中国大地构造研究新思考介绍
胡经国
本文作者的话
中科院院士、中国地质科学院地质研究所研究员任纪舜先生于1996年7月在《地质评论》第42卷第4期发表了《关于中国大地构造研究之思考》一文。该文值得一读和分享，特介绍如下，供读者进一步了解和研究参考。
下面是正文
任纪舜先生在该文摘要中指出，从中国具体实际出发研究中国大地构造。在各学科深入工作的基础上，把握区域地质背景的全局进行高层次综合研究；板块构造范例的惊人成功在客观上产生了某种负面效应；以天地合一的地球动力观探索新的科学思路，更科学、更准确地解释中国大地构造，为大地构造学理论的新飞跃做出贡献。
任纪舜先生在该文中指出，从19世纪末到20世纪初德国学者李希霍芬（A.Richthofen，1882）和美国学者维理士（B.Willis，1907）等开始，地质学家对中国大地构造的研究已经有了100多年的历史。其间，中国学者对中国大地构造的研究已取得巨大的进展，为世界地球科学的发展做出了应有的贡献。
在临近世纪之交，为了更好地开展中国大地构造研究，更加深刻地认识中国及邻区以至亚洲大陆的组成、结构和动力学过程，在纪念《地质评论》创刊60周年之际，任纪舜院士提出了以下若干新的思考和想法和同行讨论。他衷心希望通过讨论逐步获得共识，以推动中国大地构造学更加健康地向前发展。
一、走自己的路
现在人们愈来愈深刻地认识到，地球的地壳－上地幔物质成分的分布是很不均一的，其构造是极不对称的。大西洋半球欧洲、北美等地的地质历史和地壳－上地幔结构与太平洋半球亚洲和北美西部等地是很不相同的。南半球诸陆（原属冈瓦纳大陆）与北半球诸陆（原属劳亚大陆）的地质历史和地壳－上地幔结构也是很不相同的。这就是说，它们是各具特色的，其间既有共性，又各有互不相同的个性。
由于现代地质科学和地球科学起源于欧洲和北美，因此，多少年来，一些人常习惯于把西方学者在欧、美发现的地质规律和结论直接移植于中国这块土地，但难免不遇到困难。早在1925年，翁文灏就痛切地指出：“欧洲学者往往以欧洲所得之结论强施于中国山脉……实际上中国地史与欧洲颇有不同。”然而，直到现在，这种把欧、美结论硬套于中国实际的现象依然存在。
任纪舜院士表示，我们赞成鲁迅倡导的“拿来主义”，但是这种“拿来”必须是“放出眼光，运用脑髓的选取”，而不是其他。历史的经验告诉我们，研究中国地质、研究中国大地构造，必须根据中国实际，审视和运用西方传播过来的地学理论和方法。只有如此，才能真正做出有价值的贡献。翁文灏这样做了，提出中生代构造运动（燕山运动）是中国东部最重要的地壳运动，开辟了中国地质研究的新时代；李四光这样做了，写出了《中国地质学》，创立了地质力学的理论和方法；黄汲清这样做了，写出了亚洲大地构造划时代的著作《中国主要地质构造单位》，奠定了中国大地构造研究的基础。
二、多学科高层次综合研究
自60年代板块构造说兴起以来，传统的地质科学已步入地球系统的综合学科。地质、地球物理、地球化学多学科交叉、渗透，天、地、生综合研究日益成为人们认识地球、特别是研究大地构造的必由之路。
各学科从不同角度研究固体地球最上层——地壳－上地幔顶部构造，极大地推动了大地构造学的发展，也促进了各学科自身的发展。但由于各学科都有其特定的研究对象、研究途径和研究方法，故其研究结果往往只能反映客观事物的一个侧面。因此，在大地构造研究中，单学科的研究可以提供重要信息，但一般并不能获得一个全面、完整、正确地认识。如古地磁学研究已经成为当今研究板块运动的重要手段之一，但单纯的古地磁研究如果不与地质研究相结合，则会步入误区。80年代，一位美国学者在讨论中国大地构造时，依据古地磁数据，认为直到三叠纪，华南与华北地块之间还存在大洋盆地，而且这一思想至今还深刻影响着我国的部分学者。但这种认识显然不符合我们已经观察到的客观事实。秦岭地区，特别是东秦岭和大别山，至少从志留纪、泥盆纪开始已经不存在深海大洋。因此，在湖南、江苏、宁夏等地都发现了同样的泥盆纪鱼化石。
另一方面，随着多学科交叉、渗透，现代各种高科技方法、手段已经广泛用于大地构造学领域。与此同时，却又出现了忽视野外调查、忽视区域总体地质背景研究的倾向。而且，这似乎是一个世界性问题，曾经引起有识之士的关注。任院士说，记得26届国际地质大会时，当时的国际地科联主席杜伦佩（R.Trumpy，1980）曾向地学界提醒过这一点。在90年代初，美国大陆动力学计划亦把野外实验室作为其“实施计划”的首要内容。地球科学最重要的基地和实验室是广阔的大自然。野外地质调查、区域地质填图始终是地质科学的基础，这一点对大地构造研究尤为重要。因此，在运用多学科方法研究大地构造时，必须在分学科深入工作的基础上，进行高水平的综合研究，必须强调野外地质调查，以地质研究为基础，把握住区域地质背景全局。否则，将可能使研究工作误入另一歧途，得不出符合客观实际的科学结论。
三、探索大地构造研究的新思路
任纪舜院士指出，在地质科学史上，曾多次有过水成论与火成论、均变论与灾变论、固定论与活动论之争，而在每次论战中无不出现令人深思的“一边倒”现象。这种认识上的“一边倒”，是否反映了地学界思维上的幼稚和哲学上的贫困。在物理学界，爱因斯坦的相对论是一划时代的理论，但聪明的物理学家们并不因为相对论的出现，用爱因斯坦把牛顿否定，而是在新认识的基础上，更加科学地限定了牛顿力学的应用范围。在地球科学研究中，似乎更加需要慎重处理继承与发展的关系，正确与错误的界线，不能以新和旧的范畴来代替或混淆正确与错误的范畴，更不能赶潮流。
板块构造范例的惊人成功，使人们在认识上有了一次前所未有的飞跃，但这一成功的本身似乎又在客观上产生了某些负效应，认识上的一边倒限制了人们科学思想的扩展和深化。板块构造说作为一种假说或理论，在其发展长河中还需要探索、检验、修正和补充。板块学说的思维方法是均变论思想，但大量事实证明，事物发展、演化过程中的突变、飞跃或灾变是至关重要的，事物确是旋回式（或螺旋式）、阶段性向前发展、演化的，既有渐进式量变，更有飞跃式质变。因此，我们必须用渐变（均变）与突变（质变）相结合的演化论或旋回论思想去代替均变论思想。板块说认为，“由地幔对流驱动岩石圈板块在全球范围内的水平运动主宰着地球表面的运动”。而现在人们愈来愈认识到地球个层圈之间的相互作用，是改变地球表面运动的重要因素。在研究地球的物质运动、能量转化时，必须辩证而全面地分析水平与垂向的物质运动规律，才能正确地把握大地构造运动的全貌。再如，在板块说看来，“现在人们对大洋盆地的历史和演化的了解比大陆还多”，“大陆物质的密度使其难以再循环进入地幔，……因而停留在地表并被推挤、聚集成一个复杂的拼贴构造”。但实际上，人们目前了解的仅仅是大洋的表层。钻入大洋深部的钻孔微乎其微。大洋中残留陆块的不断发现，促使我们在大地构造研究中，不仅要寻找已经消失的海洋，还要寻找消失了的大陆，促使我们用壳幔转化、洋陆转化的转化论思想代替现行的大陆永远“只停留在地表”的固定不变论思想。总之，新的资料和新的发现呼吁我们必须用新的科学思想去创造超越板块构造的新假说、新理论。这就是“后浪推前浪”的辩证科学史观。
四、天地合一的地球动力观
现今大地构造学已进入从现象到本质的探求阶段。动力学研究就是这一带有根本性的问题，引起了人们广泛的注意，已成为研究的前沿之一。美国人认为，“大洋理论方面的知识已经成熟”，把重点放在研究大陆，提出了《大陆动力学计划》；日本人则从更高层次上，实施了地球的多层圈研究计划。
任纪舜院士认为，在地球动力学研究中，既不能孤立地看待大陆，也不能孤立地看待大洋。而必须把二者结合起来，必须从地球的整体着眼，用天地合一的大系统和统一的地球动力观进行研究。这就是说，要用地球系统科学的观点，把地球作为一个整体，作为天体的一员，放在宇宙空间中，研究地球上的一些大型构造，如大陆、大洋、盆地、山脉、大陆台地、大陆造山带、大陆裂谷带、大洋裂谷带、岛弧、海沟、大型走滑断层和转换断层等的形成、演化和动力学过程。不仅要研究水平方向的物质运动及其转化，而且要研究垂向（地球个层圈向）的物质运动及其转化；不仅要研究地球本身的各种因素，而且要研究宇宙因素的作用和影响。很显然，这只有通过多学科专家的共同努力，集体协同才能完成。
现今之地球，大西洋半球或称0°半球，即以0°经线为中线的半球，普遍处于扩张、膨胀状态，出现东非裂谷带，大西洋、印度洋及其被动边缘。太平洋半球或称180°半球，即以180°经线为中线的半球，则处于收缩、挤压状态，出现环太平洋主动边缘——贝尼奥夫带、岛弧、大陆边缘火山带等。因此，太平洋板块的俯冲消减作用应是0°半球与180°半球共同作用的结果。不能认为仅仅是太平洋板块的俯冲，而应说两半球在其接触带——环太平洋贝尼奥夫带上相互作用的结果，大陆块在逆冲，大洋底在下插。
地球处在不断的发展、演化中，因此不同构造旋回和构造阶段的全球构造格局和动力学体系是互不相同的。以中国邻区为例，古生代阶段，主要受古亚洲洋动力学体系的控制；中、新生代阶段，主要受特提斯和古太平洋动力学体系的控制；现今的构造，则主要受太平洋和印度洋动力学体系的控制。因此，用天地合一的地球动力观历史地研究地球动力学，研究地球动力演化史，将是未来大地构造学的基本任务。
五、21世纪将是中国学者大有作为的世纪
任纪舜院士强调指出，未来的世纪将是人才和智力竞争的时代。科学研究是世界性的，贵在创新。在基础研究的国际竞争中只有金牌的位置。在国际地学界，在大地构造研究领域，我们的位置现在何处？又将在何处？
综观我国数十年的发展，到目前为止，我们已为我国地质科学的大飞跃积累了丰富的资料，准备了充分的条件。我们已经完成了全国范围的地质填图、重力调查和航空磁测以及若干条人工地震剖面和大地电磁侧深剖面，采集和测试了大量科学数据，为各学科、特别是大地构造研究打下了良好的基础。一系列科学著作，特别是10条全球地球科学剖面（GGT）的出版，受到国际地学界的高度评价；我国在青藏高原、大别山等地已经进行大规模国际合作；我国学者领导的IGCP283、321、359等项国际合作项目已获成果。所有这一切无不标志着我国学者正在大步走向世界。
大地构造学是一门高度综合性的学科。其发展一方面有赖于整个地球科学的发展和技术手段的进步；另一方面更有赖于观念的更新和科学思维的飞跃。地质学家对地质现象的观察、认识，是从个别地区、个别情况开始，然后扩展到认识一般性和全球性规律。欧美由于比别的地区先步入现代科学时代，因此那里的地球科学水平总体说来处于世界领先地位。但是，事物是变化的，“三十年河东，三十年河西”的事层出不穷。欧洲、北美毕竟只占全球表面的一部分。从那里获得的认识并不是完全的，更不能说都是正确的。我们相信，随着人们对南半球和太平洋半球地壳－上地幔认识的不断深入，对地球深部状况的进一步研究，对宇宙天体运动与地球物质运动之间关系的更多了解，大地构造学研究在21世纪必将进入一个崭新的阶段。中国所在的亚洲在太平洋半球占有特殊重要的地位。在地质历史上，构造格局和动力体制几经变迁。这里有举世无双的青藏高原、发育良好的边缘海盆、独具特色的盆、山体系，为孕育新的大地构造理论提供了优厚的天时、地利条件。因此，21世纪将是中国学者大有作为的世纪。
链接：GGT
GGT（GlobalGeoscienceTransects，全球地球科学剖面），是当今世界岩石圈计划的重要组成部分，也是深化岩石圈研究的科学前沿。在板块构造和地体概念的指导下，依据地球物理、地球化学和地质构造资料相结合的原则进行综合编图。中国有11条GGT剖面。从全球构造出发，世界上的几条典型GGT剖面为：北美胡安德富卡－阿尔伯塔（JuandeFucaAlberta）平原大陆－大洋的GGT剖面（简称B-2剖面），欧洲地学断面计划（EGT）的挪威北角－阿尔卑斯－地中海－南突尼斯剖面，中国地学断面计划GGT中的亚东－格尔木剖面。
链接：IGCP
IGCP（InternationalGeoscienceProgramme，国际地学计划），是联合国教科文组织（UNESCO）的五大科学计划之一，也是联合国系统（theUnitedNationsSystem）唯一的国际地学计划。该计划由UNESCO和国际地质科学联合会（I-UGS）于1972年共同发起，并于1974年正式实施。
2018年1月17日编写于重庆
3
|
|
