陈国达——创建大地构造新理论

2008年4月29日15:16:00 来源：广西科技信息网 字体大小：大 中 小

　　陈国达，中国科学院院士，地质学家。1956年他创建大地构造新理论——地洼学说，提出了大陆地壳第三构造单元活化区（地洼区）概念和地壳动定转化递进说，以及地壳演化——运动综合构造单元壳体概念和地幔蠕动热能聚散交替说。创立了成矿构造学和构造地球化学，最近又倡议建立历史——因果论大地构造学，从而形成了较完整的理论体系。在指导找矿及其他有关生产实践方面也都作出了卓越的贡献。

　　陈国达，1912年1月22日生于广东省新会县。他家境贫寒，幼年就跟做阴阳先生的父亲在野外跑，对大自然发生了浓厚的兴趣。1930年考入中山大学地质专业，每逢寒暑假回家，他便运用所学的知识，在新会县考察山川。1932年，他写出《广东新会地质试勘》这篇处女作，寄到国立北平研究院，竟获得了该院当年的地质矿产研究奖金。1933年，他又将自己在广州附近考察得来的资料写成《广州三角洲问题》的论文，寄给上海《科学》杂志。不久，他收到中国科学社的一笔奖金和一枚刻有“格物致知，利用厚生”的金质奖章。1934年，他以广东境内大片出露的中新生代红层为选题，完成了《广东之红色岩系》的毕业论文。文中写到的中新生代红层的沉积环境和构造背景，就是他后来提出的“地洼”盆地的典型构造。论文被选入《国立北平研究院院务汇报》，他再次获得地质矿产研究奖金。以上三篇论文，实际上是他后来建立地洼学说的最初的基础工作。

　　敢于向传统的大地构造理论挑战

　　1934年，陈国达获美国洛克菲勒文化基金会奖学金，进北平研究院读研究生，从师地质学家翁文灏，并在北京大学随美国地质学家A．W．葛利普（Grabau）学习。

　　他重视书本知识，但更重实践，多次到河北、山东、山西、内蒙古等地作实地考察，取得不少区域性资料。通过对几个典型地质构造的比较研究，他惊奇地发现，自距今2亿年的中生代中期以来，岩浆活动和构造变动不是逐渐弱化，而是周期回春。这些现象，用经典的大地构造理论是解释不通的。近百年来，世界上流行的大地构造理论，一直是1859年和1873年由美国的J．赫尔（Hall）和J．D．丹纳（Dana）、1885年由奥地利的D．N．修斯（Thews）先后提出并发展的“地槽—地台”学说。地壳演化的强烈活动阶段称地槽阶段，进入相对稳定阶段称地台阶段。该学说认为，地壳演化过程就是仅由地槽阶段开始到地台阶段终止。

　　是迷信书本和权威，还是正视现实？陈国达带着一大堆悬而未决的疑问，1936年告别了研究生生活，到两广地质调查所工作，通过实践寻求答案。

　　当年，广东灵山（今属广西）发生强烈地震。陈国达在他读大学时的老师、两广地质调查所所长何杰的支持下，冒着余震危险，徒步赶赴震中地区，白天观察地壳构造及山崩、地陷、喷水、冒砂等异变，晚上伏在破庙的神案上，借烛光整理资料。他从调查来的数百份材料中，得出一个惊人的数字：东汉以来，灵山周围几百公里地带，千余年间发生过150多起地震。按“地槽—地台”学说的观点，中国东部从大兴安岭到海南岛这片辽阔地域，已进入稳定的地台阶段，与眼前所见的地震带密布、褶皱成列、断层广见的事实不相符合。“地槽—地台”学说的权威性在他心中动摇了，他要作出新的回答。

　　1937年，他又去衡山考察。在考察中他发现，广东、湖南、江西境内的地壳构造，对回答“地槽—地台”学说无法解释的现象极富代表性。他辞去中山大学教职，自愿去江西地质调查所作野外考察。每天，他手握地质锤，肩背帆布包，跨沟壑，攀山崖，风餐露宿，十分辛苦。可是，他想到的是：要减少地震对人类的危害，要勘探我国的矿产资源，必须有科学的大地构造理论。凭着这种信念，他在深山中一干就是10年。

　　他将考察、研究的成果，写成大量论著，并开始对传统大地构造理论提出公开挑战。1938年，他写了《中国东南部红色岩层之划分》，指出当时认为该红层时代只有第三纪，南雄层位于丹霞层之上的流行论点是值得怀疑的，因为他发现其中还包括了白垩纪部分，以南雄层为代表，并且南雄层实位于丹霞层之下。据此，他把红层划分为新、老两个大的沉积旋回。论文投出后，被认为“不懂地质学的ABC”，不予发表。经江西地质调查所所长尹赞勋极力推荐，才被刊出。但前面有一篇不同观点的长文，他的文章附在后面，显然是作“反面教材”的。陈国达的观点，直到1950年以后，才得到公认。继红层论战之后，陈国达顶住压力，继续探索，又在海岸地貌研究方面打开一道缺口。早在1869年，德国人 B．F．Von李希霍芬（Richthofon）写过一部名为《中国》的地质著作，断言中国的海岸以杭州湾为界，北属上升型岸线，南是下降型岸线。陈国达通过对东南沿海岸线的反复观察，认为中国南部岸线有升有降，是一种复式岸线，于1948年写出《中国南部复式岸线成因》等文，再次对传统的地学理论提出挑战。这是后来提出由块断差异升降运动形成的地洼型复式岸线的雏形。

　　经过长期探索，他头脑里萌动着新的看法：我国东部广大区域的大地构造单元，既不是地槽区，也不是地台区，而是一种新的构造类型。但是，苦于理性认识不足，他陷入了理论上的徘徊。

　　创立地洼学说，实现飞跃

　　1952年，我国高等院校实行调整，在风景秀丽的岳麓山下创办中南矿冶学院，陈国达从中山大学调来担任地质系主任。他开始接触马克思主义，学习了《实践论》、《矛盾论》等哲学著作，并逐渐运用辩证唯物主义的观点来整理多年积累的资料。一次，他读到恩格斯在《自然辩证法》一书中批评英国地质学家 C．赖尔（Lgell）的“渐变论”有“静态的缺陷”时，深得领悟。对动摇“地槽—地台”学说，并否定地壳仅由活动阶段进入稳定阶段就不再发展的观点，从哲学上受到了启发。思想的闪光在他脑海里掠过，既然中国东南部地区，一不像地槽区，二不像地台区，为什么不能是另外一种构造单元呢？

　　冲破思想上的束缚，他走进了一片新天地。1956年，他发表了酝酿多年的论文——《中国地台“活化区”的实例并兼讨论“华夏古陆”问题》。正如 1975年我国出版的《自然科学大事年表》和1983年日本出版的《科学史技术大事典》中记载的那样，这篇文章的发表标志着地洼学说的诞生。1959年，他又发表了另外两篇有学术代表性的论文：《地壳的第三基本构造单元——地洼区》和《地壳动“定”转化递进说——论地壳发展的一般规律》，不仅正式使用了“地洼区”的概念，而且向人们描绘了一幅大地构造演化宽阔、动态的壮丽图景。

　　1956～1965年，这10年中他除了到野外考察外就整天埋头写作，为地洼学说建造起一座宏伟大厦。他先后在国内的主要学术刊物，如《中国科学》、《科学通报》、《地质学报》、《地质论评》上发表了20多篇论文，撰写了40万字的《中国地质学》、60万字的《大地构造学》、37万字的《地台活化说及其找矿意义》等专著，编制出《湖南大地构造图》、《中国大地构造图》……1961年，在当时中国科学院副院长竺可桢的建议下，设立了中南大地研究室，以支持陈国达专攻此项研究。

　　地洼学说克服了“地槽—地台”学说那种“静态的缺陷”，否定了地台是地壳运动的最后阶段的论点。但是，地洼学说并不全盘否定传统的地质理论，因为“地槽—地台”学说曾正确地揭示了人们最早认识的两种大地构造单元。只不过地洼学说阐明了大地构造单元不是两个，而是多个；地壳演化由活动的地槽阶段进入稳定的地台阶段后，又已回春，通过地台区活化，进入一个新的活动区阶段，形成了第三构造单元地洼区。这种动定递进、不断演化、呈螺旋上升发展的新认识，是对唯物辩证法规律的有力说明。

　　在实际应用方面，地洼学说提出了大地构造成矿的新类型——地洼型，并阐述了大地构造单元成矿专属性、矿产继承性、成矿递进性，以及“多代同堂”的矿床迭加现象；还有递进成矿作用和矿床分布的时空规律，从而扩大了找矿线索和领域。他提出的多因复成矿床概念，为矿床的成因类型增添了除内生和外生之外的第三类型，并为解决许多重要矿床长期争论而未获结论的成因问题指出了新途径。他提出的地洼期在地壳演化史上是一个重要的成矿阶段，其矿产的综合性、多样性、多阶段性和多成因性特别明显的观点，为寻找各类有关矿产资源指明了方向。陈国达说：“地洼学说从新的角度探索成矿规律，有可能更有成效地指导找矿。现阶段我国的大地构造分布，地洼区占2／3。世界各地也有广泛分布。地洼区相对隆起的山脉称地穹，相对下沉的盆地称地洼。地穹带以有色金属及稀有金属、放射性元素成矿为特色，而地洼盆地则是找煤和石油的远景区域。祖国的地下宝藏能得到充分采掘，是我最大的心愿。”

　　地洼学说形成国际学派

　　创立一种学说，要付出艰巨的劳动；要使它得到社会公认，则要付出更多的艰辛。“文化大革命”中，地洼学说横遭厄运，国家为发展地洼学说设立的大地构造研究室被解散。为了挽救事业上的损失，陈国达整日足不出户，潜心撰写我国第一部研究成矿构造的专著——《成矿构造研究法》。洋洋68万字，三易其稿，从起草、修改、誊抄到绘图、剪贴，样样靠自己的双手。他知道，当时书稿不能出版，权且“孤芳自赏”吧！

　　就在这时，国际上崛起了另一派大地构造新理论——板块学说。它源于“大陆飘移说”和“海底扩张说”，1965年由加拿大的J．T．威尔逊（Wilson）集大成而创立，论证了大陆移动的动力，打破了地壳以垂直运动为主的传统观念。板块学说与地洼学说，分别是对“地槽—地台”学说从空间（运动方向）和时间（发展阶段）上的突破。正当板块学说异军突起时，地洼学说几乎偃旗息鼓了，陈国达感到心痛。当时他不知道身外的世界，外国人却知道中国有个陈国达。自从苏联科学院副院长Ａ．Λ．扬申（Яншон）院士首先将“地洼区”和“第三构造单元”的概念介绍到苏联，苏联的地质学家即运用地洼学说研究远东和西伯利亚的成矿规律。对此，苏联科学院院士、国际矿产成因协会主席Ａ．Д．谢格洛夫（щеялов）一再指出：“我们的‘构造—岩浆活化’理论，是在地洼学说基础上发展起来的，陈国达教授是我们理论的第一代引路人。“苏联成矿学家И．Ｈ．汤姆逊（Ｔомсон）在《活化区成矿分析》一书中，把地洼学说与板块学说相提并论，认为“现阶段地质学的发展，决定于两个新学说：一是板块构造，一是由构造岩浆活化过程所决定的第三构造发展类型，这两个学科都成了重新审查成矿理论的基础。”美国《经济地质》杂志更明确地评价说：“功劳归于中国的陈国达。”此外，在亚洲、欧洲、美洲和大洋洲的一些国家，都相继发现和证实了地洼区的存在，甚至在人迹罕至的南极洲，科学家在那里也取得了证明。

　　严冬过去，科学的春天来临。1978年，陈国达带着《中国大地构造概要》和新编的《中国大地构造图》出席全国科学大会，这两项成果均在大会上获奖。经国务院批准，设立了由陈国达任所长的中国科学院长沙大地构造研究所，批文中明确规定办所的方向和任务是：“研究和发展我国的大地构造理论地洼学说，运用地洼学说研究我国区域大地构造特点和发展史、矿产形成条件和分布规律，为找矿勘探服务。”

　　条件好了，他与学生四处奔走，把地洼学说转化为生产力，使它能为发展国民经济作出贡献。福建三明地区有个被宣布“无进一步勘探必要”的二叠纪煤田，运用地洼学说查明是个蕴藏量丰富的煤炭基地。河北任丘油田在古潜山打了几口井未出油流，按地洼学说把钻井加深到震旦界，就找到了高产油田。在广西贵县，地洼学说打破了长期以来认为“中国无大型三水铝矿”的论断。在新疆阿尔泰和海南岛石碌，原认为“无成金矿条件”的地区，发现了含金带。在鄂东寻找到隐伏矿床，已探明有金、钨、钼、铜、铅、锌等多种矿体。地洼学说还被应用于沅水五强溪水电站和修水柘林水电站的选坝方案。在长江葛洲坝水电站施工过程中，岩层滑动力学问题的解决，也有地洼学说的一份功劳。地震工作者根据地洼学说预报了喜马拉雅山构造带将有七级地震，不久为云南路西的地震所证实。

　　陈国达的功绩得到了人民的肯定，他先后被选为第四、第五、第六、第七、第八届全国人民代表大会代表，被授予全国先进工作者和湖南省特等劳动模范的称号，并被选为中国科学院学部委员（1993年学部委员改称为院士）、中国地质工作计划指导委员会委员、国家科委地质专业组成员、中国地质学会副理事长、湖南省科协名誉主席等职。“地洼”这个名词，已出现在许多种文字版本的地质论著和词典中。地洼学说不仅在国内广泛运用于区域地质、成矿构造、找矿勘探、地层古生物和地震、水文、工程地质等方面，而且被介绍或应用于五大洲的数十个国家。据不完全统计，介绍或引用地洼学说的国内外论著就达1500多篇（本）。

　　1980年，陈国达代表中国地质界出席在巴黎召开的第26届国际地质大会，受到各国学者的推崇，一致推选他担任国际地科联矿床大地构造委员会副主席，以及《全球构造与成矿学》杂志顾问编委。1984年，来自100多个国家的5000余名地质学家汇聚一堂，在莫斯科举行了第27届国际地质大会，陈国达被邀请登上主席台前排就坐，成为国际地质大会100多年来享受这种崇高礼遇的第一个中国人。1988年，在长沙召开的首届国际地洼构造与成矿学术讨论会上，经7个国家的30多名院士、教授倡议，在中国设立国际地洼构造与成矿学研究中心（该中心于1990年被国际地科联矿床成因协会接纳为团体会员，相应地成立了“构造岩浆活化（地洼）”学组），推举陈国达为研究中心主席。

　　陈国达的名字已被选入英国《世界五千名人》及《有贡献的人》、美国《国际杰出领先者名人录》及《国际名人词典》之中。

　　为发展地洼学说奋斗不已

　　陈国达是我国第一批获得博士学位授予权的导师，培养了大批硕士生、博士生和博士后研究人员，以及访问学者。他还先后去过欧、亚、美洲的30多个大学和研究所讲学。在美国得克萨斯大学，一些台湾省留学生特意走近讲台，激动地说：“我们台湾留学生为中国地质界出现了陈教授这样的学者感到自豪。”

　　陈国达与书和石头打了几十年的交道，他在实地考察的基础上，广泛深入地研究前人和当代的地质论著，辛勤笔耕，共发表论著250篇（本），约500余万字，其代表作收入《陈国达地洼学说文选》，由中南工业大学出版社出版中英文两种版本。此外，他的《中国大地构造》（Tectonics of China）已在英国培格曼（Pergamon）出版社出版，近作《怎样进行科学研究》也由科学出版社出版。近来，他又在撰写约60万字的《地洼学说导论》中英文稿，编著《中国壳体大地构造》、《全球壳体大地构造图（1：2000万）》和《地洼学说辞典》。面对国内科技图书出版经济效益低的情况，他表示：“我不要稿费，那怕自己赔钱也要出。我只有一个目的，要把半个世纪以来积累的知识，奉献给国家，传留给后人。”

　　目前，他已年过八旬，仍每天工作10余小时，力图把地洼学说提高到一个新水平。他正在主编以地洼学说为指导的《亚洲大地构造图》，与苏、日等国合编出版了《亚洲火山构造图》，还与亚洲12个国家合编《世界大地构造图》（亚洲部分）。他正组织中、蒙、俄合作的《亚洲东部地洼构造与成矿规律》（列为IGCP第361号：“东亚的活地带”）专题研究。随着地洼学说的发展，他还创立了交叉学科“构造地球化学”和“成矿构造学”，最近又倡议建立“历史—因果论大地构造学”，创立了具有演化——运动含义和时空结构的“壳体”概念，并提出了说明地壳演化运动原因的“地幔蠕动热能聚散交替假说”，以进一步探讨地壳演化、壳体移动及定向构造形成的动力源机制。这种不断开拓和献身精神，正像他考察新疆地质时，看到戈壁滩上顽强生长的红柳写下的自勉诗：

　　戈壁浩茫任纵驰，壮心岂减青年时。

　　长学红柳无卑色，沙烈风狂益固持。

　　他曾获国家自然科学二等奖及冶金部和湖南、广东等省的重大科技成果奖。为了后继有人，陈国达把他所获各项奖金以及稿费与讲学酬金中的大部分捐献出来，设立了“地洼学说奖学金”，鼓励后秀发展地质科学。10年来已有40余人受奖。

　　陈国达，他的名字，他的事业，已与地洼学说连理一枝，密不可分。 (作者：曾长秋)