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李世文，副教授，博士生导师，吉林大学“唐敖庆青年学者”。2019年获吉林大学地球探测与信息技术专业的工学博士学位，2021年获吉林大学“鼎新学者博士后”资助，并于2023年留校任职。主要从事地磁感应测深法（Geomagnetic depth sounding / GDS）及大地电磁测深法（Magnetotelluric / MT）等电磁感应测深方法的技术开发与应用研究，重点对东北地区地壳、岩石圈及全球范围地幔转换带的三维电性结构进行探测，并将电性结构与多种地球物理方法的观测、地质学、火山学、岩石学、高温高压岩石物理实验等多学科知识交叉综合，对板内火山深部成因、地幔柱理论、地球内部物质（水、碳等）循环和地球演化等开展研究。目前，主持国家自然科学基金青年项目（2022），以项目骨干身份参加国家自然科学基金重点项目（2020）、面上项目（2021），国家重点研发项目（2023）等，累计负责科研经费超过300万；发表科研论文20多篇，其中以第一作者在Nature Communications、Geology、IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing、Science China: Earth Sciences、Geochemistry Geophysics Geosystems、中国科学、地球物理学报、地震地质等国内外重要地学期刊发表论文10多篇。
主要研究方向及内容：
地球内部物质和能量的循环深刻影响着地球的演化，因此由俯冲板块主导的向地球内部的传输以及由地幔柱主导的向地球表面的运输成为研究地球演化的重要目标。板块俯冲及地幔柱上升过程中会与周围地幔发生相互作用，尤其会在与地幔转换带的作用过程中形成可以为当前地球物理探测技术观测到的现象，如板块在地幔转换带的滞留与下沉、板块在转换带中的脱水作用、转换带对地幔柱的阻拦作用、超级地幔柱经过转换带后形成的次生地幔柱等，转换带性质的变化又与岩石圈厚度、板内火山的成因等密切相关。这些现象通常伴随着温度、含水量及熔融状态的变化，引起明显的电性变化。因此，李世文副教授的研究方向为借助地磁测深和大地电磁测深等地球物理方法，开展地幔尺度电性结构的探测，并揭示产生电性结构的地球动力学机制，为认识地球物质和能量的循环以及地球的构造演化等提供新的可靠手段。取得的主要创新性学术贡献具体如下：
（1）构建了完整的地磁测深研究框架，开发了稳健的数据处理技术，创新性的实现了针对高噪声数据的三维反演方法，提高了对地球深部电性结构的分辨能力。
地磁测深是基于电磁感应测深原理对地幔电性结构开展探测的重要手段。地磁测深的研究虽然在上世纪60年代已经开始，但目前国内对地磁测深方法的研究依然较少。因此，李世文副教授在国内率先对地磁测深进行了系统的研究，开发了稳健的地磁测深数据处理技术，先后实现了地磁测深的一维和三维正反演，并基于地磁测深得到的地幔电性结构开展了地球动力学分析，解决了关于地球构造演化的一些科学问题。基于地磁测深研究框架及数据处理和反演新方法的论文，发表在Geochemistry Geophysics Geosystems、Geophysical Journal International、《吉大学报地球科学版》、《地球物理学报》、《地震地质》、《地球物理学进展》等期刊。
（2）为解决东北地区板内火山的深部成因，开展大地电磁数据采集和反演，建立了东北地区完整的地壳和上地幔三维电性模型，揭示了东北地区众多火山“本是同根生”的特点。
李世文副教授基于课题组多年来采集的覆盖东北地区的大范围大地电磁观测数据，利用开发的最新三维反演技术，首次获得了东北地区完整的地壳、岩石圈及软流圈尺度三维电性结构，揭示了东北地区的新生代板内火山在地壳及岩石圈中具有不同的岩浆传输路径和存储位置，但在更深部均来源于上地幔深部的环状低阻异常，并与俯冲太平洋板块在地幔转换带中的脱水密切相关，具有“本是同根生”的特点。该研究成果Science China Earth Sciences。目前，该论文的模型及结论已被多个课题组的研究结果所证实，并被Geology、Geophysical Research Letters、Journal of Geophysical Research-Solid Earth、Science China Earth Sciences、Geochemistry Geophysics Geosystems、Geophysical Journal International等国内外主要地学期刊引用30次。基于此研究的后续工作，先后发表在Geology、Earth and Planetary Science Letters、Science China Earth Sciences等地学一流期刊。
（3）为揭示地球内部的水循环机制开展研究，构建了俯冲板块将水带入地幔转换带和下地幔的电性模型，深化了对水向地球内部传输机制的认识。
地球深部的水循环一直是地球科学研究的前沿。俯冲板块是将地表水输送到地球深部的主要载体。其中，俯冲带的热结构是控制俯冲板片能否将水输送到地球深部的关键因素。针对这一关键科学问题，李世文副教授利用北美地区长期的地磁观测数据，借助高分辨率的地磁测深三维反演技术，获得了该地区深部地幔的电导率图像。基于最新的高温高压岩石电导率实验结果，结合法拉隆板块的地震速度成像结果，确认在该地区地幔转换带和下地幔顶部发现的高导异常是由暖的法拉隆板片携带的水所致；并结合不同矿物的含水能力及稳定相，进一步确认上地幔深部致密含水镁硅酸盐和斯石英的接力式输水作用在板块将水带入下地幔和地幔转换带的过程中起到了关键作用。这是首次通过地幔的电性结构为地球内部水的传输机制提供了可靠证据。该研究内容发表于Geology，为全球水循环的性质的探索提供了重要线索。
（4）探索了西伯利亚大火成岩省的成因，在地幔转换带附近发现了西伯利亚超级地幔柱的痕迹，不仅证实了地幔柱构造理论，还推动了对地幔柱形成和演化的认识。
地幔柱在地球的演化过程中起到了关键作用，超大陆的裂解和大火成岩省的形成都与其密切相关。然而，作为地幔柱直接证据的地表古老大火成岩省多已经消失在地球漫长的演化历史中，使得对位置更加固定、存在时间更久的位于地球深部的地幔柱及其遗迹的探测具有着重要意义。李世文副教授利用西伯利亚地区长期的地磁场观测数据，获得了该地区转换带附近的电导率图像，通过岩石物理分析发现高导异常是由温度升高所引起，并有轻微的部分熔融物质存在；同时，高导异常体与核幔边界附近的地震波速度低速异常区及地表的西伯利亚大火成岩省在空间上密切相关，进一步证明了西伯利亚地区存在地幔柱。由地磁测深发现的高导异常为构建古老的西伯利亚地幔柱存在提供了关键的地球物理证据，为地幔柱理论的发展及地幔柱的演化提供了新的可靠手段。上述研究成果，发表于Nature Communications、IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，是少有的基于地球深部电性结构对地幔柱开展的重要研究。
已发表论文：
第一作者：
[1] Li, S., Li, Y., Zhang, Y., Zhou, Z., Guo, J., & Weng, A*. (2023). Remnant of the late Permian superplume that generated the Siberian Traps inferred from geomagnetic data. Nature Communications, 14(1), 1311.
[2] Li, S., Li, Y., Guo, J., Zhou, Z., & Weng, A*. (2023). A water transport system across the mantle transition zone beneath western North America as imaged by electrical conductivity data. Geology, 51(5), 505-509.
[3] Li, S., Li, Y., Guo, J., Hong, D., Wang, Z., & Weng, A*. (2023). Mantle Plume Reconstruction by Three-Dimensional Electromagnetic Induction. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 61, 2004017, 1-17.
[4] Li, S., Weng, A*., Li, J., Shan, X., Han, J., Tang, Y., ... & Wang, X. (2020). Deep origin of Cenozoic volcanoes in Northeast China revealed by 3-D electrical structure. Science China Earth Sciences, 63, 533-547.
[5] Li, S., Weng, A*., Zhang, Y., Schultz, A., Li, Y., Tang, Y., ... & Zhou, Z. (2020). Evidence of Bermuda hot and wet upwelling from novel three‐dimensional global mantle electrical conductivity image. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 21(6), e2020GC009016.
[6] Li, S., Liu, Y., Li J*. A mantle plume beneath South China revealed by electrical conductivity obtained from three-dimensional inversion of geomagnetic data. Sensors, 23(3):1249.
[7] Li, S*., Liu, Y. Wavelet-Based Three-Dimensional Inversion for Geomagnetic Depth Sounding. Magnetochemistry, 8(12):187.
[8] Li, S., Liu, Y*. Cold and wet mantle transition zone beneath the Mediterranean Sea revealed by the electrical image. Applied Sciences, 13(2):689.
[9] 李世文, 翁爱华, 李建平, 等. 三维电性结构揭示的中国东北地区新生代火山深部起源[J]. 中国科学: 地球科学, 2020, 50(4):15.
[10] 李世文, 翁爱华*, 张艳辉, 等. 全球地磁感应测深数据三维反演[J]. 地球物理学报, 2019, 62(5), 1908-1920.
[11] 李世文, 翁爱华, 李建平, 等. 浅部约束的地磁测深C-响应一维反演[J]. 地球物理学报, 2017, 60(3): 10.
[12] 李世文, 翁爱华, 唐裕, 等. 一维导电薄球层状模型的地磁测深C-响应计算[J]. 地震地质, 2018, 40(02): 337-348.
[13] 翁爱华, 李世文, 李建平, 等. 深部电磁感应研究进展[J]. 地球物理学进展, 2017, 32(4): 14.
[14] 李世文. 全球地幔转换带三维电性结构研究[D]. 吉林大学, 2019.
其它主要合作者论文：
[15] Li, Y., Weng, A*., Zhou, Z., Guo, J., Li, S., Ventura, G., & Xu, W. (2024). Crustal root shapes the plumbing system of a monogenetic volcanic field as revealed by magnetotelluric data. Earth and Planetary Science Letters, 626, 118523.
[16] Li, Y., Weng, A*., Xu, W., Zou, Z., Tang, Y., Zhou, Z., ... & Ventura, G. (2021). Translithospheric magma plumbing system of intraplate volcanoes as revealed by electrical resistivity imaging. Geology, 49(11), 1337-1342.
[17] Tang, Y., Weng, A*., Yang, Y., Li, S., Niu, J., Zhang, Y., ... & Li, J. (2021). Connection between earthquakes and deep fluids revealed by magnetotelluric imaging in Songyuan, China. Science China Earth Sciences, 64, 161-176.
[18] Zhang, Y., Weng, A*., Li, S., Yang, Y., Tang, Y., & Liu, Y. (2020). Electrical conductivity in the mantle transition zone beneath Eastern China derived from L 1-Norm C-responses. Geophysical Journal International, 221(2), 1110-1124.
[19] 张艳辉, 翁爱华, 李世文, 等. 基于全局光滑约束的地磁测深C-响应估计[J].地球物理学报, 2019, 62(05):1898-1907.
[20] 张艳辉, 李世文, 翁爱华, 等. 中国异构地磁数据C-响应估计[J]. 地震地质, 2019b, 41(04): 979-995.
[21] 李建平, 翁爱华, 李世文, 等. 基于球坐标系下有限差分的地磁测深三维正演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(02): 411-419.
[22] 李建平, 翁爱华, 李世文, 等. 海洋效应对中国沿海地磁观测影响——以广州台站为例[J]. 地球物理学报, 2018, 61(02): 649-658.
吉林大学 地球探测与信息技术 博士研究生毕业 博士学位
吉林大学 地球探测与信息技术 大学本科毕业 学士学位
中国自然资源航空物探遥感中心
