杂志(1994),并登载杂志封面,文章被“Scince”和“Nature”等22种SCI杂志引用67次,并被后来国外学者多次模拟实验和天然地幔岩石中熔体分布特征所证实。
二、以实验为基础建立超高压榴辉岩流变本构方程(即岩石变形速率与应力、温度之间的函数关系,为揭示大陆造山带深俯冲榴辉岩质岩石圈板块断开(或拆沉)机制提供实验方面证据。
实验成果发现榴辉岩力学强度与方辉橄榄岩相当,当大陆板块俯冲至100km以下,榴辉岩岩石圈板陆单独发生拆沉作用可能性不大,其拆沉的主要原因与熔融——水弱化塑性变形有关。审稿人认为:“该成果为上地幔和俯冲洋壳主要岩石提供了重要的、新的力学强度资料;它对了解天然榴辉岩塑性变形和研究上地幔岩石圈拆沉作用有直接的重要意义”。其主要成果发表在“Geology”(2001)和“中国科学”(D辑)等杂志。
三、中国东部上地幔流变学研究
通过对中国东部11个地区天然地幔橄榄岩位错显微构造研究,在Ranalli(1984)的观点基础上,结合中国东部地幔构造岩的特征,提出呈对数正态分布的橄榄石位错稳态亚颗粒是估算上地幔流变应力的最佳显微构造参数;中国东部上地幔高温流变应力为10-50Mpa,局部地区伴随有较高差异应为120-170Mpa。该成果发表在“Tectonophysics”(1989),部分成果被美国大学《构造地质学教材,Twiss著》引用。与Bai等合作通过实验,建立中国东部第一批橄榄石高温流变学本构方程,为研究中国东部上地幔动力学提供橄榄石力学强度的资料。
四、中国大陆科学钻的超高压岩石的岩石物理性质研究
金振民负责的中国大陆科学钻探工程现场岩石物性实验室与Kern教授等合作,对我国大别—苏鲁造山带超高压岩石和科学钻孔岩心开展系统的物性研究,取得了新的成果:(1)高密度榴辉岩与低密度片麻岩之间高反射系数(R>0.30)是引起地震强反射体的主因;(2)不同尺度韧性剪切带糜棱岩和透入性应变面理组构是增强地震波各向异的反射载体。该成果为苏鲁地区地震强反射推断地球物理模型(杨文采等2004)的合理解释提供岩石物性方面重要约束,同时也为地球物理深部探测与实验岩石物理学交叉探索一条有效途径。该成果发表在“Tectonoprysis”(2篇,被SCI引用33次)和“岩石学报”(2篇)。
五、地幔成矿学实验——西藏罗布莎铬铁矿矿床部分熔融成因研究
金振民与合作者在控制氧分压条件下直接用上地幔四相矿物组成的橄榄岩的实验研究,成功地模拟了铬铁矿形成的机理:即原岩中铬透辉和铬尖晶石通过部分熔融作用析出铬元素,并富集呈工业品级的铬铁矿石(Cr2O3 38-47%),通过成矿实验确证了前人从岩石学和矿床学角度提出的铬铁矿地幔熔融的成因认识(王希斌,1999;白文吉等,1994;Robinson等1995)。该成果被鲍佩声等主编的“中国铬铁矿床”著作(1999)引用。