中国地质科学的过去、现在和未来(摘要)--庆祝中国地质学会成立80周年

1 奠基 18世纪末至19世纪初地质学作为近代自然科学的一部分诞生了.但中国人在地质学领域还要度过差不多另一个百年长夜无歌的状态,尽管有的外国地质著作的中译本已经出现,有的外国地质学家已经迈上了神州大地.1903年鲁迅先生惊呼:"无一幅自制之精密地质图……,非文明国."地质学是近代文明的标志之一,当时的中国还不具备这种文明.     

中国东部铜矿床类型、成矿环境、成矿集中区与成矿系统

通过对我国东部２２个大型以上及４０余个中型铜矿床的综合调研,并与国外对比得出如下结论：（１）中国中东部陆壳是在几个古陆块基础上增生起来的,铜矿成矿作用在空间上向板块边缘推移,与块体边缘地球化学急变带有密切联系,在时间上越来越新;（２）大型铜矿可分６大成矿期,以中生代最重要,次为晚古生代,中（新）元古代,（３）我国东部地壳运动频繁而又比较强烈,就形成大型铜矿床的环境而言,内生成较多的矿床类型比外生成     

黄县盆地第三纪含煤岩系岩相与沉积环境

本文根据钻孔岩芯资料对含煤岩系的岩相进行了划分,识别出主要九种岩相类型:小型扇——三角洲砂岩相;河道砂岩相;决口扇细砂岩相;河口坝砂岩相;湖沼黑色泥岩-油页岩相;泛滥平原泥岩相;泥流含砾泥岩相;潟湖泥质灰岩相与潮沼炭质泥岩相。对沉积环境的空间变化与演化进行了分析,并对成煤沼泽的环境背景对煤层、煤质的控制作用做了扼要讨论。最后对整个盆地的演化阶段进行了简要论述。     

察尔汗盐湖的河流改道、湖泊迁移与钾盐富集

目前察尔汗盐湖正处在干盐湖早期阶段,即干盐滩与卤水湖并存的阶段。在它的周缘分布有10个大小不一的湖泊,除了东陵湖以外,各湖均依靠内陆河的补给来维持其生命,各湖的大小与汇水河的流量基本成正比。由于察尔汗的内陆河经常改变自己的河道,从而造成了湖泊的迁移,也使钾发生了富集。本文通过对比50年代和80年代,察尔汗地区的河湖分布情况,结合古湖、古河道和达布逊湖、达东古湖水化学的研究,证明河湖迁移的情况,并阐明与河湖迁移有关的钾盐富集机理。     

大洋钻探与中国地球科学

大洋钻探与中国地球科学孙枢（国家自然科学基金委员会北京１０００８３）１９９４年１２月７～９日，中国科学院地学部和国家自然科学基金委员会地球科学部在北京联合召开了“大洋钻探与中国地球科学”研讨会，到会的有有关领导同志、中国科学院院士和各方面专家等约５０...     

在青藏高原空白区1:25万区域地质调查成果报告会暨"十一五"工作重点研讨会开幕式上的讲话(代序)

各位领导、各位代表: 我一直期待着参加"青藏高原空白区1:25万区域地质调查成果报告会暨‘十一五'工作重点研讨会",但由于近日突遇情况,不能如约出席,请各位原谅.中国地质调查局在青藏高原空白区区域地质调查方面取得了重大突破,获得了丰硕的地质成果,我感到很兴奋.通过报告会和研讨会这样一个学术平台,来自全国各地的地质科技工作者和科学家会聚一堂,宣传、总结、交流青藏高原区域地质调查取得的最新进展与成果,研讨、谋划青藏高原的下一步工作,这是一次具有重要影响和重大意义的会议.借此机会,请允许我代表中国科学院地学部,向光临本次会议的各位领导、各位专家,特别是在青藏高原区域地质调查野外第一线的地质工作者,表示由衷的敬意与诚挚的问候!     

深切怀念王鸿祯院士

再过一些时间就是王鸿祯院士的百年诞辰,此时此刻,更令我对他深深怀念。在他离去的这些年当中,每当我看到有关的书籍、文献,就会想到他老人家;他的学术思想、治学态度和奋斗精神,更时时激励我前进。在王鸿祯院士生前,我有时是当面请教得到指导,更多是通过学习他的著述而收益。 20世纪50年代初,我有几位同学在新建的北京地质学院研究生班学习,他们谈起校内教授中的“少壮派”--在国外获得博士学位,年纪30多岁,执掌教研室和系主任岗位,个个风华正茂,其中就有王鸿祯教授。但我第一次见到王先生是在1955年,那年夏季,苏联科学院代表团访华,代表团成员、著名大地构造学家别洛乌索夫通讯院士在我所（当时位于城内沙滩松公府夹道、原北京大学地质馆的中国科学院地质研究所）做包括苏联大地构造、中国大地构造的有关问题以及大洋盆地的成因等系列报告。王鸿祯先生参加了有关会议,他提出问题发表讨论意见,我当时负责会议记录和部分接待工作,有幸第一次近距离地同他有过接触,他和蔼可亲,时间虽短但留下了长期的印象。 1956年,王鸿祯先生著的《地史学教程》出版,我很快购得一本并开始学习。一天,叶连俊先生在办公室里见我手里拿着这本书,说道：“这（地史学）同我们的沉积学关系也很大”,我说：“我的基础知识不够,许多内容不懂”,叶先生说：“慢慢来,先掌握一点基本概念”。这是叶先生对我学习《地史学教程》的指导。王先生的《地史学教程》使我初步开阔了对世界地质在空间和时间上的视野。受此书的影响,我形成了一个习惯,尽管有许多地质问题,我自己并不直接研究,但愿意去了解,从中获取知识的享受。 1985年,王鸿祯先生主编的《中国古地理图集》出版,受到学术界的广泛注意和高度评价。图集以全球构造的活动论与历史发展的阶段论有机结合作为主导原则,代表王鸿祯先生学术思想发展的新阶段。图集内容十分丰富,我曾较为仔细地阅读了差不多每一幅图件并认真阅读了图集说明书,还读了图集的英文说明,以便了解图集的有些名词术语同国外文献的对照和衔接。我后来也曾向王先生请教过一些问题,如今还记得的有：豫陕（图集引用了我的文章）和燕辽裂陷盆地（拗拉槽）、俄罗斯地台的拗拉槽、扬子地台有无拗拉槽,以及拗拉槽是否都是三支裂谷系的废弃支等等,他同我也谈到朱夏先生将aulacogen译作“拗拉槽”可称杰作。王先生还向我指出国内需要重视古大陆的重建问题,这是国际关注的热点,但意见分歧很大,我国应该有更多些学者进入这一领域进行探讨。王先生的一系列意见对我真可谓受益匪浅。 1989年在华盛顿参加国际地质大会期间,在国际岩石圈计划的会上,我遇到美国的Scotese教授,他当时已着手“古地图”（PaleoMap）项目并送给我一点有关资料,Scotese在会上强调编制古地图的三个支柱是板块构造、古地磁和古生物地理。回国后我向王先生汇报了有关情况,王先生也特别强调古生物地理对古地理重建的重要性。据我所知,在王鸿祯先生的率领下,中国地质大学在20世纪80年代后期,已经开展全球构造与古大陆再建研究,采用计算机成图并开发了有关软件。在1996年国际地质大会（北京）上,展出了古大陆再造的系列图件,这在当时是国内学者首次作出这样的努力。就中国地质大学而言,王鸿祯先生和殷鸿福教授等都曾在古生物地理方面做出许多贡献。 20世纪90年代初,原国家科委推出了以“攀登计划”为名的基础研究资助计划。有个年度我担任地学与资源环境领域的评审组长,那一回总共约有6、7项申请,王鸿祯先生领衔的中国古大陆及边缘层序地层与海平面变化研究的申请,在经过讨论后,投票排名第二。当时国家科委只限定资助一项,我和评审专家组其他专家都认为王先生的建议项目有价值,是值得资助的,但投票结果也是公正和正确的。因此,我们决定向科委建议,给我们组增加一个项目指标,科委有关负责人听取了我的意见,但一时也无变通的余地。过了一段时间,国家科委又推出“攀登计划B”,层序地层学项目可以入选,但需承担项目的主管部门提供部分联合资助。我把这个情况转告王鸿祯先生,王先生当时已年近八旬,他亲自同地质矿产部科学技术司沟通,终于获得成功。王先生已80高龄,亲自领导了由若干单位几十位专家组成的团队,经过四五年的浩繁研究工作,获得了圆满的成功。我有幸数年中应邀参加了该项目的学术研讨会,分享王鸿祯先生的学术思想和项目在学术上的新进展。 在科学研究中,王鸿祯先生重视基础研究,可以说他的一生都在追求揭示自然的奥秘,开展创新性研究。我在国家自然科学基金委员会和中国科学院地学部工作期间,向他请教学科发展战略问题等,他都强调基础研究的重要性,强调基础学科的发展。事实证明,基础研究在我国科学技术事业的发展中,具有根本的重要性。王先生为我国地质科学的基础研究贡献了毕生的精力。 王鸿祯院士是国内外著名的地质学家、古生物学家和地质教育家。在地层学、古生物学、大地构造学、地史学和地质学史研究等诸多领域成就卓著,在发展地质教育和培养人才方面作出重要贡献。王鸿祯先生青少年时代就胸怀“科学救国”之志,勤奋学习,砥砺意志,殚思竭虑发展教育事业,孜孜不倦献身科学研究,学科综合交叉和继承发展创新贯穿他的毕生学术生涯。王鸿祯院士是我国地质界著名宗师之一,在纪念他诞辰100周年之际,我应当继续不断学习他对地质科学和地质教育的献身精神。他的大量文章著作和重要学术思想是留给我们的宝贵财富,必将得到继承发展并不断发扬光大。     

气体(CH4、H2S、CO2等)在水溶液中的溶解度模型

本文介绍一个通过状态方程和特定粒子相互作用理论建立起来的气体在水溶液中的溶解度模型,用以计算气体(CH4、H2S、CO2)在纯水和含盐水溶液中的溶解度、流体包裹体的均一条件、成矿热液沸腾、流体不混溶性、水合物形成条件、CO2地质储藏量等.该模型不仅重现了上百套实验数据(约8000多个数据点),而且具有很强的外延能力.因此适用宽广的温度、压力和盐度范围(CH4:273～523K,1～2000bar,0～6m;H2S:273～500K,0～200bar,O～6m;CO2:273～533K,0～2000bar,0～4.5m),而且精度高、形式简洁.由于使用状态方程和特定粒子相互作用理论相结合的方法,这一模型在无需实验数据的情况下能够拓展到诸如海水和地下热卤水等更为复杂的体系.该模型在国际上得到日益广泛的应用,已被许多国家的同行用以多方面的研究工作,如计算CH4、H2S和CO2气体在水、卤水和海水等天然水溶液不同温度、压力和盐度条件下的溶解度(即水溶液中最大允许的气体含量),分析矿物流体包裹体的PVTX条件(根据包裹体中气体的总含量和均一温度,用该模型就会很方便得到均一化压力,在此基础上还可以迸一步通过状态方程得到密度和等容线)、计算成矿流体的不混溶性或沸腾点、计算CO2地质储藏量、实验校正等方面.相关研究可进行在线计算:www.geochem-model.     

“深时”（Deep Time）研究与沉积学

近百年来全球气候正在经历一次以变暖为主要特征的显著变化,人类文明的发展迫切要求我们对这种变化的发展趋势及其环境与资源效应有更加深入的了解。仅仅对现代和第四纪气候研究是有局限性的,全面了解地球表层及气候系统需要研究整个地质历史时期地球表层系统的发展演化。基于这样一种需求,从沉积记录研究前第四纪地质历史时期的地球古气候变化及重大地质事件,并为未来气候预测提供依据的“深时”（Deep Time）研究计划在国际地球科学界逐渐形成。“深时”研究将聚焦地球气候系统中的重大科学问题,通过地质历史时期极端气候事件探讨气候变化的极限和速率、大气成分和大洋成分变化、大气环流和大洋环流以及生物圈、固体地球与太阳的联系等,最终揭示地球气候系统与地球系统的联系。“深时”研究将通过解译、定年和模拟的基本方法,发展完善大陆科学钻探项目,获得保存良好、高分辨率的沉积记录是重中之重。可以预见,“深时”研究将与“深空”（Deep Space）、“深海”（Deep Sea）和“深部”（Deep Interior）研究计划一样,成为未来国际和国内地球科学重大研究领域。同时,在开展“深时”研究过程中,沉积学也将扮演核心学科的角色发挥重要的作用。     

地质流体状态方程

状态方程是描述物质压力、体积、温度和组成(PVTX)之间关系的数学函数.许多物理化学性质可以从状态方程中导出,如:相(不混溶性、溶解度、相平衡)、容(体积、密度、压缩性)、热(焓、热容)和化学性质(化学位、活度、逸度).地质流体主要是指自然界的溶液和气体.它们主要是由H2O,CO2,CH4,N2,H2S,H2,O2,Ar,HCl,C2H6,SO2,Cl2,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Cl?,SO42?,HCO3?,F?和各种水化金属离子和它们的混合物组成.在各种地质活动中(如成矿元素的运移和沉淀、油气迁移和储藏、地热传送、岩浆活动、变质作用和环境污染物质的传播等),地质流体发挥着至关重要的作用.本文介绍了通过热力学、分子动力学、统计力学和量子力学的方法综合研究所建立的一系列天然流体状态方程,这些方程不仅重现了全世界上百个实验室里数以万计的实验数据,而且预测出了超出实验范围以外的流体性质并得到后来实验的检验,使大量原有实验数据的应用价值增加至少一倍.这些方程和模型被世界上30多个国家的研究人员广泛应用于地球化学研究相关的多个方面(如甲烷水合物研究、包裹体研究、岩石流体相互作用、油气和地热勘探与开发、地球大...