从地槽—地台说、板块构造说到地球系统多圈层构造观

从19世纪中叶开始,大地构造理论经历了从地槽—地台说到板块构造说的发展过程。目前,板块构造说虽然仍在盛行,但一个新的大地构造理论——地球系统多圈层构造观(简称多圈层构造观)已在形成中。地槽—地台说,19世纪中叶提出,盛行于20世纪上半叶,是地质学家从理论上研究地壳构造及其演化的开始。地槽—地台说使用的方法是传统的地质学方法;研究领域是大陆地壳,褶皱带(造山带)和克拉通是其研究的核心内容。地槽—地台说大大推动了地质科学的发展,并为地球科学的进一步发展,奠定了良好的基础。板块构造说,起始于20世纪60年代。板块构造使用的方法,除地质学外,加上了地球物理学和地球化学等现代科学和技术手段;研究领域是全球大陆和海洋的岩石圈。板块构造说使大地构造学的研究范围从地球表层扩展到地球内部,从大陆扩展到海洋,极大地推动了地球科学向更高的层次发展。目前,板块构造说虽然仍在盛行,但是不足和缺陷已日益显露出来。地球系统多圈层构造观,孕育于20世纪80年代晚期,目前正在发展中。地球系统多圈层构造观使用的方法更现代化,包括地质学、地球物理学、地球化学以及一切探测地球深部和外层空间的方法、手段;研究领域,已不仅仅是地球表层的地壳或岩石圈,而是地球整体,地球各圈层的相互作用。我们相信,21世纪必将是地球系统多圈层构造观不断发展、不断完善的时代。中国及邻区中、新生代构造演化是全球研究多圈层构造的最理想的切入点之一。我们期待中国地学工作者在新一轮大地构造理论创新中发挥应有的作用。     

读《中国主要地质构造单位》：中国大地构造的经典著作——纪念黄汲清先生诞辰100周年

《中国主要地质构造单位》是黄汲清先生经过长期大量野外调查之后，总结中国及邻区地质资料撰写的一部中国大地构造的系统著作。该书以其精美的图件和精练的文字，描绘了东亚大陆的基本构造单元的时空展布、构造样式和相互关系，强调东亚中、新生代基底褶皱作用，分出古亚洲、太平洋和特提斯一喜马拉雅三种构造型式，用活动论思想阐述了它们的发展、演化过程，提出多旋回造山运动是中国大地构造的特征的著名论断，被公认是中国大地构造的经典著作，一部划时代的著作。黄汲清先生是受辛亥革命和“五四”运动洗礼，学贯中西的杰出地质学家，他是站在巨人肩膀上完成这一划时代巨著的。严格、认真、一丝不苟是他做学问的灵魂；从实际出发、求真务实是他的科学风格。这也正是《中国主要地质构造单位》之所以能成为经典著作，为学术界推崇的根本原因。黄汲清先生的学术思想是民主的、开放的、与时俱进的。20世纪50～60年代，他运用辩证法，结合深断裂，发展了多旋回思想；70～80年代，他结合板块构造，进一步发展了自己的学术思想；80年代后期，他又支持他的学生用地球系统科学思想，从全球整体上研究中国大地构造，出版新一代大地构造图。他认为中国是全球大地构造研究的沃土，中国人应该为地质学的发展作出贡献!     

自然灾害综合研究的启蒙与地质力学

李四光从20年代开始,将有成生联系的构造形迹作为一个整体,进行归纳、分析、综合,提出了构造体系的观念,进而于40年代形成了地质力学新学科,推动了构造地质学、大地构造学和地球动力学的发展。      

后记

为了迎接21世纪的到来,2000年11月15日—19日在北京昌平富豪宾馆召开了“中国构造地质学发展的回顾与展望学术讨论会”。这次会议是由中国地质学会构造地质专业委员会会同国家自然科学基金委员会、中国地质调查局、中国地质学会前寒武纪地质专业委员会、中国地球物理学会大陆动力学委员会和石油大学联合发起,构造地质专业委员会主持,石油大学具体筹办召开的。近80名来自全国各地学部门、大专院校和科研单位的学者参加了会议。 20世纪二、三十年代,在辛亥革命和“五四”精神的感召下,在章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等杰出学者的领导下,我国构造地质学开创之初,就坚持从     

中国现代地质学的奠基人李四光——[地质力学]读书笔记

李四光先生是中国地质学的奠基人之一,创建了以力学为基础的现代地质学以区别传统地质学,地质学研究从而从定性走向了半定量-定量化。学术观点是见仁见智,强调百花齐放,但是李四光先生以力学为基础提出问题、分析问题和解决问题的方法和思路具有普适性,开拓了后人的眼光,潜移默化地影响到后来的板块构造和大陆构造研究。重要的是,尽管他为地质添加了丰富的现代科学因素,但是他仍和传统地质学一样强调地质学基本功的培养,野外观察和实践能力的提高,多学科的交叉以及第一手资料的积累,这些传统和能力在今天显得尤其难能可贵。      

地质力学基础知识讲座 第一讲 绪论

一地质力学的性质、任务及其研究方法“地质力学”是我国卓越的科学家、科技战线一面又红又专的旗帜——李四光同志创立的。它是在我国辽阔的国土上成长起来的一门自成系统的介于地质学与物理学之间的边缘学科。它是构造地质学与动力地质学之间的桥梁。它是根据力学的原理与方法,按照一定的逻辑步骤,研究地壳构造和地壳运动规律的一门科学。李四光同志说:“它的一条腿站在地质学方面,另一条腿站在力学方面。”这句话通俗形象地说明了这门学科的性质。它的出现,动摇了地质科学的某些传统观念,促使地质科学向新的阶段发展。     

20世纪后半叶构造地质学的进展

本文简述了20世纪构造地质学的发展历史，以上世纪100年构造地质学论文占地质学论文的比重变化，讨论构造地质学在整个地质科学体系中的地位及其变化。对板块构造、大陆动力学和地球动力学等研究领域，并在构造分析、岩石变形机制与流变学特征、造山带的推覆构造与晚造山伸展垮塌作用、大型走滑断层与压入一挤出构造、活动构造与自然灾害等研究领域的进展进行了重点分析。     

固体地球系统的复杂性与自组织临界性

根据“复杂性科学研究复杂性的涌现机制、是２１世纪的科学”和“地球系统的复杂性研究将是２１世纪地学发展中居于战略地位的生长点之一”的认识,提出了“固体地球系统的复杂性与自组织临界性”这一命题,从新的视角对古老而又常新的固体地球系统进行再认识。笔者从广义地质学系统和过程的本质归纳出固体地球系统的基本问题是“固体地球系统总体上是远离平衡、时空延展的复杂耗散系统。地球物质多组成耦合的相干与协同及多种广义地质学（地质学、地球物理学、地球化学）过程的耦合及其非线性相互作用二者之多重叠加引发自组织过程所涌现的系统整体性状、结构与动力学行为的复杂性与自组织临界性”,并从这一认识出发,提出了固体地球系统复杂性与自组织临界性的八个研究主题,并分别进行了论述。最后笔者提出了地球系统复杂性与自组织临界性研究的方法论。     

葛利普：一个世纪的回望——谨以此文纪念中国地质学会成立100周年及其创建者之一葛利普教授

葛利普（Amadeus William Grabau），美国地质学家，著名的地层学、古生物学家，其最后的26年在中国度过，是近代以来我国从事地质研究和教育的著名地质学家。他是中国近现代地质学的主要奠基者之一，也是中国最早的科学协会—中国地质学会的早期创始人之一，为中国近现代地质事业作出卓越贡献。在华期间，葛利普先生先后出版大量论文、专著，内容不仅涉及中国的区域地质，也建立起全球构造理论。基于归纳总结北美、欧洲以及亚洲的资料，20世纪30年代早期他提出“脉动理论”，确立了全球海平面升降的规律，并建立起基于海进、海退规律为基础的古生代构造-地层划分方案，成为现今层序地层学的基础；基于大陆漂移假说，分析演绎并建立“极控理论”，强调地壳的大规模水平运动，强调地槽的形成与水平构造运动有关，形成了原始的俯冲与海底扩张思想的萌芽。脉动理论和极控理论分别论述了地球表层的垂直运动和水平运动，两个理论互为补充，通过构造事件相联系，形成统一的葛利普的整体地球观。葛利普先生也是大陆漂移的热情支持者和推广者，为板块构造理论的出现发挥了重要作用，他灵活的归纳和演绎贯穿其科学生涯的始终。他身残志坚，身处绝境而仍笔耕不辍；他生命不息、奋斗不止的精神值得我们永远学习、敬仰和传承。     

关于在《地球科学进展》杂志开辟“发展战略论坛”专栏的公告

2004年是我国制定中长期规划、“十一五”规划的关键一年，为了给我国制定地球科学和资源环境领域以及全球变化研究方面，提供有参考价值的文献，《地球科学进展》从2004年第4期起开辟“发展战略论坛”专栏，邀请各领域的专家学者，就我国学科发展方向发表自己的见解，主要刊登地球科学（包括地理学、地质学、地球化学、地球物理、空间物理、大气科学和海洋科学等分支学科）、地球系统科学.     

李四光和卡尔宾斯基金质奖章

中国地质学家李四光与当时苏联地学界来往交流紧密,他对地质学的贡献得到了苏联地质学家的高度评价。1958年,苏联科学院全体大会选举李四光为苏联科学院院士,并授予卡尔宾斯基金质奖章;该奖章是1947年由当时的苏联科学院和俄罗斯科学院共同发起的、对地质科学有突出贡献的科学家最高单人奖励,李四光是第六位获奖人,也是至2017年止唯一获此殊荣的外籍地质学家,他的获奖理由是:在地质、古生物、地层和矿产研究工作的综合贡献。李四光有两部著作在苏联被译成俄文出版,分别是1952年的《中国地质学》和1958年的《中国西北部的旋卷构造》,这两部译作对当时的苏联地质界产生了很大影响,极大地推动了李四光学术思想的广泛认知;"地质无国界",中国地调百年的发展历程也有着俄罗斯地学理论、规范、方法实践的烙印,在新的"一带一路"合作倡议和李四光学术精神传承下,中俄、中国与中亚在地学领域的交流合作将不断深化,硕果累累。      

关于秦岭造山带

纪念老一代地球科学家李四光先生,思考地球科学与大地构造学的创新发展。文章以秦岭造山带为例思考大陆复合造山及其动力学,认知概括秦岭造山带基本属性与特质,探索认识中小多板块多期洋陆俯冲造山-陆-陆板块俯冲碰撞造山的板块复合造山,并又强烈叠加复合陆内造山,造成复杂组成与结构,形成立交桥式四维流变学分层的多层非耦合动态演化的大陆复合造山带模型,及其新的演化趋势动态和构成国家人类需求的成矿成藏物质财富与宜居的地表系统环境等,期望前瞻探索认知地球发展的未来。文章还就秦岭造山带几个有争议的问题,进行简要讨论,共求新的探索研究发展。期盼学习李四光先生学术理论精华,尤其在深化发展板块构造,探索认知大陆构造与动力学方面,创新发展地质力学,以宇宙太阳系视野探索地球动力学,推动大地构造新发展。      

陆地系统科学:地理学的升华

概括对当前学术界关于“地球系统科学”与“陆地系统科学”的理解,提出了“陆地系统科学是地理学的升华”的观点,认为陆地系统科学将是中国２１世纪地理学再发展的“框架舞台”,并从多角度对其研究目标、重大科学问题和研究方法等进行了志门评述。作者认为,要发展中国的地理学,必须利用“陆地系统科学”这一框架舞台。但就目前的进展看,“陆地系统科学”这一框架舞台只是一个个雏形,还需要一些具体的研究计划,特别是与区域发     

对地球系统科学的几点认识

地球系统科学将是２１世纪地球科学的主旋律,它被定义为：“将地球作为一个整体来伯全部知识;对地球的气圈、水圈、生物圈和岩石中的各种作用及各层圈间相互作用时间进行的研究”。此种学术思想可追溯到１００多年前,见於文字也有近二十年。它对当代地学的发展起了重要的推动作用,有四个特点：地球现象的远距离相互联系、影响;内动力和外动力研究一体化;地质作用和生物作用研究一体化;一类活动作为地球系统的一部分。当前地球系统科学的发展也提出了一些新问题,主要的是：在学术思路上对与岩石圈有关的地质作用有所忽视;观察研究系统不全面;还未深人到资源形成和小环境的研究中。近年来的观测试验表明,发生在岩石圈的各种地质作用正积极参与垒球各圈层间的物质能量交换。对它们的忽视,可能正是目前一些生物地球化学循环模型无法平衡的原因。     

地质力学理论对中国深层油气勘查的作用

地质力学是我国著名地质科学家李四光创立的一门以系统论为基础,以构造体系为核心内容、跨学科的系统构造地质学理论。七十多年来,在区域地质、地震地质、地热勘查、第四纪地质、地壳稳定性评价等方面得到广泛的应用发展;在固体矿产、油气资源战略选区预测,指导部署勘探方面硕果累累。文章回顾了中国油气勘探历程,总结了地质力学理论在中国常规油气勘查思路和方法的成功经验,在松辽、塔里木及江汉等多个重要含油气盆地的发现中,地质力学理论起到了实用效果,并认为地质力学理论将一如既往,在我国深层油气勘查中继续发挥引领作用。      

全球表层系统研究的思考

1900年前后,以徐士、阿尔冈、魏格纳、李四光等为代表的先驱们从不同视角开始了对地球表层的整体性研究。20世纪人造卫星的应用和板块理论的建立,推动了全球整体观思想的发展。进入21世纪后,伴随社会全球化进程,地球整体观在科学前沿领域显示出极为重要的导向作用。在这个思想引导下的广义地球系统科学是关于地球多圈层的整体研究,但由于涉及人类生存的资源、环境、灾害问题的紧迫性,在未来10至20年内地球系统科学的优先领域之一应是整体观指导下的地球表层系统的研究,它涉及大气层、海洋、地壳、生物和人类。目前可列举出4个重大问题:(1)全球变暖引起的大范围灾害与环境变化;(2)以SARS和禽流感为代表的全球性生物病毒传播灾患;(3)影响人类生存的全球性水资源短缺;(4)导致严重损失和全球性影响的大地震的频繁发生。厄尔尼诺现象与地震的相关性,全球大地震十几年尺度的幕式活动与区域间交替变换,十几年尺度的大范围旱、涝交替变换,表明上述全球性异常变化都是地球表层系统整体性动力过程的表现。应从全球尺度研究包含气体、液体、固体的地球表层系统的微动态变化,分析它们与地、水、大气和生物各圈层之间的相互作用及物质与能量交换的关系,加深对地球表层相互联系的系统过程的理解。     

地球系统动力学纲要

与地球系统科学和全球变化密切相关的地球系统动力学研究地球系统多层块耦合作用的结构、过程、机理和效应,是地球动力学、岩石圈动力学、大陆动力学、海洋动力学、大气动力学的高度综合。本文采用分尺度、分层块、分阶段的思路研究复杂的地球系统,将地球系统动力学按空间、时间和物质分为地球内部系统动力学、地球表层系统动力学、地球外部系统动力学,历史地球系统动力学、现代地球系统动力学、未来地球系统动力学,气体地球系统动力学、液体地球系统动力学、固体地球系统动力学,分析了地球系统的耦合特征、耦合类型和耦合方式,初步探讨地球内部系统与地球外部系统耦合作用的耦合边界、物质运动、动力来源和耦合机制。最终将地球系统相互作用的各层块作为一个有机的整体进行综合,认为地球内部放射性衰变生热和地球外部太阳辐射生热是驱动地球复杂开放系统层块耦合的主要动力源。     

Complexity and Self-Organized Criticality of Solid Earth System(Ⅰ)

ＰＯＳＩＮＧＴＨＥＰＲＯＢＬＥＭ“ＣｏｍｐｌｅｘｉｔｙａｎｄＳｅｌｆ－ＯｒｇａｎｉｚｅｄＣｒｉｔｉｃａｌｉｔｙｏｆＳｏｌｉｄＥａｒｔｈＳｙｓｔｅｍ”ｉｓａｎｅｗｐｒｏｂｌｅｍａｓｗｅｌａｓａｎｅｗｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｕｔｈｏｒｐｕｔｓｆｏ...     

“将古论今”——环境科学研究中的历史地质学方法

传统地质学的“将今论古”方法使地质学取得了巨大的成就,而且还将是今后地质学发展的指导思想,但面对资源、环境、减灾等人类在二十一世纪的主要问题,地球科学所面对的问题时,地质学家首先应该改变或者更新自己的思维方式。如果以地球演化的同一性原理来认识地球,则“将古论今”的方法对解决地球科学面临的挑战人有重要的意义。以历史地质学的方法和视角,研究地质过程的发生、发展和演化过程,以及这种过程在今天和明天的演化趋势,及其对人类生存环境的影响,将是今后一十时期地质科学的主要任务。     

全球矿床数据库建设现状、应用与展望

基于大数据和人工智能技术的数据驱动科学范式推动地球科学研究发生了变革。作为地球科学的重要分支,现代矿床学经历了百余年的发展,已经积累了海量的数据资料,这些数据的流通和共享是发挥其资源价值的关键。文章介绍了中国“地质云”与全球矿产资源储量动态评估数据库、澳大利亚深部地球探测计划AuScope、美国矿产资源在线空间数据库、国际经济地质学家学会(SEG)Geofacets数据库、美国标准普尔公司SNL Metals&Mining数据库等国际主要矿床数据库的情况;同时,列举了应用大数据思维和人工智能方法在区域成矿规律、矿床成因机制、矿床类型判别、资源潜力评价、战略咨询等方面取得的若干重要进展。文章提出,未来在深时数字地球国际大科学计划的平台下,整合全球海量矿床数据,建设开放、共享、统一的矿床大数据平台势在必行。