本文目录一览:
- 1、王鸿祯(1916~)是什么
- 2、书法家王凓明的父亲是谁
- 3、王鸿祯院士的治学道路和学术思想———祝贺王先生华诞
- 4、王鸿祯的人物生平
- 5、王鸿祯的主要贡献
- 6、王鸿祯的社会任职
- 7、王鸿祯院士对地质学史研究会发展的贡献
- 8、华北聚煤盆地古构造及古地理演化
- 9、 地质背景综述
- 10、层序地层学简介
王鸿祯(1916~)是什么
王鸿祯(1916~)
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中国地质学家 。中国科学院院士 。1916 年11月17日生于山东苍山。1939 年毕业于北京大学地质系 。1947 年获英国剑桥大学博士学位。历任北京大学教授兼秘书长,北京地质学院教授兼副院长,武汉地质学院教授兼院长,中国地质学会副理事长,中国古生物学会秘书长,中国地质大学教授,中国古生物学会理事长,国际地科联地质科学史委员会副主席等职 。他的研究领域包括古生物学 、地层学 、古地理学、前寒武纪地质和大地构造学,尤长于珊瑚古生物学和历史大地构造学。80年代初提出中国大构造单元系统划分和构造域、亚构造域名词体系。1985年出版《中国古地理图集》,以沉积分析与构造分析相结合,用多种图综合表达了中国地壳的构造发展和古地理演化,并提出全球性构造阶段和构造格局的演变,逐步形成了全球构造的活动论和历史发展的阶段论相结合的历史观。发表论文120余篇 ,出版专著 、专集和教材等12部。获1982年国家自然科学奖一等奖(集体)、1987年国家自然科学奖二等奖、1988年国家高校优秀教材特等奖和1991年国家自然科学奖二等奖。
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书法家王凓明的父亲是谁
书法家王凓明的父亲是**王鸿祯**。王鸿祯是中国著名的书法家、篆刻家、教育家和收藏家,曾任北京大学艺术学院教授、中国书法家协会副主席等职务。他的书法作品以行草、楷书、隶书为主,风格独特,被誉为“王羲之之后,书法界的第一人”。王凓明是王鸿祯的儿子,也是一位著名的书法家和篆刻家,他的作品多次参加国内外书法展览并获奖。
书法家王凓明的父亲是王鸿祯。王鸿祯是中国著名的书法家、篆刻家、教育家和收藏家,曾任北京大学艺术学院教授、中国书法家协会副主席等职务。他的书法作品以行草、楷书、隶书为主,风格独特,被誉为“王羲之之后,书法界的第一人”。王凓明是王鸿祯的儿子,也是一位著名的书法家和篆刻家,他的作品多次参加国内外书法展览并获奖。
王鸿祯院士的治学道路和学术思想———祝贺王先生华诞
杨光荣
( 中国地质大学,北京)
王鸿祯院士是著名的地质学家和地质教育家。1916 年 11 月 17 日生于山东省苍山县卞庄。1935 年考入北京大学地质学系,1939 年毕业于昆明西南联合大学地质地理气象系。1947 年获英国剑桥大学哲学博士学位,历任北京大学教授兼秘书长、北京地质学院教授兼副院长、中国古生物学会理事长、国际地科联地质科学史委员会副主席、第六届全国政协委员、第七、八届全国人民政协常务委员、中国民主促进会中央参议会副主席。1980年当选中国科学院院士。现为中国地质大学教授、中国科学院资深院士、国际地科联地质科学史委员会名誉资深委员、中国民主促进会顾问、中国地质博物馆名誉馆长。研究领域包括古生物学、地层学、古地理学、前寒武纪地质学、大地构造学和地质学史。主要研究成果是: 在地层古生物和古地理方面,建立了四射珊瑚的系统分类和演化阶段; 提出了以年代地层和岩石地层为主的地层分类观点,将沉积相与构造背景相结合,区别不同的古地理格局与古构造的框架,出版了 《中国古地理图集》; 区分了中国盆地的不同类型及其构造发展特征; 提出了层序地层的分类级别体系及其与天文周期之间的可能联系; 在大地构造和全球构造方面,提出了构造名词体系和中国及全球的构造单元和构造阶段的划分,提出了以泛大陆为准的大陆聚散周期的认识和地球史上不同类型和级别的节律及其可能的天文控制因素; 进行了全球古大陆再造研究,由此形成了全球构造活动论和历史发展阶段论相结合的地球史观; 在地质学历史方面,提出以学科史和学科思想史为主要研究内容,以求 “以史为鉴,继往开来”。发表论文 240 余篇,出版专著、文集、图集和教材等 20 余种,曾获第二届国家自然科学一等奖 ( 集体,1982) ; 第三届、第五届二等奖 ( 1987,1991) ,首届国家教委高等学校教材特等奖 ( 1988) ,首届何梁何利基金科学技术进步奖( 1994) 和李四光地质科学奖特别奖 ( 1996) 。王鸿祯能够取得以上成就,是和他所走的学术道路和特有的学术思想分不开的。
一、充实底蕴、拓宽基础
王鸿祯生于一个走向败落的封建家庭。父亲是前清末科秀才,工书法,喜文辞,曾就读于济南政法学堂。他自幼受到严格的传统教育和文字训练。1925 年因家乡战乱,到外地读书,1927 年读完小学,次年还乡。在一年多的时间里,他读了不少古典小说,接触到 《中山全集》等书籍。1929 年考入临沂山东省立第五中学,适值新任校长徐眉生实行德、智、体、美全面发展的教育革新,使王鸿祯得以广涉博读文史、自然书籍,参与多种社团活动,扩展了志趣,增长了才干。
由于 20 世纪 30 年代初,校内进步学生受到迫害,徐校长离职,王鸿祯随其兄赴北平读了一段中学,因而有机会杂学旁搜,充实了一些文史和外文知识; 读了当时流行的《独立评论》等杂志,慕胡适、丁文江之为人,萌生了 “科学救国”之念。1935 年考入北京大学地质系,有幸听到葛利普教授最后一次讲授 《地史学》,又读了他的 《地史学教程》名著,对地质科学的全球性和历史性有了初步的认识,也接触到学术活动的气氛。1938 年他随长沙临时大学步行团到昆明,途中得到袁复礼教授的指点,增强了观察地质现象的兴趣,也初步感受到了曾昭抡、闻一多等同行教授的大家风范。自 1938 ~1939 年间他在西南联大听孙云铸教授讲课,经常听到一些地层古生物名家的研究途径,有所领悟。王鸿祯利用 1938 年暑假,随地质调查所边兆祥等到野外系统实践 5 万分之一地质填图和万分之一地质地形测绘方法,得到较正规的训练,他还努力提高外文水平,阅读德文经典教材名著,撰写外文杂志中有关大地构造论文的述评,在 《地质论评》发表。
王鸿祯 1939 年毕业留校任教,作孙云铸教授的助教和助手。实际上在毕业之前,他已协助孙先生编辑出刊 《北京大学 40 周年纪念文集》地质卷。其后数年,他为了教学需要,系统整理购自国外的成套教学标本和初步鉴定从国内采集的化石标本; 广泛阅读中国地质文献,钻研欧美名家的经典著作。1940 年他短期参加谢家荣教授主持的叙昆铁路沿线地质调查,从编译资料到制定规划任务和工作方法,都受到教育和锻炼。在这一时期,他的专业研究以珊瑚古生物和古生代断代地层为主,也涉及小比例尺路线地质和区域构造。他 1943 年发表的滇西 50 万分之一铁路沿线地质论文就曾为黄汲清在其 1945 年巨著《中国主要地质构造单位》中引用。在从教期间,王鸿祯一方面在 《中国地质学会志》、《科学记录》等杂志发表地层古生物论文,一方面协助孙先生的系务工作和组织中国地质学会的学术活动,由此逐步认识到搜集资料、掌握文献的重要性,也初步体会到以正确的观点方法统率资料的重要性。与此同时,他还利用西南联大的优越条件,旁听文史课程,拓宽了知识基础,增加了自己的一般学术素养。
二、扩展视野、锐意创新
1943 年,孙云铸、袁复礼教授就推荐王鸿祯赴美深造,1944 年获得耶鲁大学首届奖学金,但未能成行。1945 年考取英国文化协会提供的赴英研究生,开始了国外两年的留学生涯。
在剑桥,他的导师是年轻的皇家学会会员 O. M. B. Bulman,研究笔石和哺乳类,以思想缜密和系统见长。王鸿祯同他谈了以四射珊瑚为主的研究计划,介绍了已有的研究成果。他立即建议走访布里斯托尔大学的珊瑚名家 Stanley Smith 和伦敦大英自然历史博物馆的 H. D. Thomas,同时及时地为他申请了各项减免程序,以缩短他完成学位论文的过程。经过同 Thomas 的商讨和材料展示,确定了以研究现代珊瑚骨骼组成单元,从而建立四射珊瑚全新分类的研究途径。此后,他充分使用了自国内带来的和剑桥 Sedgwick 博物馆、伦敦自然历史博物馆和大英地质博物馆调查所所存的丰富薄片资料,利用馆藏期刊文献特别丰富的剑桥哲学图书馆,在已有主导思想的指引下,全面查证和重新解释了珊瑚骨骼的微细构造,确定了 “属”一级的定义并试行建立较高级别的分类体系。所用手段只是双目偏光镜和同步描绘器。这时,他早年取得的绘画和目测技巧大大提高了工作效率。在走访和观察了格拉斯哥大学和爱丁堡地质调查分所的薄片资料和向几位欧美同行通信求教后,于 1947 年 4 月写成了论文文稿,并利用他已有的全球构造轮廓知识,引入了演化阶段和时空分布的见解,使论文既有概念方法上的创新,又有学科内容较广的特征,具备了当时古生物研究的先进水平,得到导师的赞许。5 月间游欧回来,通过了口试,及时参加了当月举行的授予学位典礼。
王鸿祯初到英国,就购读了李四光的 《中国地质学》 ( 1939) ,1946 年初,又在系图书馆见到黄汉清的 《中国主要地质构造单位》 ( 1945) 专著,并细读了这两部经典之作,当时他特别注意在构造上有关大陆漂移的争论,也接触到了当时有关花岗岩生成的著名话题。此外,他选修了 M. Black 的沉积学及实验课,也读了德国学者有关欧洲构造发展阶段的论述。在 20 世纪 30 ~40 年代,剑桥有几位年轻的地层古生物学者陆续当选伦敦皇家学会会员,并同剑桥的岩矿、结晶、地理和气象学者们形成了跨学科学术交流的群体,到40 年代中期还保存着这方面的流风余韵。王鸿祯受其启发,初步形成了以地层、古生物、沉积和区域构造等多学科结合的研究思路。
1947 年 5 月,王鸿祯随同由 Woodward 讲座教授 W. B. R. King 法国 Lille 大学教授 P.Pruvost 为首组成的剑桥地质实习团到法比交境和法国西北海岸考察,凭吊了 “第二次世界大战”战场,还写诗留念。其后又到巴黎,分别访问了时任联合国教科文组织总干事的中国科技史大家李约瑟和对中国地质研究作出重要贡献的地学思想家德日进神甫,并向他们致敬。8 月间,他访问了英国几所大学地质系,在布里斯托尔见到 Bulman 挚友W. F. Whittard,谈到北大地质系的战时损失,慷慨赠予全套 《英国古生物志》、 《地质学杂志》和 《英国地质学会志》等大量宝贵文献,并无偿装箱启运,及时到达了北平,情谊可感。他在访问了解了伯明翰和格拉斯哥等大学地质系的教学状况后,到著名的湖区度假,并吟诗作画留念。
王鸿祯得到北京大学的资助,于 9 月份赴美访问,同船的有牛津的闵嗣鹤。按预定计划在美访问了哈佛等校的地质系,在耶鲁,他向 C. O. Dunbar 当面致了谢意和歉意,并向已故的 Ch. Schuchert 教授致敬。他在耶鲁、俄亥俄和堪萨斯三校作了有关珊瑚研究的学术交流,见到曾寄赠他珊瑚标本的 J. M. Wells。他还在华盛顿国立自然史博物馆做了短期工作,参观了纽约自然史博物馆。作为葛利普教授的最后一班学生,他还向私淑于葛氏的R. R. Shrock 和 J. M. Wells 等介绍了葛氏对中国地质界的巨大贡献。美国之行还使王鸿祯有幸见到地质古生物界前辈、斯坦福大学的 Bailey Willis 和纽约的 G. G. Simpson,这也开启了他对地质学史和地质名家的兴趣。
三、教书育人、厚积薄发
王鸿祯从未离开教学岗位,也从未放弃科研机会。但他全力投入教学的时期是从1947 年回国到 60 年代十年动乱之前。他在青年时期从学任教,形成了思路清晰、语言简洁和文风简约的习惯。1952 年后学习苏联,其教学法部分虽然流于烦琐,却也使他把讲课当做一门艺术和享受。几十年前听过他讲课的人们至今还乐道当时获得的深刻印象。他投身教学,从教学计划制订到教材和实习基地建设是全方位的,他兼采西方与苏欧教材之长,使用中国资料写成出版了 《地史学教程》,建立了唐山地区二年级填图实习基地。
王鸿祯在高等地质教育方面,一向重视基础,重视理科地质教育。1956 年他主持制订的地质类教学计划尽量强调了地质基础的重要性,并曾建议恢复理科地质专业。他主张教学与科研相结合,并身体力行。他一再号召年轻教师培养广泛兴趣,结合教学设备,开展初步的科研锻炼。在制订科研规划时,建议将高级教材列入科研规划。
20 世纪 50 年代前期,王鸿祯参加了对 《实践论》 和 《矛盾论》 的学习,听了辅导报告,还参加了由北京市委大学部组织的业余学习小组,接触到关于主要矛盾、事物的量变与质变以及事物发展的阶段性和前进性等概念,他初步把这些概念用于教学和教材,提出了地质发展阶段性和不可逆性的论点,也进一步明确了以历史构造为中心,以古生物地层和沉积古地理为内容的学术研究途径。
在 20 世纪 80 年代,王鸿祯努力倡导拓宽专业,反复提倡加强专业之间的交流与融合; 同时,重视国际学术交流,尽力争取国际渠道的资金支持。他十分重视师友之间的团结,呼吁不同年龄段的几代学人要真诚合作,互谅互让,年长的一代要做到胸怀广阔,树德立言; 中年一代要做到勤于奉献,勇于开拓; 青年一代要做到锐意创新,敬业求实。20余年来,共指导硕士研究生 19 人、多个专业的博士研究生 23 人、博士后 5 人。
四、协作开拓、更探前缘
王鸿祯在十年动乱之后于 1972 年后重回业务岗位,参与当时提倡的总结性编图及地层资料整理工作,他利用馆藏丰富的地质图书馆查阅资料,对不同比例尺的图件编制和不同地区的地层规范提出了自己的观点,自己也增加了知识,得到了锻炼。
他通过较长期的实践和思考,对地质科研的性质积累了一些认识,认为地质作用和现象是地球多圈层、多阶段相互作用和复合,以及与有关空间星体相互影响的综合表现。因而需要组织较多学科进行综合研究。他还强调了扩展时空视野的必要,认为有些地质作用和过程在有限的时空范围内,往往是现象隐蔽了本质,复杂性掩盖了某些规律性。科学研究就是对客观事物的复杂性,通过系统的观察思维和综合的分析研究形成创新认识的一个过程。
他组织的较大科研项目是在构造古地理编图和地层专题方面,具有多学科和不同单位协作的特点。他认为这类工作中的关键首先在于有明确的学术思想和参与者的基本共识,而在学术思想上,应力求以辩证唯物的观点方法为指导。王鸿祯认为地球科学的时空应建立在时间的连续与不连续和空间的均一与不均一之间的对立统一的基础上。事物的时间发展和空间分异的相对均一度为准,而高度均一性往往见于历史悠久的固结基底。因而他的构造划分在构造活动论的前提下,特别重视前寒武纪阶段形成的变质基底。这种思想也体现了时空的密切结合和统一考虑。
其次,项目实施过程中的通力协作也是关键所在。王鸿祯十分珍视人际关系的团结,特别重视发挥青年人思路敏捷、勇于开拓的精神和优势,认为对研究生和青年教师应当肯定主流,不拘小节,既要放手,又要引导,既要严格要求,又要宽容对待,使他们既能敬业求实,又敢于锐意创新。他也极为重视在项目实施中勤俭治学,保持投入与产出高效率的特色和学风。
以 20 世纪 80 年代王鸿祯领导的古地理编图项目为例,他认为小比例尺古地理图研究编制的主要前提是区域构造格架的建立和地层、古生物、沉积、构造、岩浆岩以及第四纪地质等学科的结合,而在这些学科中,又要分清主次,突出主要矛盾。例如地质构造在地质作用和现象中,既是综合表现,又是主导因素,起到质的规定性作用。在构造性质的活动与稳定两者的矛盾中,活动是矛盾的主要方面。因而在图例编订中,首先突出了沉积( 火山) 组合的活动程度。在构造单元、生物区系和盆地类型的划分中都体现了以构造为主导的学术思想。因此,他领导完成的研究成果在国内外都有重要影响。台湾省著名学者访问中国地质大学时,校长将 《中国岩相古地理图集》作为礼品送他,他激动地说: “这是我在台湾时千方百计地想得到的一本著作,今天得到了,我感到十分高兴和荣幸。”
王鸿祯长期从事地史地层学的研究和教学,他关心的是这个基础学科中对地质图等地质基本工作起着长期作用的,如统一地层表和地层规范等根本文件的建立问题。他在国内和国际学术活动中经常注意和参与这些方面,并予以及时的报道。他认为地层分类和地层界线等问题既有理论意义,更具应用价值。他反对地层分类中以年代地层单位为准的单一分类法,同意一些美国学者认为这个概念曾使美国地层学的发展停滞了几十年的评估,但他也不同意等量齐观的多重地层分类,而是将理论分析同实践需求结合考虑,强调等时性与区域分异性的并重和联系,提出以年代地层和岩石地层为主的分类意见。他对近年在地层界线和统一年代地层表建立上的主流学说———全球标准剖面及点和程序方法,持有保留意见,并从物质性和实践性两方面指出了这个方法的欠缺。他在 20 世纪 90 年代组织的层序地层专题研究中强调综合地层学和新一代地层表的探讨,就是围绕这两个基本问题提出的中长期目标。
在这一时期王鸿祯还应用了电镜扫描新技术继续和深入了对珊瑚骨骼的研究,在早年的基础和多年的持续搜求中取得了较全面的分类演化和生物古地理成果,这也使他早年的假说基本上得到了国际上的承认。这个过程引起了他的一些感想和思考。他的珊瑚论文于1950 年在伦敦皇家学会 《哲学丛刊》 发表后,50 年代中至 60 年代初,美国、苏联以及法国的古生物专集珊瑚卷都有介绍,但都不承认他提出的两类骨骼构造单元的原生性质,而这正是他的分类基础的核心部分。直到 20 世纪 70 年代电镜扫描技术出现,他和助手及时得出了大量数据,说明这种结构不独为珊瑚纲所共有,也有可能是低等无脊椎动物骨骼的常见现象。这个过程说明技术进步对科学研究的重要支撑作用,也说明任何创新都会遇到传统观点的抵制,需要长期努力,取得大量有说服力的证据。
五、以史为鉴、继往开来
早在学生时代,王鸿祯就得到了中国地质事业的开拓者李四光、葛利普、孙云铸、谢家荣、杨钟健等先生的教诲,后来又在教学工作和学会工作中长期同许多地质前辈共事。因此,他较早地了解了中国地质事业发展的历史,十分敬佩地质界前辈为发展地质科学和中国地质事业所作出的贡献。1986 年,他被推选为中国地质学会地质学史研究会会长,他对学史研究所做的第一个方面是在和同事们取得共识的基础上,开展国际协作,他主持编写了英文 “中国地质简史”,在第 28 届国际地质大会上散发 ( 1989) ,同时争取实现了1990 年在北京组织召开第 15 届国际地质科学史学术讨论会。他还主编了 《东西方地质学术思想的交流》( 英文,1991) 、 《中外地质科学交流史》 ( 1992) 、 《中国地质学科的发展》( 英文,1996) ,及 《比较行星学、地质教育和地质学史》 ( 英文,1997) 等英文专著和文集,多次在国际学术讨论会上展出和交流,受到普遍的好评。1990 年王鸿祯当选国际地科联地质科学史委员会副主席,十余年间,为中外地质科学交流作出了积极的贡献。他对学史研究所做的第二个方面是倡导和遵从 “以史为鉴,继往开来”的信念,重视地质人物的研究,从 1987 年起陆续举行了对丁文江、章鸿钊及其他知名学者的纪念活动,主编了 《中国地质事业早期史》( 1990) 、《中国地质学科发展的回顾———孙云铸教授百年诞辰纪念文集》( 1995) 等专著和文集,体现了对中外前辈大师等历史人物的正确评价。他对学史研究所做的第三个方面是密切配合现代的地学科研和教学,研究中国地质学科发展史和探讨学科思想史。王鸿祯一贯主张: “既要弘扬中国古代地学思想,更要研究近现代学说和学术思想史,探讨学术发展史的独特规律,追溯学术上的本末和渊源,评估得失,做到 ‘以史为鉴,继往开来’。”除了上述学科史专著外,1999 年新中国成立 50 周年,他又主编出版了 《中国地质科学五十年》文集,由 50 多位各地质学科的专家学者合作撰写了这部约 50 万字的学科史专著,对我国地质学主要分科的研究成果、研究经验和学科的形成及发展进行了较全面的总结、评述和展望,受到广泛的好评。现在王鸿祯院士已届 90 高龄,思路依然清晰,兴趣仍然广泛。近年来还发表了专题论文,也有些诗作题句,记事述怀,是一位好学多思、具有远见卓识的前辈良师,是我们学习的榜样。今年是王先生 90 华诞,敬祝王鸿祯院士身心永健,睿思长青。
王鸿祯的人物生平
1916年(中华民国五年),王鸿祯出生于书香门第家庭,父亲为前清秀才。1929年(中华民国十八年),进入临沂山东省立第五中学(山东省立临沂中学)学习。1933年(中华民国二十二年)父亲去世,家境进一步衰落,王鸿祯随哥哥赴北平求学,由于对绘画的喜爱,一度就读于北平美术专科学校。 1935年(中华民国二十四年),王鸿祯报考了北京大学、清华大学和北洋大学三所名校,均被录取,最后进入北京大学学习地质学。1937年(中华民国二十六年),王鸿祯写的《评顾登堡著:地壳构造与大陆分布》一文,经高振西老师推荐在《地质论评》发表,成为他撰写和发表学术文章的起点。 1938年(中华民国二十七年),王鸿祯参加了“湘黔滇步行团”,行程1600公里。沿途在原清华大学地学系系主任袁复礼教授指导下,观察地质现象和地层剖面,学习作记录、采标本等。期间王鸿祯陆续在《地质论评》上发表了《山脉之基底部分与基底山》(波勃诺夫著)、《地壳之格架状构造》(波勃诺夫著)、《大规模地壳构造之成因》(诺克著)等讨论大地构造的书评,较早地接触了全球构造的学术内容。 1939年(中华民国二十八年),毕业于北京大学地质系留校任教,曾担任普通地质学、地史学、古生物学、地层学和地形测量等多门课程的助教。 同年加入中国地质学会,协助主持昆明分会工作的孙云铸教授,积极组织学会活动。1944年4月(中华民国三十三年),中国地质学会在贵阳召开第20届年会,王鸿祯被推荐为《地质论评》编辑,是12位编辑中最年轻的一位。 1945年(中华民国三十四年),王鸿祯考取公费留英,11月进入剑桥大学,他带去了几百片骨骼构造保存极佳的珊瑚薄片和丰富的实际资料。大英博物馆研究六射珊瑚的H.D.托马斯(Thomas)博士对他进行四射珊瑚的研究起了启迪作用。 1947年6月(中华民国三十六年),王鸿祯获哲学博士学位。论文《从骨骼微细构造观点论四射珊瑚分类》发表于伦敦皇家学会哲学丛刊(1950)。这项开拓性的研究成果,引起了国际珊瑚古生物界的注意。 1947底,王鸿祯回国,在北京大学地质学系任副教授,讲授地史学,同时,参加中国地质学会北平分会活动。1949年12月,中国地质学会第25届年会分别在南京、北京两地举行。王鸿祯参与北京会区筹备工作,并在会上宣读了集体讨论后撰写的年会报告《地质学的新方向和新任务》(《地质论评》第15卷第1—3期,1950年)。 1950年王鸿祯晋升为教授,并兼任北京大学秘书长。同年,作为特邀代表参加全国自然科学工作者代表大会。 1952年,调入北京地质学院工作,先后担任系主任(1952年)和副院长(1956年)等职。 1954年2月,协助李四光理事长筹备召开中国地质学会第一届全国代表大会。1957年2月,与侯德封秘书长共同筹备召开中国地质学会第二届全国代表大会,组织反映第一线工作的广大会员的意见和要求。同年4月,协助杨钟健、孙云铸教授等筹备召开中国古生物学会第一次代表大会,并被选为秘书长。 1961年,王鸿祯开设了“世界地质”新课,对欧美经典地区的地质新成果和大地构造理论,继续作了认真的探讨;对地层学领域的规范、理论及其与野外实践的结合,也进行了较系统的思考。 1980年,王鸿祯被任命为武汉地质学院院长,同年被选为中国科学院学部委员(院士)。 2010年7月17日,王鸿祯因病在北京逝世,享年94岁。遗体告别仪式于7月23日在北京八宝山革命烈士公墓举行。
王鸿祯的主要贡献
王鸿祯主要研究成果包括:在地层古生物和古地理方面,建立了四射珊瑚的系统分类和演化阶段;提出了以年代地层和岩石地层为主的地层分类观点,将沉积相与构造背景相结合,区别不同的古地理格局与古构造框架,出版了《中国古地理图集》;区分了层序地层的不同级别及其与天文周期之间的可能联系;在大地构造和全球构造方面,提出了构造名词体系和中国及全球的构造单元和构造阶段的划分,提出了以泛大陆为准的大陆聚散周期和地球史上不同级别的节律及其可能的天文控制因素;进行了全球古大陆再造研究,由此形成了全球构造活动论和历史发展阶段论相结合的地球史观;在地质学史方面,提出以学科史和学科思想史为主要研究内容,做到“以史为鉴,继往开来”。共发表论文240余篇,出版专著、文集、图集和教材等20余种。曾获国家自然科学一等奖、二等奖、国家教委高等学校教材特等奖、何梁何利科学技术进步奖、李四光地质科学奖特别奖。 建立了四射珊瑚的分类演化体系王鸿祯早年在英留学的博士论文,在四射珊瑚微细骨骼构造中,区别出层状和纤状两种结构的基本类型,并根据两种类型的消长演变,提出了全新的分类及演化关系。他接受了当时英国古生物界的种、属观点和严谨学风,只承认了为数有限的超科、科、亚科、属和亚属,而对其演化阶段和地理分布则作了全面的回顾。这就不仅在研究方法上开辟了新的途径,也对古生代四射珊瑚群的演化作了系统的分析。王鸿祯在20世纪80年代,依靠青年助手陈建强等,改进制样技术,运用电子显微镜扫描,开辟了新的观察领域,查明了大量属种的微细构造,证实了他早年提出的学术见解,基本上得到了国际上的认可,他据此提出了比较严密的全新分类体系,确认了逾800属和80科,成为集群绝灭和阶段划分及古地理分区的较坚实的基础。对骨骼构造最终单元的研究也为生物骨骼的分泌机制和生物结晶学提供了较为合理的解释。上述主要认识的应用范围从四射珊瑚亚纲扩展到整个珊瑚纲及更广的范围。据此完成的专著《中国古生代珊瑚分类演化及生物古地理》,1991年获国家自然科学二等奖。 提出以年代地层、岩石地层为主的地层分类观点王鸿祯一向重视科学分类体系和工作方法。在地层分类方面,从地层工作的任务出发,主张年代地层和岩石地层两者是主要的,不同意平均对待各类地层分类的观点。作为现代的概念方法,王鸿祯强调事件地层学和构造地层学的重要意义(1989)。在地层分区方面,强调古地理轮廓和古构造格局的重要性,将构造活动论和复杂的大陆边缘区的概念引入分区的原则,在中国地层分区(1978)和亚洲地层分区(1979)中得到了体现。在沉积古地理方面,王鸿祯重视沉积相组合及其形成的构造条件和部位,从而把地层的沉积类型分为稳定、活动和过渡三种构造背景,与陆区、浅海区和较深海区三种宏观环境相对应,构成地层类型组合的分类体系。这种把沉积环境和构造部位结合起来的观点,在编著的《地史学教程》(1980)的总论中有较好的说明,也是王鸿祯编制古地理图的认识基础之一。20世纪80年代初,王鸿祯根据这些较系统的观点和方法,组织校内外一批中青年地层、古地理工作者,综合研究了国内长期积累的区域地层沉积资料和一些专题研究的成果,编制出版了《中国古地理图集(及说明书)》(1985)。这一本包括中元古代—第四纪的多图种的大型图集,以先进理论和方法,把古地理和古构造结合起来,把板块构造和历史构造结合起来,较好地反映了中国构造发展和古地理演变的历史,使这项成果能从沉积环境和构造背景方面服务于沉积矿产及层控矿床的远景规划,出版后受到国内外的好评和重视,1987年获国家自然科学二等奖。 20世纪80年代中期,王鸿祯还利用高等学校多学科的优势,组织和领导了地层、古生物、构造、岩石、煤田地质和石油地质等多学科的教师,协作完成了“中国南方沉积历史、构造特征及有关矿产成矿背景研究”项目和“中国及邻区构造古地理和生物古地理及其与能源和沉积矿产分布关系”项目,分别出版了《华南地区古大陆边缘构造史》(1989)和《中国及邻区构造古地理和生物古地理》(1990)等专著,提出了对中国古大陆边缘演化的系统见解,探索了大陆边缘地质的研究途径。 1993年,王鸿祯组织了校内外五十余位成员,承担国家科委攀登附加项目“中国古大陆及其边缘层序地层和海平面变化研究”,经过几年的努力,取得了重要进展。初步建立了层序地层的级别体系及其与各级天文周期的可能对应关系,为以自然节律为依据的新的地质时代划分提供了理论依据和研究方向。王鸿祯一向重视系统论观点,提倡学科交叉,扩展时空视野,探讨地球科学的根本理论问题,继“中国古地理”等项目之后,又通过层序地层项目的研究,将生物演化、沉积过程、地层发育和构造发展中的周期现象联系对比,从而扩展到岩浆活动史和地球化学演变史,进一步指出了地质作用过程的节律现象是地球演化的普遍规律。它们既是地球整体及其各圈层相互影响的普遍表现,又是地球星体在宇宙中与其他星系相互影响的综合反映。 提出中国及全球主要大地构造单元划分方案及其历史演化体系王鸿祯一向重视大地构造学、特别是历史大地构造学的研究。早在30年代末和40年代,就阅读和介绍过国外有关全球构造的著作,对“固定论”与“活动论”之间的大论战有所关注。50年代发表了《从中国东部前寒武系发展论中国东部构造分区》的论文(1955),20世纪70年代撰写了《大地构造与历史分析》和《亚洲地质构造发展的主要阶段》(1979)等论文,80年代发表了《从活动论观点论中国大地构造分区》(1981)、《中国地壳构造发展的主要阶段》(1982)、《历史大地构造学及其研究方法》(1982)、《中国构造发展史》(1986)等一系列论著,他以构造活动论的观点,提出了复杂的陆缘区和两个相对的陆缘区及其中间的对接带共同构成陆间区的概念(1981)。其后又提出两种地壳消减带的认识:①叠加消减带是弧、陆碰撞,陆缘增生;②对接消减带是最后海域消失,陆陆碰撞。1995年王鸿祯和莫宣学为第30届国际地质大会的召开在Episodes上合写的《中国构造发展纲要》是这些学术观点的一个纲要和总结。 为了突出主体大陆与其周围岛群、岛弧构成的复杂陆缘区的从属关系,王鸿祯提出在地台区和地槽褶皱区之上,建立高一级的大地构造单元——构造域(tectonic domain)和亚构造域(tectonic subdo main),提出了晋宁构造阶段和海西构造阶段的全球构造划分(1985)。王鸿祯受前苏联构造学派的影响,注意构造阶段的划分,注意地质历史中有机界同无机界发展阶段的相互关系。他根据历史的前进发展和分阶段发展的普遍概念,讨论了亚洲构造发展的主要阶段。并根据前寒武纪早、中期地球各圈层都经历明显的阶段变化,以及其在沉积、生物、岩浆活动和构造变动方面的表现,提出了全球构造发展的四大阶段(1981,1982),即陆核形成阶段、地台形成阶段、泛大陆形成阶段和泛大陆解体阶段。阶段的划分是以地球圈层的性质、成分的变化和地表的构造格局的重要变化为依据,指出板块构造主要出现于第三阶段,现代规模的板块运动可能限于第四阶段。还指出陆壳、洋壳、过渡壳的性质及幔源岩浆活动的类型等都受到发展阶段的制约,不能简单套用现今取得的数据与远古时期直接进行类比。20世纪80年代中期,他把构造分区的演变和构造阶段的转化结合起来,对中国的构造发展作了综合论述。同时又根据生物古地理、古地磁和古构造资料,作出了不同时期的全球古大陆系列再造简图,逐步建立了全球构造的活动论与构造发展的阶段论相结合的地球史观。 王鸿祯认为大地构造研究的重要内容之一是历史大地构造学,是各级构造单元的划分及其在不同阶段形成的构造格局的演变和动力学背景(过程)。他认为构造发展中的主要矛盾是稳定单元与活动单元之间的配置与转化。大陆地壳的主要部分是具有古老基底的稳定单元,而稳定单元中的基底与盖层的关系中,基底是控制盖层的矛盾的主要方面。因而研究前寒武纪基底及其转化为稳定的阶段时序具有重要的意义,因而他一向重视前寒武纪地质研究。 由于在地球早期史中,基本介质的量变和质变最为明显,阶段的划分及其前进发展也最具说服力,为了研究构造基底的基本格局,1948年他就对中国东部前寒武系的对比作了回顾。1955年又对中国东部前寒武系基底的发育作了初步分析,并提出了中国东部大地构造单元划分的方案。这是使用前苏联大地构造概念对中国进行构造分区的较早尝试。在元古代地层古地理和古构造方面,他组织一批中年骨干,依靠青年师生,开展了对华北、华南等地中、新元古界的系统研究,在区域地层对比、沉积古地理和构造古地理等方面取得了一批重要成果,在十余年间陆续发表了《中国震旦纪地层与古地理》(1978)、《中国晚元古代古构造与古地理》(1980)、《中国中、晚元古代地壳构造发展》(1980)、《中国中元古代以来的古地理发展》(1982)、《中国元古代主要构造单元及其边界性质的发展》(1984)、《论中国前寒武纪地质时代及年代地层的划分》(1986)、《震旦纪构造格局与全球古大陆再造》(1987)、《中国元古宙古大陆边缘的构造发展》(1994)等论文。根据前寒武纪研究的特点和要求,提出了前寒武系先行建立区域性年代地层单位的建议。在对元古代地层和构造格局进行综述时,指出了张裂构造和裂陷槽体系的重要意义(1984)。他提出以28亿年、18亿年和8亿年为时限,将前寒武纪地质按照地壳(岩石圈)的组构发展特征,分为相应的陆核形成、原地台形成和地台形成三大构造阶段(1985),体现了时间和空间(物质)的联系和统一。 在全球构造方面,王鸿祯提出了以构造域和大陆地台(陆台)为地壳构造单元的大陆聚散过程和以泛大陆周期出现为准的构造阶段,并以这个大陆动力发展轮廓作为全球古大陆再造研究的重要基础。王鸿祯提出,地球科学的根本问题和目标之一是了解地球的形成和演化史,当前地学基础研究的主要目标是试图建立地球演化的基本过程及其可能的动力学模式。王鸿祯认为地球的节律现象是地球动力学普遍规律的表现。地球演化的时空框架可以历史发展的阶段论和古大陆集散过程,即泛大陆周期概念作为初步的依据,运用多学科的综合协作,进行全球古大陆再造研究,并予以动力学的解释。王鸿祯以地球演化的突变论和阶段性“点断前进”(punctuated progressoin)说为主导思想,注意到全球古大陆再造系列研究成果与生物古地理研究取得的格局认识之间存在着一定的矛盾。因而,联系一度流行的地球膨胀说,提出地球可能曾发生阶段性非对称、有限膨胀的设想。在第30届国际地质大会上,展览了有关的全球古大陆再造系列图件,在探讨地球演化动力模式这一根本性问题上引起了与会者的兴趣。王鸿祯的一个重要科学思想(思维)是坚持“阶段论”,提倡“激变论”(灾变论)。王鸿祯认为地球演化史的“阶段论”与“激变论”观点是不可分的。地球历史的发展服从量变引起质变的普遍规律,发展过程都是漫长的、相对平静的量变期与短暂的、急剧变革的质变期相互交替出现的。每一次质变都使事物进入一个新的发展阶段,在新的基础上开始新的量变、质变过程。这就是王鸿祯长期倡导的“阶段论”。阶段论的基本点:①阵发性(episodicity)。没有阵发性,就无法鉴别“事件”并把它们作为划分阶段的标志;②周期性(periodicity),③不可逆性(irreversibility)或前进性(progressiveness)。每一新的阶段都代表事物发展的高一级的进程,这和简单的周期说或旋回说有所区别,阶段的发展是普遍的规律。他还认为,研究地球星体天文史的末期和地质史的初期的物质状态和组构特征,结合地球深部过程、热历史分析和天体化学等研究,探讨和验证地球阶段性非对称有限膨胀假说的可能性及其相关的地球起源假说,应是可行途径。1997年王鸿祯发表于第30届国际地质大会文集第一卷的《泛大陆周期、地球节律与可能的地球膨胀》就是这方面的一个尝试。 古地理研究代表性成果出版《中国古地理图集》王鸿祯的古地理研究代表性成果《中国古地理图集》是他组织多个地质单位不同学科的地质学人共同完成,于1987年获得国家自然科学二等奖。《中国古地理图集》是八开本,共含图版143版,中文说明书85页,英文说明书28页,附录25页,包含构造古地理、沉积古地理、生物古地理和岩浆岩分区等多个图种,覆盖自元古宙直到第四纪的漫长时期。《中国古地理图集》内容是按构造阶段排序,每个阶段都以构造格架图为首,最后的“中国大地构造图”则是构造发展的历史总结。 1986年,王鸿祯被推选为中国地质学会地质学史研究会会长,1989年,在北京组织召开了第15届国际地质科学史学术讨论会,主编了《中国地质学简史》(英文,1989)、《中国地质事业早期史》(1990)、《东西方地质学术思想的交流》(英文,1991)、《中外地质科学交流史》(1992)、《中国地质学科发展的回顾》(1995)、《中国地质学科的发展》(英文,1996)及《比较行星学地质教育地质学史》(英文,1997)等专著和和文集。1999年,出版了《中国地质科学五十年》文集。王鸿祯一贯主张:“既要弘扬中国古代地学思想,更要研究近现代学科史和学术思想史,研讨学术发展的独特规律,追溯学术上的本末和源流,判别得失,做到‘以史为鉴,继往开来’”。王鸿祯在地质学史方面主编的几本英文专著,分别在第28届(1989)和第30届(1996)国际地质大会、第15届(1990)国际地质科学史学术讨论会上展出和散发,受到普遍的好评,认为是“东西方地学思想交流的重要文献”。他在地质学史研究会工作中,广泛依靠各学科的地质学家和有关学者,从1989年起,坚持“一年一会,一年一书”,在较短时间内取得了较多的成果,产生了较好的社会效益。1991年王鸿祯当选国际地科联地质科学史委员会副主席,为中外地质科学史的交流作出了积极贡献。 王鸿祯共发表论文180余篇,出版专著教材等20余部,其中近140篇论文和绝大部分论著是1978年以后完成。 专著 序号 作品年份出版社作者1中国古地理图集1985中国地图出版社王鸿祯主编2中国古生代珊瑚分类演化及生物古地理1989科学出版社王鸿祯等3地史学教程1956地质出版社王鸿祯著4中国地质科学五十年1999中国地质大学出版社王鸿祯主编5中国及邻区构造古地理和生物古地理1990中国地质大学出版社王鸿祯等6华南地区古大陆边缘构造史1986武汉地质学院出版社王鸿祯等主编7中国地质事业早期史1990北京大学出版社王鸿祯主编8构造地质专辑1984有色金属成都地质干部学院王鸿祯,钟嘉猷,徐嘉炜等编期刊 序号 作品年份出版社作者1沉积层序及海平面旋回的分类级别:旋回周期的成因讨论1998现代地质王鸿祯,史晓颖2中国东部及邻区中、新生代盆地发育及大陆边缘区的构造发展1983地质学报王鸿祯,李思田3东秦岭古海域两侧大陆边缘区的构造发展 1982地质学报王鸿祯,周正国4从活动论观点论中国大地构造分区1981中国地质大学学报王鸿祯5中国地壳构造发展的主要阶段1982中国地质大学学报王鸿祯6地球的节律与大陆动力学的思考1997地学前缘王鸿祯7论中国地层分区1978地层学杂志王鸿祯8中国地质构造述要1996中国地质王鸿祯,莫宣学9全球构造研究的简要回顾1995地学前缘王鸿祯10试论西藏地质幧造分区问题1983中国地质大学学报王鸿祯11中国与蒙古之地质2006地学前缘王鸿祯,何国琦12中国中元古代以来古地理发展的轮廓1981地层学杂志王鸿祯;刘本培13中国地质科学50年的简要回顾2000地质论评王鸿祯,翟裕生14亚洲地质构造发展的主要阶段1979中国科学王鸿祯
王鸿祯的社会任职
1947年-1950年,北京大学地质系副教授1950年-1952年,北京大学秘书长,地质系教授1952年-1953年,中国地质学会第27-28届理事兼书记1952年-1954年,中国地质学会书记 1952年-1956年,北京地质学院地质矿产系主任1953年-1954年,中国古生物学会书记1954年-1957年,第29—30届常务理事 1956年-1957年,中国古生物学会秘书长1956年-1958年,北京地质学院副院长1980年-1983年,武汉地质学院院长1983年-1987年,武汉地质学院北京研究生院教授1984年-1989年,中国地质学会副理事长1989年-1993年,中国古生物学会理事长 1939年-1945年,北京大学(西南联大)地质系助教,研究助教 1980年-1984年,《地球科学》主编1980年-1987年,《构造地质论丛》主编1987年-1990年,《现代地质》主编1993年-2001年,《地学前缘》主编
王鸿祯院士对地质学史研究会发展的贡献
石宝珩
( 中国地质学会地质学史专业委员会)
1980 年 4 月,中国地质学会地质学史研究会宣告成立,由夏湘蓉教授任会长。研究会的成立为地质工作者提供了一个进行学术研究与交流的平台,开辟了地质学史研究的新局面。
1986 年 4 月,夏湘蓉教授辞去会长职务,地质研究会推荐王鸿祯院士接任 ( 第二任)会长。自此,中国地质学史研究会在王老领导下,克服了重重困难,继往开来、开拓创新,在中国地质学史研究领域重写了浓浓一笔。自 1986 年以来,地质学史研究会坚持的学术方向、良好会风及其取得的丰硕成果是与王老的领导分不开的。仅从近 20 年来地质学史研究会学术活动的发展来看,王老的贡献是巨大的。
一、明确地质学史研究会的宗旨,坚持以学科史、学术思想史为重点开展学术活动
1. 以史为鉴,继往开来
王老接任会长不久,1987 年 11 月在丁文江先生诞辰 100 周年,章鸿钊先生诞辰 110周年纪念会上提出: 当前 “科学技术事业的发展,对科学技术史的研究日益受到更多重视,同时也提出了更高的要求。科技史的研究应该做到 ‘以史为鉴,继往开来’,研究事物的本末和始终,达到为当前和今后的工作提供借鉴的目的。” “通过回顾过去,探讨事业上的盛衰和得失,追溯学术上的本末和源流,对我国地质科学的前进和发展,尽一份绵薄之力,起一份推动作用,这就是我们的衷心愿望。”
研究会始终将王老提出的 “以史为鉴,继往开来”作为自己的宗旨,指导研究会的学术活动。
2. 学术活动以学科史及学术思想史为主
地质学史研究的主要内容是地质学发展的事业史、学科史和人物史。从研究会活动和基本情况出发,在 20 世纪 80 年代末 90 年代初,贯彻 “以史为鉴”的方针,王老提出以科学史和学术思想史为主开展学术活动。
1988 年 10 月,王老指出: “地质学史的研究牵涉到所有地质分支学科,它的兴旺发达有赖于广大地质学人共同关心和各有关业务部门的广泛支持。”
1991 年 3 月,王老更明确提出: “地质学史研究会的活动应以研究整个地质科学发展史及学术思想发展史为主,同时兼顾中国古代及当代的研究。应以 19 世纪以来地质学史研究中经常遇到的一些难题 ( 如对重要人物或重要史实的评价) 研究为途径之一。只有这样,才能比较客观公正地撰写地质事业史和评价历史人物。”
如何进行学科史研究? 王老提出了学科史与学术思想史研究相结合的思想: 提出了以学科史研究为主线,要同事业史、人物史研究相结合的思想; 提出了开展学科史与学术思想史研究要上升到哲学高度的思想: 在 21 世纪之初又提出地球科学系统的协调和融合的思想等。这些指导思想都具有前瞻性,具体指导了地质学史研究会学术活动始终沿着正确的方向,有效地开展活动。
1996 年 8 月,王老提出: “今后在国内和国际上除一般史料外,开展学科发展史、学术思想史研究,上升到哲学概念的高度,应是一个重要方向。”
1997 年 1 月,王老又指出: “今后一段时间,我们可将学科史作为基础,全面开展包括事业史、人物史、教育史和古代矿业开发史的研究。” “学科史为主只是 ‘学史’研究的一部分,是研究的重要内容,但事物来龙去脉通过人的思想来实现,因此,要研究学术思想发展史。”
王老在辞去会长职务之后,仍关心研究会的工作。2004 年 12 月又指出在 21 世纪,研究会要 “与时俱进”,要贯彻 “以人为本”。他讲: “地质学是地球科学的一部分,地球科学系统更为广泛,它的各个方面有个协调和融合的问题,特别是 90 年代以来,科学与文化,自然科学与社会科学的交流,引起学术界的关注。我们要与时俱进,学术思想史具有哲学因素,学史研究与哲学联系也应更为紧密。” “贯彻以人为本,特别要正确对待对历史人物的评价。”
3. 广泛而有效地开展学术活动
自 1980 年地质学史研究会成立以来,至 2005 年召开了 17 届年会,共举办 25 次学术活动,有约 2000 人次参加学术活动,提交论文将近 1000 篇。25 次活动中有 19 次是在1986 ~ 2003 年王鸿祯任会长期间举办的,期间参加人数超过 1550 人次,交流论文超过700 篇。
最有历史意义的学术活动是 1999 年 9 月,在新中国成立 50 周年前夕召开的 《新中国地质科学 50 年回顾与展望学术讨论会》。会议并进行了 《中国地质科学五十年》一书的首发式。
在王鸿祯教授亲自主持、组织下,由地质科学各个领域的 51 位学者、专家,撰写了38 篇基础地质和应用地质论文,对新中国成立以来各主要地质学科的发展进行了全面系统的总结。《中国地质科学五十年》一书是一部在世纪之交具有 “以史为鉴、继往开来”重要时代意义的科学史专著,向国庆 50 周年献上了一份厚礼。
对于这一学术活动,受到社会的赞誉,中国科学院院士赵鹏大评价: 《中国地质科学五十年》这部专著,“对我国地质学主要学科体系 50 年的研究成果、研究经验和学科发展进行了总结和评述,从科学史的角度首次对我国地质科学的发展做了全面系统的总结。这在世纪之交,为我国地球科学在 21 世纪的发展提供了 ‘史鉴’”。
中国地质学会秘书处也给予了充分肯定,认为地质学史研究会 “对新中国成立 50 年来的中国地质学的发展进行了回顾和展望,并出版了 《中国地质科学五十年》一书,在我国地质界产生较大的影响。”
二、缅怀老一辈地质学家的丰功伟绩,弘扬老一辈地质学家的敬业精神
地质学人物史的研究是地质学史研究和学术活动的重要内容之一,人物史研究不仅是学科史、学科思想史以及事业史的重要组成部分,而且正如王老所讲 “缅怀前辈们在困难的条件下,筚路蓝缕、艰难创业的历程,必将引起我们的高度崇敬。”如何进行人物研究,1994 年 4 月,王老提出: “研究会要以学科史研究为主线,把它同事业史和人物的研究很好地结合起来。”“研究人物也应该以学科史为主线,着重搞清史实,从学术方面提出他们的贡献,研究他们的学术道路、学术思想和对学科发展的贡献。”
1. 组织学术交流活动
地质学史研究会在组织学术活动中,组织或参与组织有关人物史的研讨会主要有:
1987 年 10 月组织了 《纪念丁文江先生 100 年、章鸿钊先生 110 年诞辰,中国地质事业早期史讨论会》。
1988 年 11 月,在第 6 届年会期间,举行了 《谢家荣先生诞辰 90 周年学术讨论会》。
1989 年 12 月,参加了 《李四光学术思想讨论会》( 纪念李四光诞辰 100 周年) 。
1993 年 12 月,组织了 《袁复礼教授百年诞辰纪念会》。
1995 年 10 月,举行了 《纪念孙云铸教授诞辰 110 周年学术报告会》。
2003 年 11 月,第 16 届年会是一次以人物史为主要内容的学术年会。时逢袁复礼诞辰 110 周年、谢家荣诞辰 105 周年、冯景兰诞辰 105 周年、喻德渊诞辰 100 周年、王曰伦诞辰 100 周年等。
2. 对部分学者的缅怀与评价
王老不仅对前辈怀有崇高的敬意,而且给予了高度评价。以下是他的部分论述:
“丁文江先生和章鸿钊先生是我国地质事业的创始人和奠基人,对中国早期的地质事业作出了重大贡献。” “怀念丁先生、章先生和他们的同辈李四光先生及其他几位先生们一起,披荆斩棘、合作无间的精神,必将给我们巨大的鼓舞和激励。”( 1987 年 11 月)
“李四光教授是我国地质事业的奠基人之一,是新中国地质事业的主要领导人,是中国科学界、知识界的一面旗帜。他的科学活动和社会活动具有广泛的国际影响。” “我在研读李老的学术著作时,又深深感到他总是立论严谨,从无武断之语、过甚之词。李老的学风和文风为我们树立了光辉的典范,是我们应该继承和发扬的宝贵财富。因此,我们要学习李老的献身精神和民族气节,学习李老严谨的科学态度和高尚的学风文风。” ( 1989年 12 月)
“袁希渊 ( 袁复礼) 老师早年留学美国,回国之后虽然从事过重要的地质调查工作,特别是在西北科学考察期间,作出了开创性的贡献,取得了卓越的成就,但就袁老师的一生来看,他的主要贡献还在于长期坚守地质教育岗位。他长期主持清华大学地学系,师道长存、功勋永在。”“我们现在敬怀前贤,缅怀师德,更应以此自勉,以求无愧于前辈师长,无愧于当前的时代。”( 1993 年)
孙云铸教授 “是中国古生物学和地层学的奠基人之一,同时又是一位影响深远的地质教育家。”“孙云铸教授堪称中国地质古生物界的一代宗师,也是中国地质界一位良师。他待人以诚,平易近人,对后进关切备至,数十年如一日,凡曾亲受教诲的学生无不深志不忘。”( 1995 年 10 月)
“谢家荣先生是我国著名的老一辈地质学家,他学识渊博、著述颇多,对中国地质事业作出了重大的贡献。” “谢先生不仅在内生和外生矿床方面取得了杰出的成就,对石油地质和煤田地质有精辟的见解,对大地构造也有重要的创见。” “他毕生致力于资源、能源的找矿勘探实践,是把地质现状与应用密切结合起来的典范。”( 1988 年 10 月)
谢家荣先生是 “中国地质界的一代宗师,矿床学的罕见巨匠,矿产勘察事业的杰出领导人。”( 1988 年 1 月)
谢先生 “知识渊博,非常重视实践,又具有敏锐超前的思维。”( 2003 年 11 月)
黄汲清先生 “他不仅是一位基础地质学大师,还是一位对石油勘查作出重大贡献的应用地质学权威,同时还是一位杰出的地质工作者和领导者。” “黄先生为人坦诚,治学严谨,具有广阔的胸怀和高尚的情操,重视实践,笃于探索。” “黄先生的辉煌业绩在地质科学真理的宝库中占有自己的位置。”( 1998 年)
“黄老真正是在 20 世纪对中国地质和地球科学作出奠基性和开创性贡献最多、影响最广的一代大师。”“黄老做人处世的优良品德: 一是崇仰前辈,二是关怀后进,我们应当继承发扬前辈们的高尚品德,做到崇仰前辈,关爱后辈,团结凝聚我们的力量,就一定能在科教兴国中作出我们应有的贡献,无负于当前的伟大时代。”( 2004 年)
三、进一步开展国际学术交流
地质学史研究会一经成立就参加了国际地质学史委员会的工作,首任会长夏湘蓉教授于 1980 年被选为国际地质学史委员会委员。闻广、王根元、孙荣圭先后当选为通讯委员。王鸿祯教授接任第二任会长后,于 1987 年 7 月参加了第 14 届学术会议,接替夏湘蓉成为国际地质科学史委员会委员。1990 年 10 月,在第 15 届国际地质科学史讨论会期间,被增选为该委员会副主席。1996 年 8 月,王鸿祯再次当选副主席。同时,自 90 年代以来,先后又增补中国陶世龙、于洸、石宝珩、杨静一、翟裕生、杨光荣、张九辰、银剑钊、游振东、籍传茂为国际地质科学史委员会通讯委员。在王老领导下,研究会加强了与国际同行交往,扩大了国际交流。
1. 组织学术交流会议
( 1) 1988 年 10 月第六届年会中心议题是 “中外地质交流史”。王老在会上提出:“科学技术从其本质来说是无国界的,而国际信息交流更是非常必要的。”“我们研讨地质学术上的对外交流,回顾其在地质事业发展中的作用,对推动学科发展,权衡得失,具有重要的意义,也必然能够为当前和未来的规划措施提供宝贵的借鉴。”这次会议专门研究了拟于 1990 年秋,在中国召开第十五届地质学史国际学术讨论会事项,确定了会议议题:“东方与西方地质思想的交流。”
( 2) 1990 年 10 月国际地科联 “第十五届国际地质科学史学术讨论会”在北京举行。中心议题是 “东方与西方地质思想的交流”。国际地质科学史委员会主席 Martin Guntau讲: “过去国际地质科学史的研究圈主要限于欧美,现在中国已经进入了这个研究圈内。国际地质科学史委员会的活动扩展到了历史悠久的亚洲,这是一个重要的进展,这是一次有重要意义的会议。”
( 3) 为准备 1996 年第 30 届国际地质大会在中国召开,王鸿祯会长在 1994 年 4 月,在研究会第九届年会上讲: “重视国际合作,开展国际交流,才能推动学科发展和学科间的交叉渗透,做到与世界学术发展同步,取得国际性的研究成果。”并研究决定地质学史研究会将参加组织地质学中外交流史,学科发展史以及地质理论、思想和哲学等的讨论会。
( 4) 1996 年 8 月,第 30 届国际地质大会在北京召开,在 “地质学发展与国际地质学交流,19 世纪以来地质分支学科的发展学术讨论会”上,地质学史研究会参与主持了地质学发展与国际地质学思想交流及 19 世纪以来地质分支学科的发展两个分组的学术讨论会。
2. 开展学者学术交流活动
邀请澳大利亚学者 D. R. 欧德罗来华交流,1992 年9 月,他以澳大利亚地球科学史学会理事身份访华,作了四次学术报告。1999 年 10 月,以国际地质科学史委员会秘书长的身份再次访华,进行了 “地质科学史研究中的方法及文献资料甄别”的专题讲座。
四、凝聚人才,坚持好的文风会风
地质学史研究会 20 多年学术活动不衰,并不断取得好的成果,表明它具有很强的生命力、凝聚力、吸引力。这首先是由于研究会有好的带头人。首任会长夏湘蓉的严谨学风,一直影响我们。1986 年王鸿祯教授接任会长以来,以求实创新精神,带领我们不断取得新进展。
地质学史研究会遵循 “以史为鉴,继往开来”的宗旨,长期坚持好的会风和文风:
( 1) 始终坚持学术交流是研究会最主要的研究内容。
( 2) 始终坚持 “严谨、求是、创新”的传统,保持了不张扬的好风格。
( 3) 始终坚持贯彻 “双百”方针,充分发扬学术民主。
( 4) 实现了 “一年一会,一会一书 ( 刊) ”目标。
( 5) 积极争取上级主管单位和挂靠单位的领导和支持。
研究会好的会风和文风,是与研究会会长分不开的。王老以他高尚的人格魅力和在地质界的崇高威望,以及对研究会活动亲自组织和周到安排,更以他包容的广阔胸怀和固本慎始的科学精神,团结和凝聚了一批专家、学者,形成了研究会的中坚力量。
研究会好的会风和文风,得到中国地质学会的充分肯定。地质学史研究会多次被评为中国地质学会先进集体,并多次受到赞誉。
1998 年 10 月,时任秘书长的王弭力说: “地质学史研究会的工作在中国地质学会 44个专业委员会、研究会和工作委员会中是比较出色的一个。每年一次的年会都有条不紊地进行安排。”
2004 年 11 月 20 日中国地质学会秘书处来函: “地质学史研究会云集了一批国内外知名学者,具有开拓和创新精神,对地质学科的发展,对地质学术思想的发展进行了深入的、卓有成效的研究,为地质科学发展发挥了重要作用,得到了我国地质界同仁的肯定和重视。”凝聚了王鸿祯教授和众多老一辈地质学家心血的地质学史研究会,已在中国地质科学发展史上,书写了厚厚的一页,载入了史册。
展望研究会的未来,在新会长翟裕生院士带领下,一定会继承传统,取得更加辉煌的业绩。
华北聚煤盆地古构造及古地理演化
华北聚煤盆地的形成与演化受大地构造的控制,空间上是大地构造格局中的一个组成部分,时间上是大地构造演化的阶段产物。
加里东构造阶段是华北地台盖层形成时期。早古生代基本上为陆表海沉积,其沉积特点为陆外有坪、坪外有滩、滩外为海、海外为槽,呈现出四周通洋的古地理格局(冯增昭,1990)。加里东阶段也是华北地台大陆边缘性质由被动大陆边缘向活动大陆边缘转化的时期,不同的构造运动在华北地台上造成了多个不整合面。
早加里东阶段大陆边缘不断增生,北缘曾形成褶皱带,华北地台持续稳定沉降。中奥陶世至早石炭世,华北地台主体部分全面隆升,是华北地台南北大陆边缘活动的结果。秦岭地区二郎坪群蛇绿岩套具有岛弧特征,反映了主动大陆边缘构造环境。王鸿祯(1990)指出,秦岭早、中奥陶世草滩沟群上下均为不整合,也证明了俯冲的存在。这一构造事件造成了华北地台长达1.5亿年的沉降间断,长期的风化、剥蚀、夷平和准平原化,使寒武系和奥陶系被强烈剥蚀,顶面为一古侵蚀面。它的基本特点是坡度极缓、岩溶发育、铁铝物质富集,它对于晚古生代层序地层界面性质、层序叠置方式、层序地层格架展布等都具有显著的影响。
海西构造阶段是华北聚煤盆地形成、演化的时期。其雏形可能在泥盆纪就已见端倪,西高东低的箕状态势可能是这一时期的产物。晚古生代古特提斯洋曾一度打开,古蒙古洋和古秦岭洋的相向俯冲作用得到了松弛(赵重远,1986;转引自程爱国,林大扬,2001),华北地台结束了长期的风化剥蚀状态,开始接收沉积。晚石炭世早期,由于古秦岭洋壳的俯冲作用加强,南华北地区发生翘隆,在加里东运动形成的西高东低的基础上,叠加南高北低的构造机制。此时,乌兰格尔隆起呈古陆状态,将华北盆地分为东西两个亚盆地。由于古郯庐断裂的活动,在盆地的东北部沿郯庐断裂最先接受滑石板期沉积,达拉期海水由东北向西南侵入,侵入范围遍及东华北亚盆地。西部亚盆地的海水来自西南,沉积物由西向东超覆在乌兰格尔古陆之上。
华北古板块北缘从加里东运动阶段至海西运动阶段是一个不断向北增生的过程,古蒙古洋壳的消减和俯冲作用使得华北古板块北部隆升形成阴山古陆,成为华北盆地的主要物源区。晚石炭世晚期这种隆升作用不断加强,使得整个华北古板块发生跷跷板式的升降移位,由南隆北倾机制转变为南倾北隆机制,并一直延续到晚二叠世,成为华北盆地的主体构造形式。晚石炭世乌兰格尔隆起呈水下隆起状态,海水由东南和西南两个方向入侵并汇合,至此,华北盆地成为一个完整、统一的盆地(图1.3)。中、晚二叠世海西运动进一步加强,古蒙古洋消失,华北古板块和西伯利亚古板块发生对接,其对接带为贺根山—索伦山,成为天山-阴山造山带的一个重要组成部分,海水由北而南退出,华北盆地由海陆交互相盆地转化为陆相盆地。
图1.3 华北聚煤盆地晚石炭世晚期岩相古地理图Fig.1.3 Sketch lithofacies palaeogeographical map of the late time of the Late Carboniferous in North China
(据尚冠雄,1993)
地质背景综述
对研究区地质背景的了解,尤其是大地构造属性与地层区划及地层系统、岩相古地理轮廓的总体分析与把握,是开展层序地层学研究的必要前提。
一、地层区划特征
研究区位于湖南、湖北交界地带,属于上扬子地台东南缘,具有较典型的被动大陆边缘特征(王鸿祯,1978,1981,1982;赖才根等,1980,1982;王鸿祯主编,1985;王鸿祯等,1986,1990;周明魁等,1992;刘宝瑁等,1993)(见图1)。根据沉积类型、生物面貌、沉积厚度及层序结构以及顶底界特征等原则(王鸿祯,1978),自北向南,研究区可分属以下三个地层区类型(湖南区调队,1986;曾庆銮等,1987)。其总体特征如下:
(1)大致沿桃源热市—慈利龙潭河—吉首一线以北(北西),岩性及岩相与峡东宜昌一带类似。其奥陶系下部为较纯的碳酸盐岩,夹少量泥页岩;其上部则为泥质较多的碳酸盐岩,并有碳硅质笔石页岩等,最顶部为观音桥层。靠近慈利一带,奥陶系顶部—志留系底部则多有不同程度的缺失。生物群以三叶虫、头足、腕足等为主,间有笔石等。总体厚度300~400m。属于一种基底较稳定的台地相区沉积环境,即扬子区。
(2)以桃源九溪—黄石和慈利陈家河一带为代表,基本上沿武陵山南坡呈北东—南西向延伸。该区奥陶系沉积厚度较大(700~1000m)。其下部地层,自两河口期至牯牛潭期,以含泥的碳酸盐岩为主,夹多层碳酸盐角砾岩等碎屑流沉积,向上逐渐过渡为泥质—粉砂质沉积。奥陶系上部,自庙坡期至五峰期,该区则与扬子区相似,为含泥的碳酸盐岩与碳硅质笔石页岩,顶部出现观音桥层。生物群以扬子型为主,夹有江南型,反映了一种沉积基底较活动、沉降较大的台地边缘斜坡沉积环境,属于通常所说的扬子区和江南区之间的过渡区(武陵山小区)。
(3)以桃江响涛园—安化毛铺子一带为代表,奥陶系为一套厚度不大(300m±)的硅泥质、碳泥质、粉砂质板状页岩,中上部夹含锰碳酸盐岩及近源型浊积砂砾岩。其顶底分别与寒武系、志留系呈连续沉积,生物群以笔石为主体。与前两区相比,总体上显示出远离碳酸盐台地、相对饥饿的深斜坡-盆地沉积背景。该区即属于扬子区与华南区之间的过渡区,习称江南区(雪峰分区)。
二、地层划分与对比
上扬子地台东南缘的峡东—湘西北地区,是我国华南地区奥陶系经典研究区之一。地层研究工作最早可以追溯到20世纪初20、30年代。李四光(1924)、田奇镌等(1933)、王钰(1938)以及孙云铸(1941)等地学前辈,曾在该区内做过许多开创性研究。新中国成立以来,更有许多学者在此进行了多方面、多层次的工作,如杨敬之、穆恩之(1954)、张文堂(1957,1962,1982)、金玉琴等(1959,1964)、刘义仁、傅汉英(1984,1989)、安太庠等(1980,1987)、汪啸风等(1980,1983,1987),等等。另外,湖北省和湖南省地矿局所属单位等,则对该区进行了地质填图及专题研究,如湖北省地矿局三峡地层研究组、原地质矿产部宜昌地质矿产所、湖北及湖南区调队等。数十年的积累,已使该区的生物地层学及相关研究达到较高的水平。宜昌黄花场剖面等已成为我国奥陶系指定层型剖面(赖才根等,1982;汪啸风等,1987)。
本文基本沿用该区现有的地层系统(表1-1)。奥陶系的年代地层特别是阶根据赖才根等(1982)以及汪啸风和陈旭等(1996)的划分综合而成。笔石带、牙形石带则分别参照安太庠(1987)、倪世钊等(1987)、陈旭等(1993)、汪啸风和陈旭等(1996)、张建华(1996)等人的资料综合。寒武—奥陶系暂以Cordylodus lindstromi带的底界为界,奥陶—志留系暂以Glyptograptus persculptus带底界为界(汪啸风等,1987,1992)。系、阶界线年龄分别采用Harland等(1989)以及王鸿祯、李光岑(1990)和王鸿祯(1996)的数据。岩石地层划分基本根据曾庆銮等(1987)、湖南区调队(1986)及汪啸风和陈旭等(1996),但此次在湘西北划分出了大田坝组、舍人湾组等,并对桃花石组等岩石地层单位的界线,从层序地层学的角度进行了重新厘定(参见第八章)。
表1-1 上扬子东南缘奥陶系多重地层划分对比表
三、沉积环境及古地理演化
已有的研究表明,奥陶纪时,扬子地台总体上处于靠近冈瓦纳大陆的南半球低纬度地区(王鸿祯等,1985;汪啸风等,1987;Chen和Rong,1992;刘宝珺等,1993;Wang和Chen,1995),这使得扬子地台奥陶系的地层沉积总体上以碳酸盐岩为主。但是,由于晚期的古纬度要比早期稍稍靠南(王鸿祯,1985;汪啸风等,1987;Chen和Rong,1992;刘宝珺等,1993;Wang和Chen,1995),并因此更多地受到了冈瓦纳大陆冰川及深凉水背景的影响,使得这块地台在奥陶纪晚期,无论沉积类型还是生物群面貌,都呈现出有别于早期温暖浅水的深凉水特征来(戎嘉余,1984;Chen,1984;陈旭等,1986;戎嘉余等,1987;曾庆銮,1991;王志浩等,1996)。而从鄂西到湘中,从碳酸盐台地内部经其边缘向陆棚斜坡和盆地的沉积相区的横向变化,使得该地区沉积环境的在时空上的演替,变得更为复杂多样(湖南区调队,1986;周名魁等,1993;刘宝珺等,1993;汪啸风等,1996)。尽管如此,在总体上,奥陶纪时本研究区及所在的上扬子地台仍可分为两个较大的沉积阶段,即:
1.正常温暖浅水碳酸盐台地阶段
该阶段时限为两河口期—红花园期。它们基本上继承着震旦纪末期以来的沉积背景和格局。这一阶段,研究区内又可分为以下三个相区:
(1)台地相区:自慈利龙潭河—桃源热市一线以北,包括峡东地区在内的广大区域;
(2)台缘斜坡相区:以桃源九溪—黄石及慈利陈家河一带为代表,沿武陵山南坡呈北东—南西向延伸的狭长地带;
(3)深水陆棚(斜坡)—盆地相区:以桃江响涛园—安化毛铺了—带为代表,沿雪峰山南麓向东南展布的地区。
2.淹没深凉水碳酸盐台地阶段
该阶段自大湾期开始,直到五峰期末。在这一阶段,上述的前两个相区基本合二为一,普遍发育含较深水环境生物组合的瘤状泥灰岩、具收缩纹泥灰岩等,呈现出较典型的广海陆棚沉积环境,但第三相区仍然存在。该阶段又可以牯牛潭期和庙坡期之间为界,分为前后两个次级阶段。前后相比,后者则发育有代表滞流、还原背景的黑色硅质碳质笔石页岩,反映了沉积环境等曾有较大变化。
“构造控制盆地,盆地控制沉积”(王鸿祯,1992)。下面,作者将以古斜坡坡度及沉积基底构造沉降速率的测算,来概括性地揭示研究区的沉积环境及古地理变化。
Middleton和Hampton(1973)曾经以大量而翔实的实际资料,总结过地层中碎屑流的厚度与古斜坡坡度角的关系,并提出了如下的经验公式:
Tcrit=(K+σntanφ)/ρ1gsinθ
其中Tcrit为碎屑流沉积岩的厚度,K为碎屑流静力学强度,σn为正常沉积静力学强度,φ为摩擦角,θ为斜坡角,ρ1为碎屑流润湿密度。对于润湿未固结的沉积岩,由于φ接近于零(Schofild和Worth,1968),因此上述公式可简化为:
Tcrit=K/ρ1gsinθ
又根据D=8.8K/g△ρ可求得K。其中D为重力流可搬运的最大球状砾石直径,g为重力加速度,△ρ为碎屑流和基质的密度差,因此
sinθ=D·△ρ/8.8ρ1Tcrit
又因为对颗粒支撑的重力流而言,ρ与灰岩密度近等,即等于2.73g/cm3,△ρ则可近似地视为1.73g/cm3,所以
sinθ=0.072D/Tcrit θ=arcsin(0.072D/Tcrit)
按照这一公式,根据研究区碎屑流沉积中最大等轴状或近等轴状砾石粒径数据,对古斜坡坡度和碎屑流静力学强度进行了估算,结果如表1-2所示:
表1-2 研究区奥陶纪古斜坡坡度及碎屑流静力学强度表
注:HJ即九溪剖面,HH为桃源黄石镇剖面,HC为慈利陈家河剖面。O1p即盘家嘴组,O1m即马刀育组这三条剖面均属于武陵山小区。HX则为桃江响涛园(南石冲)剖面,O2n即南石冲组,属于湘中区。
从上表中可以看出:
(1)研究区奥陶纪古斜坡坡度为0.12°~1.40°。它们包含在现代所观测的可发生碎屑流的斜坡角范围中(0.1°~6.5°)(Embley,1976;Jacobi,1976),与李杰测算的川陕及湘黔交境晚寒武世发生碎屑流沉积的古斜坡坡角(0.28°~2.49°;1.07°~2.35°)相比较,总体上也是一致的。
(2)研究区内碎屑流静力学强度值的范围在102~104Pa之间。这与A.M.Johnson(1970)关于现代地表泥石流的强度(102~104Pa)及刘宝珺(1990)关于湘黔地区寒武纪碎屑流静力学强度(102~104Pa)李杰关于川陕、湘黔交境地区晚寒武世碎屑流静力学强度(103~104Pa)是基本吻合的。
(3)如果测量值没有大的偏差的话(不排除因露头面积所限、所能见到的最大等轴粒砾石的直径有可能会偏小等),那么,奥陶纪早期湘北九溪一带的古斜坡坡度角,看起来总体上要比晚期湘中响涛园一带的大一些。同时,根据当前的坡度测算值,并参考台地边缘湘北热市—茅草铺一带当时的古水深(潮间带附近)等,可以估算出湘北九溪一带和湘中响涛园一带古斜坡在理想状态下的“古水深”。其中,前者大多为100~200m,后者则为350~700m左右。这也从另一个角度说明了问题:前者属于碳酸盐台地前缘斜坡,后者则可能已属外陆棚缓坡地带或盆地相区(王鸿祯,1985;湖南区调队,1986;周名魁等,1993;刘宝珺等,1993)。前者大体上或可与现代热带-亚热带海洋的大堡礁及巴哈马台地边缘等相比照,后者则大致可与我国东海及黄海陆架外部等相对应。同时,这也表明,此前有关九溪一带“下奥陶统存在着等深流沉积”的认识(高振中等,1995)是令人怀疑的,至少是值得商榷的。
由此可见,上扬子地台东南缘湘西北—湘中一带的沉积基底,自北西向南东,大致上从坡度稍陡的碳酸盐台地前缘斜坡,逐渐转换为坡度较缓的外陆棚缓坡或盆地相区,基本上继承了震旦、寒武纪以来的面貌(刘宝珺,1991;刘宝珺等,1993)。而由于红花园期之后碳酸盐岩台地的被淹没(刘宝珺等,1993)和沉积充填,坡度稍陡的碳酸盐台地前缘斜坡,已随之转化为坡度较缓的陆棚缓坡的一部分。即自大湾期开始,研究区的沉积基底环境又有了一些改观。
Von Bubnoff(1954)最早运用了时间-沉积厚度曲线,即平均沉降速率来表达沉积盆地沉降史。尽管它比现在的“反剥法”所达到的精度稍低,数值稍小,但最终所获得的趋势与后者是基本一致的(刘宝珺等,1993)。因此,在缺乏孔隙度及压实比等参数的情形下,人们仍可以直接用现在的实测地层厚度,参照一些界线年龄来求得这一数值。下图即为作者根据研究区的4条奥陶系基干剖面的实测数据,参照现有的奥陶系各阶年龄(表11),做成的研究区奥陶纪基底沉降曲线(图1-1)。
图1-1 研究区奥陶纪基底沉降曲线对比图
Ⅰ—桃江响涛园;Ⅱ—宜昌黄花场;Ⅱ—桃源热市-茅草铺;Ⅳ—桃源九溪
从图中可以看到以下特点:
1.各区基底沉降速率的差异
总体上沉降最大、最快的地区是九溪剖面所代表的武陵山小区,即台缘斜坡区。其次是热市—茅草铺剖面所在的八面山小区,它属于台地相区,但非常接近台地前缘斜坡,大致相当于枢纽带(hinge)附近。再次则是黄花场剖面所在的峡东区,属台地内部相区。沉降最小、最慢的地区是响涛园剖面所在的湘中区,属外陆棚斜坡-盆地相区。这说明相区的形成及地层区的划分,实际上首先是由沉积基底的稳定程度所决定的。
2.各地区普遍存在这样几个基底沉降演化阶段
(1)两河口—红花园期:属于强沉降阶段。沉降速率范围为4~25m/Ma,顺序为九溪>热市>黄花场>响涛园。反映研究区所在的上扬子地台及其边缘,总体可能处于一种热沉降拉伸或裂谷状态(Miall,1990;Einsele,1992;刘宝珺等,1993),并有可能最终导致了整个地台区和碳酸岩台地的被淹没(刘宝珺等,1993)。这一时期不仅在斜坡(湘西北九溪一带)及盆地相区(如湘中新化等地)均出现了较典型的类复理石式浊积岩(湖南区调队,1986),而且在台地内部相区的峡东一带,也出现了碳酸盐角砾岩等重力流堆积(雷卞军等,1996),可能就是这种应力背景状态的一个突出表现。
(2)大湾—牯牛潭期:属于弱沉降阶段,沉降速率范围降低为1.9~7.3m/Ma,总体上远远小于前一阶段的幅度,但顺序有所变化,为九溪>响涛园>黄花场>热市。其中前两者的速率十分接近,不过,响涛园的沉降幅度却超过了前期。而后两者的幅度比前期减少了许多。反映出上扬子地台及其边缘的热沉降拉伸或裂谷状态,比前期减弱了许多,并可能有某种调整。因而在其末期导致了上扬子地台及其边缘整体露出海平面,并遭受到不同程度的剥蚀(汪啸风等,1996)。
(3)庙坡—临湘期:属于极弱沉降阶段。沉降速率均变得非常低,为0.7~1.2m/Ma,四个地区很相似,仅九溪剖面稍稍小些。反映出研究区总体上可能处于构造沉降甚小、整体较为稳定的均衡状态,并很可能在早期出现了较快、较大幅度的海平面上升,造成了缺氧事件,从而使其代表性产物-黑色笔石页岩,几乎遍布原来各个相区(湖南区调队,1986;曾庆銮等,1987)。后期虽有改观,但总体仍远离物源区——不管是碎屑岩滨岸,还是碳酸盐台地,属于一种相对稳定、还原的沉积环境,因而有利于较为均一、厚度不大的瘤状泥灰岩、具收缩纹泥灰岩的形成(陈旭等,1986)。并在末期有可能逐渐暴露或接近暴露,因而一些地点出现了白云岩等(刘永耀等,1984)。
(4)五峰期:总体属于弱沉降阶段,但各地差异较大。沉降速率范围可从2m/Ma增至12m/Ma。其中,热市一带因后期剥蚀缺失而难以估算,余者的顺序为九溪>响涛园>黄花场。反映该区可能又出现了新的热沉降拉伸,如湘中桃江—安化一带发育了近源浊积岩(徐熊飞,1980)。末期则因出现了挤压状态(刘宝珺等,1993),造成了以热市一带为代表的湘鄂黔交界地区局部隆升成陆,并遭受剥蚀(穆恩之,1954;湖南区调队,1986)。
层序地层学简介
层序地层学最早是地震地层学应用于油气勘探领域而被提出的。1977年,Vail等发表的地震地层学论文集标志着层序地层学的萌芽。此后的10年,地震地层学迅速发展并日臻成熟,而且在油气勘探领域有了广泛的应用。1987年,Vail和Wagoner正式提出了“层序地层学”的概念,并发表了第二代Vail海平面变化曲线,Vail还提出以海平面升降作为层序演化的主控因素,至此,层序地层学理论基本形成(纪友亮,1997)。时至今日,层序地层学的应用已远非仅限于油气、煤等能源地质领域,它在区域地质、大陆边缘地质和地层学理论研究方面都取得了突出的成果,受到越来越多地质学家的重视(王鸿祯,1998)。
层序地层学研究主要包括两个方面的内容:一是全球绝对海平面变化曲线的建立和对比(如Vail等,1977a;H aq等,1988),二是在等时性地层序列中的岩性特征预测。第一方面的应用已受到严厉批评,因为支持这些曲线的许多假设条件是错误的(Miall,1986,1991,1992;Summerhayes,1986;Burton等,1987)。尤其是用来确定这些曲线的古生物、古地磁及放射性测年技术的精度不足以界定三级海平面变化曲线的时限。结果不同盆地的年代序列曲线被错误地叠加在一起,形成毫无意义的全球海平面变化曲线(Aitken,Howell,l994)。现在更为通用的是区域性的而非全球性的海平面变化曲线(Partington等,1993)。只有通过高分辨率生物地层学和年代地层学研究并对一些区域性旋回进行了详细分析后,才能把一些局部事件从全球性的等时性事件中区别开来,这样才能建立正确的全球海平面变化曲线。尽管如此,在那些年代资料很少或根本就没有年代资料的盆地中,全球海平面变化曲线还是有价值的(Posamentier,James,1993;Posam entier,Weim er,1993).
尽管全球海平面变化曲线存在着不合理性,但并没有影响到层序地层学作为预测和揭示盆地充填历史工具的合理性。层序地层学在这方面的应用比建立全球海平面变化曲线的应用更广且更有价值,因为它依赖于可容空间的概念(Jervey,1988)。只要认识到以前提出的模型只是概念化的东西,并在使用层序地层学概念以前阐明局部影响因素(如沉积物供给、盆地形态),层序地层学是可以应用到许多不同类型的构造背景和沉积环境中的(Posam entier,Allen,1993a;Posam entier,Jam es,1993;Posamentier,Weimer,1993;Weim er,Posam entier,1994b)。自从它旋回地层学(allostratigraphy)(NACSN,1983)、成因层序地层学(Galloway,1989)和Exxon模式层序地层学(Jervey,1988;Posam entier,Jervey等,1988)被提出后,人们就已经开始讨论它们的优缺点了(Walker,1990,1992;Posamentier,Jam es,1993)。它们的共性是都与事件地层学相关联,并且都是基于岩石记录中的旋回性以及相对时间地层格架的测定,主要差别在于旋回之间界面的厘定。它旋回地层学方法使用限制它旋回地层单元的任何一种不连续面,Gallowayd成因地层学方法使用最大海泛面限定成因地层层序,而Exxon公司的层序地层学方法则使用不整合面限定沉积层序。正因为如此,成因地层学和层序地层学可看作是基于描述性特征的它旋回地层学的子集。因此,成因地层学和层序地层学方法两者与它旋回地层学没有根本的冲突(Aitken,Howell,1994)。但是,成因地层学和层序地层学之间有较大的争议。成因地层层序从凝缩层和最大海泛面的识别开始,而在有些情况下,凝缩层和最大海泛面的识别通常比不整合面的识别要容易得多,尤其在测井数据中。这两种方法相互并不排斥,都有各自的优缺点,且在同一个研究中,两种方法可以同时使用(Aitken,Howell,1994)。只是成因层序地层学在预测砂层沉积的时间和地点方面与由不整合面限定的层序(Exxon模式层序地层学)相比,其预测功能稍差(Aitken,Howell,1994)。