姚遠,畢業於日本新潟大學,自然科學研究科地球科學專業博士,江西理工大學資源與環境工程學院講師、日本國立研究開發法人海洋研究開發機構(JAMSTEC) 學生研究者、日本地球行星科學學會(JpGU) 會員。於2020年6月榮獲日本地球行星科學聯合固體地球科學專題年輕科學家鼓勵獎,主持的科研項目有江西理工大學博士啟動基金205200100055,阿曼豆莢狀鉻鐵礦成因:來自熔體包裹體的限制以及中南大學有色金屬成礦預測與地質環境監測教育部重點實驗室開放基金項目2020YSJS04,豆莢狀鉻鐵礦熔體包裹體成分研究及其對鉻鐵礦成礦母巖漿的限制:以阿曼豆莢狀鉻鐵礦為例,並參與學術會議多次、參與多項科研項目以及發表論文多篇。
The genesis of podiform chromitites in the Samail ophiolite, the sultanate of Oman: constraints from the inclusions.
阿曼蘇丹國薩邁爾蛇綠巖中豆莢狀鉻鐵礦的成因:來自熔體包裹的限制。
蛇綠巖是遺留在現在大陸造山帶中的古代大洋巖石圈(殼)殘片。蛇綠巖研究,對恢復古代板塊構造格局和了解古代大洋巖石圈的演化具有重要研究意義。而且,蛇綠巖中含有現代工業必需的原材料之一的礦產——鉻鐵礦。由於鉻鐵礦具有類似於金剛石的八面體結構和耐風化等特殊的化學特性,使得其成為探討上地幔巖石成因的重要指示礦物。
本次講座中,姚遠博士的核心觀點是論述包裹體的制約。
Introduction
首先,姚遠博士為我們介紹了鎘的用途、鉻鐵礦的相關知識。鎘的最主要應用領域為電池行業,用在鎳鎘電池上,但是現在筆記本電腦和手機上的鎳鎘電池已經漸被鋰離子電池所取代。鎘的毒性已經催生了多項禁用立法,尤其是在歐盟地區。目前,全球近86%的鎘應用於製造鎳鎘電池,9%用於生產顏料,4%用於生產塗料,1%用於生產合金,太陽能電池板和穩定器。
Geological background
接下來,姚遠博士帶我們深入了解地質背景及鉻鐵礦的形成。主要由鉻巖學引出宿主鉻、包裹體、包裹體中的礦物,通過對地球化學的科普講述了鉻、其他礦物、高溫均質實驗。
鉻鐵礦是鉻和鐵的氧化物礦物。有高碳鉻鐵(含碳為4~8%)、中碳鉻鐵(含碳為0.5~4%)、低碳鉻鐵(含碳0.15~0.50%)、微碳鉻鐵(含碳為0.06%)、超微碳鉻鐵(含碳小於0.03%)、金屬鉻、矽鉻合金。和其他礦物相比較而言,鉻鐵礦的生長速度為中等。
Discussion
隨後,遙遠博士論述了包裹體被捕獲後如何衍生以及熔體包裹體的成分。熔體包裹體由被封存在礦物中的原始巖漿組成,能有效的保存大量有關主礦物行成時周圍巖漿介質的物理化學信息,是研究成礦作用和巖漿演化的原始樣品。由於過飽和而結晶,形成礦物質等自然資源。
除此之外,姚遠博士還提到了鉻鐵礦內含物的進化、冷卻速度、年限等相關知識。並用烤紅薯作例,與同學探討冷卻速度與擴散的關係。
Summary
最後,姚遠博士為我們總結了本次講座的要點。
包裹體的三個限制:冷卻速度、熔體成分、地幔。對於MTZ 鉻鐵礦床和地幔部分鉻鐵礦床(帶狀樣品)(豆莢狀樣品) ,由於快速冷卻,在 MTZ 中形成帶狀樣品。地幔剖面中的足狀樣品冷卻速度較慢,在鉻鐵礦形成後,母巖熔體可能轉變為類玻安巖熔體。親代熔體的冷卻速率可能控制著鉻鐵礦的生長機制和熔體包裹體的捕集機制。Omandp 樣品(MTZ的鉻鐵礦)冷卻得最快。接下來是MTZ的帶狀鉻鐵礦。地幔中的二鐵鉻鐵礦慢慢冷卻。高鉻鉻鐵礦襯裡是從被困的熔體中結晶出來的。鉻鐵礦的親代熔體可能是鎂鉻熔體。海水熱液可能參與了 MTZ 鉻鐵礦的成礦過程。這可能是導致氨甲蝶呤快速冷卻的原因。MTZ的鉻鐵礦可能不會被回收。
在講座中,有不少同學就感興趣的領域提問,姚遠博士逐一作了解答。為我們科普到:利用納米二次電子顯微鏡原位測定鉻鐵礦中磷灰石包裹體的 u-pb 年齡,限制了鉻鐵礦的年齡。提出了鉻鐵礦中包裹體的演化過程,解釋了高鉻鉻鐵礦襯裡的成因,抑制了鉻鐵礦親代熔體的形成。MTZ 中快速冷卻的新證據: 骨架晶體和包裹體的三維分布。
在講座結束之際,姚遠博士做了未來規劃,明確了以後研究的方向,表示日後會在這幾個方面著手研究:水熱流體來自哪裡、Re-os 年代測定鉻-鉛年代測定磷灰石、淬火玻璃分析流體包裹體等。並對在做各位同學表以關懷,希望能為同學們帶來更多的知識。