刘焰

刘焰：男，研究员

Email:  yanliu0315@yahoo.com.cn

1987-1991年：原成都地质学院矿产系学习，获工学学士学位。

1991-1994年：中国地质大学（北京）学习，获岩石学硕士学位。

1994-1997年：中科院原地质研究所学习，获构造地质学博士学位。

1997-1999年：中科院原地球物理研究所从事博士后研究工作。

1999年至今：地科院地质所工作。

从事喜马拉雅造山带研究十余年，取得如下认识：

• 东喜马拉雅构造结区域地质研究：

在前人工作基础之上，通过详细的填图工作，在东喜马拉雅构造结识别出“南向挤出”与“北向楔入”两大构造体系，前者包括头朝北的一条正断层与两条逆冲断层，产出于该区的高压麻粒岩相变质杂岩以及其南侧的角闪岩相变质杂岩借助于这些断层从北部的冈底斯岛弧带之下折返至地表附近；后者则从西至东包括一个北东向和两个北北东向的北（东）向楔入体，将出露地表附近的喜马拉雅变质杂岩北（东）向楔入北部的冈底斯岛弧带中。系统的年代学工作表明，“南向挤出”发生于中新世晚期至上新世，而“北向楔入”则发生于上新世至第四纪。

• 喜马拉雅高压麻粒岩岩石学研究：

在国际喜马拉雅造山带研究的舞台上率先开展高压麻粒岩的研究工作，在东喜马拉雅构造结发现两类高压麻粒岩，这为深入探讨喜马拉雅造山过程提供了岩石学的证据。

• 高压麻粒岩年代学研究：

自从在喜马拉雅造山带内识别出高压麻粒岩以来，人们就十分关心这套变质杂岩演化的时间坐标，十余年来也曾采用多种同位素定年手段，如Sm-Nd、Ar-Ar、K-Ar等，试图获得其演化时限的信息，但结果不尽如人意。自从引进锆石微区定年测试手段之后，这一问题的解决似乎露出一丝曙光。

对东喜马拉雅构造结内和珠峰东侧卡达地区的酸性高压麻粒岩开展了锆石SHRIMP定年和阴极发光的研究工作，揭示出这两地的酸性高压麻粒岩非常相似：均来源于新元古的碎屑岩，碎屑岩在500 Ma时经历了一次强烈的高温变质作用形成副片麻岩甚至花岗岩，随后，在印度与欧亚板块会聚期间，这些副片麻岩、花岗岩等结晶杂岩被带至冈底斯岛弧带深部，在渐新世早期形成了高压麻粒岩，而在中新世早期这些高压麻粒岩开始折返。

• 藏南卡达区域地质和榴辉岩研究：

在区域地质调查中运用了钕同位素示踪技术，揭示出该区是以一近南北向的背形构造为主，核部为低喜马拉雅结晶杂岩，东、西两翼则为高喜马拉雅结晶杂岩，于12-13 Ma时折返至地表浅部。在意大利学者Lombardo等人工作基础之上，开展了该区退变质榴辉岩的研究，确认其为高喜马拉雅结晶杂岩的一部分，而不是意大利学者所认为的低喜马拉雅杂岩成分。该退变质榴辉岩的源岩为新元古的源自亏损地幔的基性岩，在渐新世时被带入冈底斯岛弧带之下形成榴辉岩。

• 在造山带中率先厘定壳源火成碳酸岩：

我们在喜马拉雅的工作突破了火成碳酸岩只形成于岩石圈深部地幔这一传统认识，强调沉积的大理岩也可以发生部分熔融作用形成岩浆碳酸岩，指出热的高喜马拉雅结晶杂岩向南构造堆叠于含有大理岩的杂岩之上，诱发了后者中沉积大理岩的部分熔融，反过来，新生成的碳酸岩浆又有助于高喜马拉雅结晶杂岩的进一步折返，给世人展示了沉积的大理岩也可以发生部分熔融作用形成火成碳酸岩浆的一个实例，丰富了人们对火成碳酸岩浆起源与演化的认识。

• 矿物学研究：

在壳源火成碳酸岩脉中识别出一种新亚种矿物：富碳的硼钛镁石，在壳源火成碳酸岩中发现星叶石，这突破了传统上认识星叶石仅产出于碱性岩的认识。

代表性论文：

1. Liu Y. , Siebel W., Massonne H.-J. & Xiao X. 2007a Geochronological and petrological constraints for the tectonic evolution of the central Greater Himalayan Sequence in the Kharta area, southern Tibet. Journal of Geology vol. 115: 215-230. 
2. Liu Y., Yang Z., Wang M. 2007b History of zircon growth in a high-pressure granulite within the eastern Himalayan syntaxis, and tectonic implications. International Geology Review（正在出版）
3. Liu Y., Berner, Z., Massonne, H-J., Zhong, D. 2006 Carbonatite-like dykes from the eastern Himalayan syntaxis: Geochemical, isotopic, and petrogenetic evidence for melting of metasedimentary carbonate rocks within the orogenic crust. Journal of Asian Earth Science vol. 26: 105-120。
4. Liu Y., Zhong D. 1997 Petrology of high-pressure granulites from the eastern Himalayan syntaxis. Journal of Metamorphic Geology. vol. 14: 451-466。
5. 刘焰，马哲生，韩秀伶等，1997西藏南迦巴瓦峰地区发现的星叶石。岩石矿物学杂志，vol.16: 337-340。
6. 刘焰，钟大赉，韩秀玲，张培善 2000 东喜马拉雅构造结发现的富碳硼镁钛石:硼镁钛石的新亚种。地质科学，第2期：245-250。
7. 刘焰，Wolfgang Siebel，王猛 2006东喜马拉雅构造结陆内变形过程的研究。地质学报 第80卷，第9期：1274-1284。 Text.pdf

刘焰：男，研究员

Email:  yanliu0315@yahoo.com.cn

1987-1991年：原成都地质学院矿产系学习，获工学学士学位。

1991-1994年：中国地质大学（北京）学习，获岩石学硕士学位。

1994-1997年：中科院原地质研究所学习，获构造地质学博士学位。

1997-1999年：中科院原地球物理研究所从事博士后研究工作。

1999-2009年：地科院地质所工作。

从事青藏高原研究十余年，取得了如下认识：

（1）喜马拉雅高压麻粒岩相岩石的发现与研究

在开展这项工作之前，人们常认为麻粒岩相变质杂岩产出于稳定陆块结晶基底之中，在年轻造山带中是否也有产出，当时还是一个谜。在东喜马拉雅构造结识别出两类高压麻粒岩相变质岩石，这为深入探讨喜马拉雅这个典型的陆-陆碰撞造山带的深部地质过程提供了变质岩石学的依据。

喜马拉雅高压麻粒岩起源于新元古代的碎屑岩，碎屑岩在500 Ma时经历了一次高温变质作用形成副片麻岩和/或花岗岩，随后，在印度与欧亚板块会聚期间，这些副片麻岩、花岗岩等结晶杂岩被带到地球内部，再一次遭受高温变质作用，在渐新世早期形成了高压麻粒岩相变质杂岩，而在中新世早期这些高压麻粒岩相变质杂岩开始折返。代表性论文：Liu et al., 2007a Journal of Geology vol. 115: 215-230. Liu et al., 2007b International Geology Review vol. 49: 861-872。

（2） 喜马拉雅壳源火成碳酸岩的发现与研究

在藏南首次识别出壳源火成碳酸岩，强调沉积的大理岩也可以发生部分熔融作用形成岩浆碳酸岩。这一工作突破了火成碳酸岩只形成于岩石圈深部地幔这一流行了四十多年的传统认识，给世人展示了沉积的大理岩也可以发生部分熔融作用形成火成碳酸岩浆的一个实例，丰富了人类对火成碳酸岩浆起源与演化的认识。代表性论文：Liu et al. 2006 Journal of Asian Earth Science vol. 26: 105-120。

在壳源火成碳酸岩中识别出一种新亚种矿物：富碳的硼钛镁石，并还发现星叶石，这突破了传统上认为星叶石仅产出于碱性岩的认识。代表性论文：刘焰等1997岩石矿物学杂志vol.16: 337-340。刘焰等 2000 地质科学第2期：245-250。

（3）藏南蓝片岩的发现与研究

早在1915年就在尼玛县绒马乡发现了典型的蓝片岩，但在藏南是否也存在类似的岩石，争议比较大。刘焰等首次在拉萨地块内部发现了石榴蓝闪片岩，详细的岩石学研究表明该蓝片岩形成于5-6 ^oC/km的冷洋壳俯冲环境之下。综合研究指明该岩石系古特提斯洋壳冷俯冲的产物。这一工作为重新认识拉萨地块的形成与演化提供了一个窗口。代表性论文：*Liu Y., Liu H F., Theye T., Massonne H.-J. 2009 Terra Nova vol. 21: 195-202 。

(4)  喜马拉雅造山过程研究

开展了小比例尺区域地质填图、（构造）年代学与同位素示踪等项工作。在东喜马拉雅地区总结出“南向挤出”与“北向楔入”的造山运动模型。前者包括头朝北的一条正断层与两条逆冲断层，产出于该区的高压麻粒岩相变质杂岩借助于这些断层从北部的冈底斯岛弧带之下南向折返至地表附近。此时热的麻粒岩相变质杂岩构造堆叠于含有大理岩的杂岩之上，诱发了后者中沉积大理岩的部分熔融，形成壳源碳酸岩。反过来，新生成的碳酸岩浆又有助于麻粒岩相杂岩进一步的南向折返。后者则从西至东包括一个北东向和两个北北东向的北（东）向楔入体，将出露地表附近的喜马拉雅变质杂岩北（东）向楔入于北部的冈底斯岛弧带之中。构造岩片北向推覆于含碳酸盐地层（如特提斯沉积杂岩）之上，可再次诱发下伏碳酸盐岩发生部分熔融，形成更年轻的壳源碳酸岩。系统的年代学工作表明，“南向挤出”发生于中新世晚期至上新世，而“北向楔入”则发生于上新世末至第四纪早期。代表性论文：刘焰等 2006 地质学报第80卷，第9期：1274-1284。

在喜马拉雅中段的卡达地区，在区域地质调查中充分运用了全岩Nd与锆石U-Pb同位素示踪方法，揭示出该区是以一近南北向的背形构造为主，核部为低喜马拉雅结晶杂岩，东、西两翼则为高喜马拉雅结晶杂岩。系统的年代学工作表明高喜马拉雅结晶杂岩在12-13 Ma时“南向挤出”至地表浅部。这充分说明我国境内也存在低喜马拉雅结晶杂岩。代表性文章：Liu et al., 2007a Journal of Geology vol. 115: 215-230。

(5) 青藏高原隆升机制的研究

由于青藏高原的隆升直接导致了大气环流的变化、东亚季风的最终成型，影响着包括中华民族在内的三十亿人口的生存与可持续发展，因此青藏高原的隆升机制与时限始终是地球科学研究的一个热点问题，前人从不同研究角度提出了众多的模型来解释高原的隆升，但这些模型无一详细论述厚地壳的物质组成与形成时限等问题。刘焰等从高喜马拉雅结晶杂岩的研究角度提出了：“变质岩相变是高原隆升的一个重要的力源，藏南高原的隆起始于渐新世，成型于中新世”。代表性论文：Liu et al., 2007b International Geology Review vol. 49: 861-872。

(6) 青藏高原前新生代演化过程的研究。

当前对青藏高原前新生代，尤其是晚古生代以来的演化过程不甚明了，例如，是否存在古老的高原？有没有古喜马拉雅山脉？人们认识不一，目前绝大多数有关青藏高原形成演化的理论总结（模型）回避讨论这些问题，这制约了对现今高原形成与演化过程的认识。开展了青藏高原前新生代演化过程的初步研究，提出：“二叠、三叠纪之交，在冈瓦纳大陆东北边缘发生了冷洋壳向冈瓦纳大陆之下俯冲，随后冈瓦纳大陆东北缘向外生长，然后，在中生代早期，冈瓦纳大陆东北部开始裂解，形成现今的拉萨地块”。代表性文章：Liu et al. 2009 Terra Nova vol. 21: 195-202. 刘鸿飞，刘焰2009岩石矿物学杂志，vol. 28: 199-214.

（7）岩石圈-大气圈相互作用研究的探索

100多年之前，人们就已经认识到“地球内部的构造运动控制着地球表面形貌及其演化，地球表面形貌大尺度的变化可以影响大气环流，反过来，大气圈的变化，主要通过风化、降雨等剥蚀地表的方式又可改造地球表面的形貌，进而有可能影响地球内部的构造活动”。100年过去了，在圈层相互作用研究的领域，人们还停留在非常粗略的定性描述与数据积累的阶段，这充分说明了该领域的研究具有极大的挑战性，但该项研究却对人类的生存与发展至关重要。

喜马拉雅山脉及其后陆的青藏高原被认为是印度板块与欧亚板块持续会聚的产物，其隆起是新生代时期地球发生的最重大事件之一，导致了亚洲季风的最终成型，深刻影响着包括中华民族在内的三十亿人口的生存环境。与此同时，亚洲季风所带来的丰沛降水，又强烈塑造着活跃的喜马拉雅山脉和青藏高原，因此很早就已发现喜马拉雅山脉和青藏高原是一个非常典型的探讨岩石圈与大气圈相互作用的天然实验室，然而，正如前所述，以喜马拉雅、青藏高原为研究对象探讨岩石圈与大气圈相互作用过程的研究尚处于起步阶段。

刘焰等人充分认识到岩石圈与大气圈相互作用过程研究的艰难，但仍选择喜马拉雅和藏南为研究基地，试图在这一高难度研究领域做一些探索性的工作，为此开展了数据准备、研究平台构建、研究技术与方法准备等等前期工作，再充分运用当代计算机技术与理论方法，在GIS平台上集成了不同来源、不同精度的降水量、裂变径迹、地表地质与当前最高精度的DEM等数据，以此为基础，初步开展了数据挖掘工作，发现“在喜马拉雅和藏南地区，年平均降水量大的区域，地表剥蚀作用较强，常产出变质杂岩，并且变质杂岩的变质程度与年平均降水量大致成正相关关系，而年平均降水量小的地区，地表剥蚀作用则较弱，地表则无高级变质杂岩的出露。即在喜马拉雅地区，长周期的地表剥蚀过程（可长达数个百万年时间尺度）和短周期（仅仅50年）的降水量观测是耦合的”。代表性论文：王猛，刘焰等2008地质科学第3期：603-622

代表性论文：

1, Liu Y., Liu H F., Theye T., Massonne H.-J. 2009 Evidence for oceanic subduction at the NE Gondwana margin during Permo-Triassic times. Terra Nova vol. 21: 195-202.

2, Liu Y., Yang Z., Wang M. 2007 History of zircon growth in a high-pressure granulite within the eastern Himalayan syntaxis, and tectonic implications. International Geology Review. vol. 49: 861-872.

3, Liu Y., Siebel W., Massonne H.-J. & Xiao X. 2007 Geochronological and petrological constraints for the tectonic evolution of the central Greater Himalayan Sequence in the Kharta area, southern Tibet. Journal of Geology vol. 115: 215-230.

4, Liu, Y., Berner, Z., Massonne, H-J., Zhong, D. 2006 Carbonatite-like dykes from the eastern Himalayan syntaxis: Geochemical, isotopic, and petrogenetic evidence for melting of metasedimentary carbonate rocks within the orogenic crust.Journal of Asian Earth Sciences vol. 26: 105-120.

5, Liu Y.,  Zhong D. 1997 Petrology of high-pressure granulites from the eastern Himalayan syntaxis. Journal of Metamorphic Geology vol. 14: 451-466.

6, 刘鸿飞，刘焰 2009旁那石榴蓝闪片岩特征及其构造意义。岩石矿物学杂志，vol. 28: 199-214.

7, 王猛，刘焰，何延波，魏东 2008喜马拉雅山脉的地质地貌特征：来自SRTM数字高程模型和降水量数据的约束。地质科学第3期：603-622。

8,  刘焰，王猛，王彦斌，魏东 2007 藏东南错那县麻玛沟角闪岩相石榴辉石岩成因研究。岩石矿物学杂志 第26卷 第4期：315-320。

9,  刘焰，Wolfgang Siebel，王猛 2006东喜马拉雅构造结陆内变形过程的研究。地质学报第80卷，第9期：1274-1284。

10,  刘焰，钟大赉，韩秀玲，张培善 2000 东喜马拉雅构造结发现的富碳硼镁钛石:硼镁钛石的新亚种。地质科学，第2期：245-250。

11,  刘焰，马哲生，韩秀伶等，1997西藏南迦巴瓦峰地区发现的星叶石。岩石矿物学杂志，vol.16: 337-340.