导师信息
博士生导师
硕士生导师
 
 
 
地址:青岛市市南区南海路7号
 
电话:0532-82898650

传真:0532-82898654

邮政编码:266071 

电子邮件:yjsb@ms.qdio.ac.cn
  

 牛耀龄,男,1959年生,博士,中组部千人计划特聘教授、研究员,博导,1982年兰州大学获地质学理学学士学位;1988年美国阿拉巴马(Alabama)大学获经济地质学理学硕士学位;1992年获夏威夷大学地质与地球物理理学博士学位。1982-1985年在兰州大学地质系任助教,1993-2000年任澳大利亚Queensland大学岩石学、地球化学与矿床地质学讲师/高级讲师(终身教职)2001-2002在年英国Cardiff大学任英国国家自然环境研究基金会高级研究员,2003-2004年任美国Houston大学副教授,2004年至今任英国Durham大学终身教授,200812月任兰州大学特聘教授,20107月聘任为兰州大学国家千人计划特聘教授,20134月聘任为中国科学院海洋研究所国家千人计划特聘研究员。其中1986-1987年在美国Alabama大学做研究生研究助理,1988年在美国Northwestern大学做研究生研究助理,1989-1992年在美国Hawaii大学做研究生研究助理,19925-19928月在美国Hawaii大学做博士后,19929-19938月在美国Columbia大学做博士后。2002年获得中国国家自然科学基金海外杰出青年基金,2006年入选美国地质学会会士(Fellow),2008年入选英国地质学会会士(Fellow);曾任国际地球化学学会(Geochemical Society) 常务理事、国际地科联固体地球组成和演化委员会(IGUS-SECE)主席及相关学术机构组织成员。美国地球物理学会、地球化学学会、国家地理学会、欧洲地科联、美国地质学会(Fellow、英国地质学会会员(Fellow)、英国皇家化学学会会员,英国国家自然环境基金委员会评审团专家组成员,兼任《科学通报》执行副主编、《Lithos》、《Journal of Asian Earth Sciences》、《地学前缘》、《高校地质学报》和《Central European Journal of Geosciences》等期刊编委会委员,《Journal of Petrology》特刊(20042011)编辑, Lithos》特刊(2007, 2009) 编辑。

 

科学研究:长期致力于(1)岩浆作用、变质作用及成矿过程,(2)常量元素、微量元素、同位素地球化学及同位素年代学,(3)地幔岩岩石学及地球化学,(4)岩浆的起源与演化及全球大地构造,(5)俯冲带岩浆作用、变质作用及板块构造的成因,(6)洋壳和陆壳的成因与增生,(7)壳幔循环/对流及地球化学动力学,(8)大洋及大陆岩石圈的成因与演化等领域的基础科学研究,在Nature ScienceEarth and Planetary Science LettersGeochimica et Cosmochimica ActaJournal of PetrologyJournal of Geophysical ResearchGeology等刊物上发表论文130多篇,SCI收录120余篇,SCI被引4600多次H-index: 41。在上述领域取得的研究成果和学术认识得到国内和国际地质科学界的广泛认同。如发表于《Journal of Petrology》的论文―Global correlations of ocean ridge basalt chemistry with axial depth: A new perspective 被选为自1833至今地球科学基石经典百篇论文之一。

 

联系方式:yaoling.niu@qdio.ac.cn

 

发表论文:详见http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/Publications.htm

引用情况,(1Researcher IDSCI):http://www.researcherid.com/rid/A-5448-2008 2Google Scholarhttp://scholar.google.co.uk/citations?hl=en&user=UcjfkSMAAAAJ

 

主要科学贡献:详见http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/highlights.htm

 

15代表性论文:

1.      Niu, Y.L., & R. Batiza, 1991. An empirical method for calculating melt compositions produced beneath mid-ocean ridges: Application for axis and off-axis (seamounts) melting, Journal of Geophysical Research, 96, 21,753-21,777.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/1991Niu&BatizaJGR.pdf

[当时全球大洋中脊玄武岩(MORB)的研究已有20多年的历史,但均以定性描述和半定量讨论为主。用主量元素讨论岩浆起源条件仅有半定量的两例。本文以已有实验岩石学为基础,首次是建立了由Kd理论来计算洋脊下由减压熔融产生的原始岩浆主量元素组成的模型,并可用实测MORB组成计算原始岩浆起源的深度和部分熔融程度,从而模拟洋中脊软流圈地幔温度随时间和空间的变化。这是全球MORB研究史上的一次飞跃。]

2.      Niu, Y.L., G. Waggoner, J.M. Sinton & J.J. Mahoney, 1996. Mantle source heterogeneity and melting processes beneath seafloor spreading centers: The East Pacific Rise 18° - 19°S, Journal of Geophysical Research, 101, 27,711-27,733.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/1996NiuEtALJGR.pdf

[定量揭示了MORB主量元素、微量元素及放射性同位素的相关关系起源于地幔源区物质不均一性,表现在地球化学图解上为混合关系。局部洋脊区微量元素和同位素的不相关性(即脱耦)反映近期地幔交代作用引起不相容元素富集所致(即,没有足够的蜕变时间产生放射性成因子元素同位素)。这一发现和定量解释在地幔岩地球化学研究上具有里程碑的意义。]

3.      Niu, Y.L., 1997. Mantle melting and melt extraction processes beneath ocean ridges: Evidence from abyssal peridotites, Journal of Petrology, 38, 1047-1074.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/1997NiuJPet.pdf

[证明了深海橄榄岩并非MORB地幔熔融的简单残余(传统观念),而是由新近(后期)MORB岩浆上升经过地幔顶部冷的热边界层时橄榄石晶出叠加的结果。本文直接由观察获得了地幔岩在尖晶石相发生减压熔融时多元变压相平衡方程:a Cpx + b Opx + c Spl = d Ol + 1.000 Melt (这里系数 b > a,而非等压实验所获得的 a > b)。]

4.      Niu, Y.L. & R. Hékinian, 1997. Spreading rate dependence of the extent of mantle melting beneath ocean ridges, Nature, 385, 326-329.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/1997Niu&HekinianNature.pdf

[论证了全球MORB化学组成的变化与洋脊扩张速率有关,即,分熔程度(洋壳厚度)随洋脊扩张速率增长而增长(增厚),并非全球均一(传统观念)。]

5.      Niu, Y.L., & R. Batiza, 1997. Trace element evidence from seamounts for recycled oceanic crust in the eastern equatorial Pacific mantle, Earth and Planetary Science Letters, 148, 471-484.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/1997Niu&BatizaEPSL.pdf

 [国际上ICP-MS分析技术在地球化学方面应用的最早期开发者之一,首次获得了洋底玄武岩(以近洋脊海山样品为主)系统的、高质量的微量元素数据,从而提供了对地幔源区不均一性和熔融动力学规模的约束。揭示了洋脊/海山幔源不均一性难以置信的幅度,如碱性玄武岩和全球最亏损的MORB可共存于同一近洋脊海山。同时首次揭示与传统观念相悖的现象(即,Zr/Hf ~ 36.3 Nb/Ta ~ 17.6为近似球粒陨石的常数),这两对元素比Zr/Hf20-50)和Nb/Ta (9-18) 变化很大且彼此相关, 且与La/Sm等元素比相关,从而提出对化学性质相同/相近的元素对,质量低的元素(如Zr, Nb)比质量数高的元素(如Hf, Ta)更不相容的概念,指示扩散作用或其他与质量有关的分异作用在地幔条件下十分重要。这对研究地球的化学分异过程和历史具有深远的意义。]

6.      Niu, Y.L., M. Regelous, J. I. Wendt, R. Batiza & M. J. O’Hara, 2002. Geochemistry of near-EPR seamounts: Importance of source vs. process and the origin of enriched mantle component, Earth and Planetary Science Letters, 199, 327-345.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2002NiuEtAlEPSL.pdf

 [论证MORB Zr/HfNb/Ta ( [5]) 也与Sr, Nd, Pb等同位素比值相关,指示地幔源区富集组分有高Nb/Ta和高Zr/Hf的特征,为研究地幔物质不均一性的成因提供了全新的思路。首次明确指出,与传统观念相悖,再循环的古洋壳不相容元素太亏损,不可能是洋岛玄武岩(OIB)和富集型MORB的富集组分]

7.      Niu, Y.L. & M.J. O’Hara, 2003. The origin of ocean island basalts (OIB): A new perspective from petrology, geochemistry and mineral physics considerations, Journal of Geophysical Research, 108, 19pp (pages ECV 5-1 to 5-19) doi: 10.1029/2002JB002048.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2003Niu&O'HaraJGR.pdf

[用岩石学、元素地球化学、同位素地球化学、矿物物理学的基本概念以及全球OIB实测数据,指出有关OIB成因传统观念的许多弊病,证OIB不可能源于古俯冲洋壳,而是来源于大洋岩石圈增生过程中被交代的大洋岩石圈深部再循环的物质(即,交代地幔橄榄岩),并对地幔交代作用发生的时间、时限、部位、原因、条件进行了确切论证。]

8.      Niu, Y.L., M.J. O’Hara & J. A. Pearce, 2003. Initiation of Subduction Zones as a Consequence of Lateral Compositional Buoyancy Contrast within the Lithosphere: A Petrologic Perspective, Journal of Petrology, 44, 851-866.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2003NiuEtAlJPet.pdf

[提出了岩石圈内因成分不均一而产生的侧向浮力差异导致脆弱带的形成,从而为俯冲带的起源提供了构造环境和动力机制,使板块构造成为可能的观点。这一模型解释了:(1)俯冲带的起源;(2)沿夏威夷-皇帝海岭的热点轨迹在43Ma发生拐折的原因;(3)玻安岩的成因以及为什么保存在造山带的蛇绿岩以岛弧岩组合为主(典型洋脊形成的蛇绿岩很少);以及(4)为什么陆壳具有弧型地球化学标志等多个全球构造的基本问题。]

9.      Niu, Y.L., 2004. Bulk-rock major and trace element compositions of abyssal peridotites: Implications for mantle melting melt extraction and post-melting processes beneath ocean ridges, Journal of Petrology, 45, 2423-2458.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2004NiuJPet.pdf

[用自己改良的ICP-MS分析技术,首次提供了高质量的全球深海橄榄岩微量元素数据。这些数据表明(1)洋脊下上升熔体经过浅部早期地幔残余时要发生反应,(2)这种反应在化学上是惰性的而不是活性的,(3)即使在洋脊下浅部的地方,空隙流(porous flow)都是很重要的。所有这些,都与现在流行的观点相悖。这些数据还显示:(1)除了明显的MgO亏损外(洋底风化的结果),在蛇纹石化和洋底风化过程中,大多数元素并非象广泛认为的那样易于迁移;(2)易迁移的元素RbCsUKNaSr,加上MgO均是洋底风化作用的结果,而不是蛇纹石化的结果;(3)全岩MgO与重稀土元素行为之间很好的对应关系与熔融亏损程度变化相一致,即可能是近期洋脊下熔融导致,更有可能是继承了幔源物质的历史记录;4)富集的轻稀土元素以及他们与高场能元素(如NbTaHf)之间的明显的对应关系记录了熔融后的重新富集,且这种富集是岩浆作用 (即,岩浆和早期残余的惰性反映);(5ZrHfNbTaNb/Ta ~ 0.8 – 200; Zr/Hf ~ 300,RNb/Ta-Zr/Hf = 0.698 > 99.9%置信度上有意义)在丰度和比值上难以预料的相关关系,能够满足更好和更严谨的理解Nb-TaZr-Hf分馏作用。这些前所未有的观察有助于建立地球甚至太阳系的化学分异和演变的模式。]

 

10.  Niu, Y.L. & R. Hékinian, 2004. Ridge suction drives plume-ridge interactions (Chapter 9), in Oceanic Hotspots, edited by R. Hékinian & P. Stoffers, pp. 257-279., Springer-Verlag, New York, USA (ISBN: 3-540-40859-2)

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2004Niu&Hekinian-OH.pdf

[创新性地提出了软流圈地幔流动以压力差为主要驱动力;全球洋中脊下低速带是整个软流圈压力最低的区域,其次为俯冲板片之上地幔楔的部位,其吸引力(即,洋脊吸引力地幔楔吸引力)诱导并促使了上地幔对流及一系列构造和岩浆活动。论证了所谓的地幔柱-洋脊相互作用主要是地幔柱物质被洋中脊吸引而引起差异减压分融的结果。这一基于简单的物理原理的结论,与岩石学、地球化学和地球物理的观察资料非常一致,但与文献中许多流行的复杂数字模型相悖。本文强调上地幔软流圈流动与其上覆的海洋岩石圈板块必然是解耦的,并且其解耦程度随着扩张速率的增长而增长。]

 

11.  Niu, Y.L., 2005. Generation and evolution of basaltic magmas: Some basic concepts and a hypothesis for the origin of the Mesozoic-Cenozoic volcanism in eastern China, Geological Journal of China Universities, 11, 9-46. (《高校地质学报》,南京大学主办)

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2005NiuGXDZH.pdf (2nd part)

[论证了板块构造不仅能解释板块边界地质现象,也可解释板内构造及岩浆活动。如中国东部岩石圈减薄及中-新生代火山作用是板块构造的一个特殊结果,其成因上与广泛接受的地幔柱无关,在中国东部下面不存在地幔柱。中国东部中生代以来的岩浆活动,尤其是其岩石圈减薄与岩石圈底部加水弱化有关,即水(更确切地讲是含水熔体)改变了岩石圈的性质,变为软流圈,而实现岩石圈减薄。其水来源于位于中国东部地幔过渡带,古俯冲太平洋板块的脱水。]

12.  Niu, Y.L., 2008. The origin of alkaline lavas, Science, 320, 883-884.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2008Niu-SciencePerspective.pdf

[在评述新近地幔交代作用实验结果的同时,精炼明确地出,全球范围内大洋岩石圈底部和低速带(LVZ)界面是低熔(Low-F)熔体交代作用的理想场所,大洋岩石圈70百万年增生的历史是岩石圈底部交代作用的历史。因此,成熟大洋岩石圈深部部分是挥发分和不相容元素富集的重要富集型地幔储库,其在板块构造的再循环过程中会是OIB源区最理想的富集组分。]

13.  Niu, Y.L. & M.J. O’Hara, 2008. Global correlations of ocean ridge basalt chemistry with axial depth: A new perspective, Journal of Petrology, 49, 633-664.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2008Niu&O'Hara-JPetrology.pdf

[注:本文被选为自1833至今地球科学基石经典百篇论文之一 (其他论文作者包括地质学史中的大师,如莱伊尔、达尔文、哈顿、魏格纳、Holmes Hess,以及海底扩张,板块构造的奠基者等) http://www.mantleplumes.org/Foundations.html. 该文自20084月发表以来,至今已下载30000次。

[用全球MORB数据展示,在全球范围内MORB主要元素组成的变化及其与洋脊水深的关联性受控于地幔物质组成的差异,而非地幔温度差异 (>200K;传统观念) 。虽然大洋中脊的成因相对较浅,但其运作即受控于深部过程又受控于浅部板块运动速度的变化。用地幔物质组成的变化来解释大洋中脊水深的变化要求较深的地幔均衡深度,有可能在地幔过渡带。]

14.  Niu, Y.L. & M.J. O’Hara, 2009. MORB mantle hosts the missing Eu (Sr, Nb, Ta and Ti) in the continental crust: New perspectives on crustal growth, crust-mantle differentiation and chemical structure of oceanic upper mantle, Lithos, 112, 1-17.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2009Niu&O'Hara-Lithos.pdf

[展示MORB幔源具有过剩”Eu Sr,这可解释为什么大陆地壳这两个元素亏损。这一现象和MORB幔源富集Nb 相对于 Th, Ta (相对于UTi相对于Sm),而大陆地壳则相反的补偿关系对应。从这些全球性地球化学特征出发,结合Mo等(Chemical Geology, 2008)在藏南林子宗同碰撞火山岩的特征,提出了一个具有与传统观念挑战的重要假说: 大陆碰撞区,而不是大洋俯冲带区,是大陆地壳增生的主要场所。传统的岛弧陆壳增长模型有许多致命弱点,而这些弱点均可为大陆碰撞带模型克服 (见表2)。本文还论证,全球洋脊玄武岩(MORB)源区亏损地幔并非整个上地幔 (传统观点) ,而是上地幔低速带深部物质因地幔对流/熔融分异萃取的残余。这对理解MORB地幔的成因,低速带的成因,大洋岩石圈的增生、OIB的成因等提出了全新的解释, 并对地幔地球动力学的研究提供了全新的思路。]

15.  Niu, Y.L., M. Wilson, E.R. Humphreys & M.J. O’Hara, 2011, The origin of intra-plate ocean island basalts (OIB): The lid effect and its geodynamic implications, Journal of Petrology, 52, 1443-1468.

Link: http://www.dur.ac.uk/yaoling.niu/MyReprints-pdf/2011NiuEtAl-JPetrology.pdf

[展示控制全球洋岛玄武岩(OIB)组成的最主要因素是大洋岩石圈厚度的变化。地幔潜在温度的变化和园区物质不均一定变化肯定影响OIB组成的变化,但其效果远远小于岩石圈厚度的变化。首次证明这种该层效应的全球性和普遍性。岩石圈盖层的厚度决定了减压熔融的最浅深度,减压熔融区间,从而决定了OIB组成携带的部分熔融程度和压力的信息。全球玄武岩中橄榄石斑晶微量元素特征(如,Ni, Cr, Mn等)同样是盖层效应的结果,并不是广泛接受的再循环洋壳在源区的贡献。有效展示了全球岩石圈-软流圈地幔边界(LAB)既代表等温线又与~ 1100°C等温线一直,这证实LAB的性质是一个简单的岩石学问题,而非广泛认为的小规模地幔对流所致。亦即,受控于含水韭闪石的稳定性:T£1100°P£ 3GPa,韭闪石稳定(含韭闪石橄榄岩) = 岩石圈,T>1100°P > 3GPa,韭闪石不稳定(橄榄岩+含水熔体) = 软流圈。这是一个具有颠覆性和革命性的发展。]