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當(dāng)代地球科學(xué)需要全方位的革命

2015-04-29 00:00:00杜樂(lè)天
休閑讀品·天下 2015年1期

本文由杜樂(lè)天先生的《從固體地球觀向流體地球觀轉(zhuǎn)變》(《自然辯證法研究》2003年10月)、《個(gè)人學(xué)術(shù)軌跡的自我剖析》(《中國(guó)地質(zhì)教育》2002年第3期)、《烴堿流體地球化學(xué)原理》一書的《序》與《跋》、《智慧——悟、清、善》一書的《序》、《對(duì)西方當(dāng)代地球科學(xué)理論的懷疑與新見(jiàn)(84個(gè)問(wèn)題)》等多篇文章綜合而成。主體部分來(lái)自杜先生的原文,中間的少量過(guò)渡性段落,由本刊編輯在編輯時(shí)所加。

1.當(dāng)代地球科學(xué)為什么會(huì)發(fā)生變革

現(xiàn)代科學(xué)大體上由三方面的要素構(gòu)成:(1)觀測(cè)、實(shí)驗(yàn);(2)結(jié)論、理論;(3)科學(xué)觀。觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的基礎(chǔ)和前提,通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)和觀察,能形成一些確定的判斷和解釋,這就是理論。科學(xué)觀是更具根本性和統(tǒng)領(lǐng)性的觀點(diǎn)。它一部分來(lái)自于觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)積累,另一部分來(lái)自思維方式的變革。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)的“你能不能觀察眼前的現(xiàn)象取決于你運(yùn)用什么樣的理論,理論決定著你到底能觀察到什么。”

在上述三方面的要素中,任何一方面要素的變化都會(huì)引起科學(xué)知識(shí)體系的變化。所不同的只是觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)以及單一具體理論解釋的變化引起的只是局部性的變化,而科學(xué)觀的變化將會(huì)引起全局的變化,即是革命性的變化。

地球科學(xué)也是經(jīng)過(guò)多次變革,才發(fā)展成今天這個(gè)樣子的。筆者將近代以來(lái)地球科學(xué)的發(fā)展粗略地劃分為兩個(gè)階段。第一階段是巖石水成-火成論階段,大致從十八世紀(jì)七十年代一直延續(xù)到十九世紀(jì)后期;第二階段是固定論活動(dòng)論階段,從二十世紀(jì)初期魏格納提出“大陸漂移說(shuō)”到六七十年代現(xiàn)代板塊理論的確立,基本上活動(dòng)論取代了固定論。

自二十世紀(jì)八十年代以后,地球科學(xué)在觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)方面有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,新的技術(shù)和新的證據(jù)、新的解釋理論層出出不窮。這些發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了地球科學(xué)各領(lǐng)域的局部變革。在此基礎(chǔ)之上,新的地球科學(xué)觀已經(jīng)形成,可稱之為整體性的流體(氣體)地球觀。這一系列變革意味著地球科學(xué)已經(jīng)進(jìn)入(雖然是剛剛開(kāi)始)到地球科學(xué)的第三個(gè)階段:從固體地球觀轉(zhuǎn)向流體(氣體)地球觀。

前兩次地球科學(xué)的變革都是西方人為主角。這一次我們可以自豪地說(shuō):中國(guó)科學(xué)家站在了地球科學(xué)變革的最前沿,以原創(chuàng)性的獨(dú)立思考對(duì)地球科學(xué)的新革命做出了最核心的貢獻(xiàn)。數(shù)十年以來(lái),筆者和我們的研究團(tuán)隊(duì),以及國(guó)內(nèi)其他富于探索精神的學(xué)者們一同完成了從觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)到理論升華,再到根本科學(xué)觀創(chuàng)新的全部過(guò)程,已經(jīng)形成了全新的地球科學(xué)知識(shí)體系,本專題就是這些新貢獻(xiàn)的一個(gè)初步的總結(jié)。

2.地球科學(xué)理論的形成過(guò)程及知識(shí)形態(tài)

和一切新科學(xué)理論的創(chuàng)立過(guò)程一樣,我們對(duì)地球科學(xué)新理論的探索也分為“破”和“立”兩個(gè)方面。

所謂“破”,就是對(duì)現(xiàn)有理論的懷疑、批判,這個(gè)過(guò)程從1961年算起,年,共用了45年時(shí)間。1996年在拙作《烴堿流體地球化學(xué)原理一一重論熱液作用和巖漿作用》中,筆者提出了48個(gè)對(duì)當(dāng)代地球科學(xué)質(zhì)疑的問(wèn)題。2006年在拙作《智慧——悟、清、善》中擴(kuò)大到84個(gè)問(wèn)題。“破”的過(guò)程充滿了艱難,遭遇各種非議,克服了各種阻力,也得罪了不少“權(quán)威”“尊神”。這是建立新科學(xué)理論必然經(jīng)歷的洗禮。

所謂“立”就是要提出一套能解決問(wèn)題的新理論、新觀念。光“破”不“立”是建立不起新科學(xué)的。科學(xué)研究不僅要提出問(wèn)題,還要解決問(wèn)題。在“破”的同時(shí),筆者就開(kāi)始思考“立”的問(wèn)題,一直到2014年,才算基本上完成了新的理論建構(gòu),前后達(dá)54年。

我們所“破”的是什么?就是現(xiàn)在仍然盤踞在大學(xué)課堂中的當(dāng)代地球科學(xué)主流知識(shí)體系。這個(gè)體系基本上是地球科學(xué)發(fā)展史上第二階段的產(chǎn)物,其總的特征就是分散的、割裂的固體地球觀。這種觀念將地球視為地核、地幔和地殼等固體物質(zhì)組成的球體。雖然也承認(rèn)流體的存在(如地幔軟流層和水圈、大氣圈),但認(rèn)為其只是從屬性的因素。雖然也有了活動(dòng)論的觀念(如板塊學(xué)說(shuō)),但由于沒(méi)有破解固體地質(zhì)體運(yùn)動(dòng)變化的真正原因,從而使板塊學(xué)說(shuō)處于虛妄不實(shí)的狀態(tài)。同樣,由于沒(méi)有對(duì)地球形成整體性的科學(xué)認(rèn)識(shí),只是從各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域能觀測(cè)到的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)出發(fā),構(gòu)建起了看似面面俱到,其實(shí)分散凌亂、缺少內(nèi)在聯(lián)系的地球科學(xué)知識(shí)體系。地質(zhì)學(xué)和地球物理、地球化學(xué)是脫節(jié)的,巖石學(xué)和礦床學(xué)是脫節(jié)的,巖石學(xué)內(nèi)部沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖的成因是脫節(jié)的,礦床學(xué)內(nèi)部沉積成礦與熱液成礦是脫節(jié)的,等等。總而言之,一個(gè)完整的地球被理解為割裂破碎的山河,而將缺少內(nèi)在邏輯聯(lián)系的知識(shí)碎片強(qiáng)行穿綴為教條化的知識(shí)體系。

需要強(qiáng)調(diào)指出的是,在這種知識(shí)體系的形成過(guò)程中,西方分析型的思維方式、本體論剖析的方法和實(shí)證主義的觀點(diǎn)顯示出明顯的弊端。分析過(guò)分,導(dǎo)致地球山河支離破碎,越分越細(xì)相互越疏遠(yuǎn),不知整體為何物;本體剖析精深過(guò)度,導(dǎo)致無(wú)謂的繁瑣和八股,大量分析、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)用到并非要害問(wèn)題的精雕細(xì)刻上,而不知群體間相互關(guān)系有何緣;實(shí)證主義則要求一切都應(yīng)證明而不管是否必要,必須在洋書上找到根據(jù)才能算數(shù),導(dǎo)致科研成果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上的嚴(yán)重扭曲以及對(duì)思維獨(dú)立判斷和想象力的虛無(wú)態(tài)度。唯西方馬首是瞻的習(xí)性根深蒂固,言必稱希臘的學(xué)風(fēng)源遠(yuǎn)流長(zhǎng),導(dǎo)致很多學(xué)者在自己的文著中光擺材料不講理,精于立柱、疏于架梁,難成體統(tǒng)。

要破現(xiàn)有的主流知識(shí)體系,更要破的是形成、維持這種知識(shí)體系的思維方式。

我們新建立的是什么?一言以蔽之,是整體化的流體(氣體)地球科學(xué)觀。

經(jīng)過(guò)艱辛的探索,我們發(fā)現(xiàn),幔汁輻射(地球排氣作用)是建立整體地球科學(xué)的一條統(tǒng)綱,控制地球演化和其運(yùn)動(dòng)演化的總根源就是幔汁輻射。幔汁輻射決定了地球不僅有固體圈層,還有五個(gè)氣體圈層共同組成。幔汁輻射造海、造陸、造山、造盆,決定了地殼構(gòu)造的形成和變化,是固體巖石圈、水圈、大氣圈變化的重要原因;幔汁造巖、造礦,是巖石、礦床的重要成因;幔汁輻射還是地震、特大霧霾、臺(tái)風(fēng)轉(zhuǎn)向、特大暴雨,乃至森林大火的重要原因。以幔汁輻射為統(tǒng)綱,不僅可以建立起大地構(gòu)造、巖石學(xué)、礦床學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系,還可以將長(zhǎng)期以來(lái)互不交通的地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、地震學(xué)、災(zāi)害學(xué)、環(huán)境學(xué)、地球物理學(xué)等領(lǐng)域溝通起來(lái),形成一套真正完整的地球科學(xué)知識(shí)體系。

我們目前面臨的現(xiàn)狀是,新理論體系雖然已經(jīng)建立起來(lái)了,但仍只有少數(shù)處于科研前沿的同行才了解。大多數(shù)高等院校的學(xué)者,還不了解或者說(shuō)只是部分了解新理論。舊的地球科學(xué)理論仍占據(jù)主導(dǎo)地位,正在復(fù)制著一批又一批的本科生、研究生。這些青年人從一入學(xué)起,被灌輸?shù)木褪顷惻f的、錯(cuò)誤的固體地球觀。這種觀念將影響他們未來(lái)十幾年或者終生。在這種觀念影響下,他們的科學(xué)研究工作也會(huì)誤入迷途。他們也將和筆者一樣,花數(shù)十年的時(shí)間,才能擺脫舊觀念的束縛。為了避免這種現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生下去,我們編寫了本專題,向廣大同行和青年學(xué)者,介紹新的整體性的流體地球科學(xué)的基本原理。作為一種全新的科學(xué)觀指導(dǎo)下的理論,其知識(shí)表達(dá)方式與現(xiàn)有地球科學(xué)知識(shí)體系有很大不同,以幔汁輻射理論為統(tǒng)綱,簡(jiǎn)明扼要地介紹了幔汁的由來(lái)、成分及作用,提供了支持這些觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)觀察證據(jù)(而不是按現(xiàn)有的地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域表達(dá)知識(shí)),這樣才能凸顯出新地球科學(xué)內(nèi)在的統(tǒng)一性、整體性。

但對(duì)于已經(jīng)習(xí)慣于現(xiàn)有知識(shí)體系的讀者來(lái)說(shuō),這種表達(dá)方式和他們舊的習(xí)慣相捍格,一時(shí)不好入門。所以,本篇文章,按現(xiàn)有的學(xué)科分類,逐一闡明新理論將引起的重要變革。

我們并不是完全排斥現(xiàn)有的地球科學(xué)專業(yè)劃分模式。按照新的流體地球科學(xué)原理,仍然可以按地質(zhì)構(gòu)造學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)等專業(yè)來(lái)傳授知識(shí)。但是,所不同的是,各門專業(yè)知識(shí)其背后都有幔汁輻射這個(gè)總原理、這個(gè)統(tǒng)綱在起作用,每門專業(yè)知識(shí)就不再是分散的、零亂的、局部觀測(cè)結(jié)果的雜拼,而是對(duì)一個(gè)統(tǒng)一的地球來(lái)自不同角度的更深入的認(rèn)識(shí)。

在新的流體地球科學(xué)原理的指導(dǎo)下,未米地球科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建方式也將發(fā)生深刻的變化。當(dāng)一批又一批的年青人從開(kāi)始時(shí)就接受到新的理論洗禮的話,他們自然會(huì)創(chuàng)造出許多新的知識(shí)構(gòu)建方式。

3.當(dāng)代地球科學(xué)主要領(lǐng)域存在的問(wèn)題及變革方向①

當(dāng)代地球科學(xué)知識(shí)是個(gè)龐大的體系,由數(shù)不清的研究文獻(xiàn)構(gòu)成。比較典型的代表是各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的大學(xué)教科書。他們是新進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的年青人最先接受到的知識(shí)讀本,而其打下的知識(shí)框架,將會(huì)影響這些人的一生。從知識(shí)形態(tài)上講,這些教科書也是較簡(jiǎn)明、系統(tǒng)地表達(dá)舊的地球科學(xué)觀的文本。所以,我們將其視為具體的批判對(duì)象。現(xiàn)在出版的任何一種地球科學(xué)的各專業(yè)領(lǐng)域的教科書,無(wú)論是多么新近出版的,都是在舊的固體地球觀指導(dǎo)下編寫的,足以反映舊的觀念。限于篇幅,恕不一一列舉具體書目,只是提示讀者,下文中提出的各種問(wèn)題,所批評(píng)的知識(shí)對(duì)象,大部分都存在于這些教科書中。

系統(tǒng)地改寫現(xiàn)存的地球科學(xué)各專業(yè)領(lǐng)域的教科書,是項(xiàng)龐大的工作,有待于各領(lǐng)域的學(xué)者(特別是年輕學(xué)者)共同完成,也非這篇簡(jiǎn)短的文章所能盡述。這里,筆者只是將于2006年就提出的《對(duì)西方當(dāng)代地球科學(xué)理論的懷疑與新見(jiàn)(84個(gè)問(wèn)題)》按大致的學(xué)科,重新列舉如下。這些問(wèn)題已足以動(dòng)搖現(xiàn)有的各學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ),在提出這些問(wèn)題的同時(shí),有些地方也點(diǎn)出了解決問(wèn)題的方向(總的原則是以“幔汁輻射理論”作為解決問(wèn)題的總綱)。

1.當(dāng)代大地構(gòu)造學(xué)(含地質(zhì)構(gòu)造學(xué))中存在的理論缺陷

1.板塊理論。

板塊說(shuō)除了可以被接受的事實(shí)材料以外,值得認(rèn)真加以重新審鑒、重新識(shí)別的還有多處。就筆者膚淺所見(jiàn),歸納起來(lái)(其中也包括眾多前人觀點(diǎn))可以列舉如下:

(1)“五個(gè)缺證”:

①證明不了俯沖帶的普遍存在。

②證明不了地幔對(duì)流。

③證明不了存在Plume、Hot spots。

④證明不了存在只是物理性質(zhì)意義上產(chǎn)生巖漿作用的純熱流(實(shí)際上是載熱、生熱的物質(zhì)流體)。

⑤證明不了存在殼幔循環(huán)。

(2)“四個(gè)矛盾”:

①大洋底不全是玄武巖,存在大量中酸性巖漿巖。

②洋底中發(fā)現(xiàn)大片殘留沉沒(méi)的古陸。

③晚第三紀(jì)以后的青藏急速隆升不再是印度板塊的俯沖擠壓。

④洋殼俯沖擠壓不可能導(dǎo)致弧后拉張。中國(guó)大陸東部不是弧后拉張。

(3)“五個(gè)無(wú)力”:

①無(wú)力回答板塊運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)因素究竟何在,它只闡明了形態(tài)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題,沒(méi)有回答機(jī)理學(xué)、動(dòng)因?qū)W問(wèn)題。

②無(wú)力回答中生代以前的海洋、大陸演化歷史。

③無(wú)力解釋大陸地質(zhì)。

④無(wú)力回答巖漿作用、熱液作用、變質(zhì)作用及成礦作用的化學(xué)原理。

⑤無(wú)力把水圈、氣圈、巖石圈相互作用以及無(wú)力把氣象、海洋、地震、火山、厄爾尼諾、森林區(qū)域性大火等自然災(zāi)害聯(lián)系為一個(gè)整體地球科學(xué)。

(4)“八個(gè)疏漏”:

①忽視地幔流體的重大地球動(dòng)因?qū)W功能。

②忽視對(duì)Mantle Plume的化學(xué)組成破解。

③忽視上地幔軟流層、底辟體及地殼低速帶的成因。沒(méi)有潰變概念。

④忽視裂谷作用。

⑤忽視重垂直運(yùn)動(dòng)。

⑥忽視地殼、地幔運(yùn)動(dòng)的多幕性、久遠(yuǎn)性,歷史觀點(diǎn)薄弱。

⑦忽視陸沉區(qū)。環(huán)太平洋兩岸的構(gòu)造、巖漿、成礦的對(duì)比是一種誤導(dǎo),兩邊差異很人,也不可比。

⑧地球動(dòng)力學(xué)只在力、熱兩個(gè)范疇中求解并未能走出理論困境,僅僅考慮這兩個(gè)因素(當(dāng)然,它們都很重要,是不可少的重要條件)是不夠的。深部流體這一參數(shù)的引入,將會(huì)使地球動(dòng)力學(xué)方程演算重新起灶。

2.顫動(dòng)構(gòu)造(Meyerhoff父子)理論,是對(duì)板塊學(xué)說(shuō)一個(gè)徹底的批判,有重要?dú)v史價(jià)值。但它忽視地幔流體的重要性。

3.拆離(伸展)構(gòu)造,是大陸構(gòu)造的重要新進(jìn)展,理論躍進(jìn)。但缺乏與地球物理密切聯(lián)系。尤其是忽視地幔流體的參與,忽視拆離和伸展起源于幔殼的潰變體上隆,尚未脫離固體地球觀的窠臼。拆沉之說(shuō)不妥,下地殼輕,在上地幔軟流體中沉不下去。

4.在大陸構(gòu)造研究上許多古海溝、俯沖的恢復(fù)都很牽強(qiáng),硬套板塊思路。尤其是把地球內(nèi)部流體看作俯沖帶下去的海底沉積物和水的循環(huán)是很成問(wèn)題的。

5.在大地構(gòu)造研究上只考慮力、熱是不夠的。普遍是忽視幔殼的潰變(由幔汁滲入引起)。最初的板塊動(dòng)力來(lái)自何方?一直是謎。至于構(gòu)造摩擦熱也經(jīng)不起推敲,摩擦熱很有限。很多強(qiáng)摩擦的剪切帶上并不見(jiàn)巖漿。

現(xiàn)在的大地構(gòu)造只考慮地殼是太淺了。一定要和上地幔軟流體的活動(dòng)相聯(lián)系。凡是只限于注意地殼中的力熱影響難以有重大的理論突破。至于把熱歸之于地球內(nèi)部放射性熱,也與事實(shí)不符。地幔中U、Th、K含量極低,不可能造成熔融。地幔從來(lái)沒(méi)有全部熔融過(guò),這是常識(shí)。大地構(gòu)造研究不可缺少對(duì)巖漿活動(dòng)規(guī)律研究這一重要內(nèi)容,而巖漿活動(dòng)本身就表明不光是力熱的因素。大地構(gòu)造是地幔流體參與下幔殼潰變運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物。

6.大地構(gòu)造只注意研究巖片、巖塊的形變、位移、碰撞、分裂而忽略物質(zhì)成分研究,不利于深刻規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)學(xué)不等于動(dòng)因?qū)W。

現(xiàn)在的大地構(gòu)造研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)上升不到地球動(dòng)力學(xué)的認(rèn)識(shí)高度。不是實(shí)際資料不夠,實(shí)際上世界各地地質(zhì)研究和各種探測(cè)結(jié)果已經(jīng)相當(dāng)豐富。不必等待國(guó)外同行,中國(guó)人為什么不能提出新理論?

7.地幔柱理論是空洞的,只靠用有機(jī)樹(shù)脂做的人工加熱實(shí)驗(yàn)與自然界相差甚遠(yuǎn)。地球是硅酸鹽固體,有巨人的粘滯性及內(nèi)摩擦。另外地球內(nèi)部不存在類似筒狀、羽狀熱柱。半個(gè)多世紀(jì)了,連是什么化學(xué)成分都沒(méi)有解答。我們的研究證明,這是幔汁噴流。

8.熱點(diǎn)說(shuō)也有類似重要缺陷。事實(shí)證明不存在脫離物質(zhì)的單純熱性。熱流的載體究竟是什么?至今未給解釋。試問(wèn)光是熱流怎么有時(shí)出現(xiàn)巖漿,有時(shí)出現(xiàn)熱液,有的生成油、氣?為什么還有低溫巖漿(NaCO3熔漿才550℃)?金伯利巖為什么沒(méi)有巖漿?金剛石為什么沒(méi)有被熱流燒掉?……全球劃分出來(lái)60多個(gè)熱點(diǎn)區(qū)完全可以用幔汁噴流區(qū)來(lái)代替。須知,當(dāng)初提出Plume、Hot Spot的學(xué)者都是搞物理的,缺少地球化學(xué)知識(shí),居然把地球只看成是單一物理體。然而地球是物質(zhì)的,物性不可能脫離物質(zhì)。

9.地幔對(duì)流說(shuō)又是一個(gè)理論誤區(qū)。此說(shuō)也是搞物理的人士提出的。他們(尤其是西方學(xué)者分科太窄太偏)不知道地球的地質(zhì)研究成果。例如無(wú)論是地幔還是地殼都已經(jīng)分出好多層,表明沒(méi)有地幔對(duì)流,雙層對(duì)流也缺乏依據(jù)。再說(shuō),對(duì)流的推動(dòng)因素是什么?如果是熱,豈不又陷于幔柱、熱點(diǎn)的上述理論陷阱之中?地幔對(duì)流熱物質(zhì)上升,為什么冷的一半又能下降到深部?理論的虛構(gòu)性之強(qiáng),稍有頭腦者不可能信以為真。洋殼重可以俯沖,大陸殼輕,不可能產(chǎn)生俯沖。

10.大地構(gòu)造的板塊理論把板塊越分越小。原來(lái)地球只劃分了6片,后來(lái)劃出了幾百片。實(shí)際與昔日稱為“陸塊”含義重復(fù)。當(dāng)然,板塊一詞今后可以沿用,但板塊構(gòu)造理論在大陸上是失效的,登不了陸。2002年美國(guó)構(gòu)造學(xué)家發(fā)表白皮書正式承認(rèn)了這一缺點(diǎn)。他們現(xiàn)在提出“流變”是更重要的構(gòu)造理論。

11.一旦把大地構(gòu)造基本概念轉(zhuǎn)向“幔殼流變”,就等于宣告統(tǒng)治地球科學(xué)幾百年的固體地球觀的壽命終結(jié)。我們20多年前即提出了應(yīng)該代之以“流體地球觀”(強(qiáng)調(diào)地質(zhì)運(yùn)動(dòng)主要?jiǎng)右蛟醋灶愃撇《镜尼V瓭⒆冃?yīng),而固體則是被動(dòng)的)。后來(lái)我們又提出“氣體地球動(dòng)力學(xué)”和“幔汁輻射”為地球動(dòng)力學(xué)的基本內(nèi)因。

12.人們往往重視大量因子。其實(shí)它們并不重要。真正觸發(fā)動(dòng)蕩的是小量超臨界因子。大最因子是保持平衡的條件。但當(dāng)環(huán)境變化到穩(wěn)定將要被破壞的臨界點(diǎn)時(shí),此時(shí)只需要疊加上一個(gè)小量因子,即可觸發(fā)事件的發(fā)生。近期我們對(duì)地幔流體的研究證明,地球內(nèi)部最具決定性的促變因子是由地核向外輻射的H、H2流(氫流),是它造成了地幔流體(幔汁)。幔汁由氫型幔汁向上穿透下中地幔到上地幔后變成富Na、K的堿性幔汁;然后再向上進(jìn)入地殼后轉(zhuǎn)為氧型幔汁。這類幔汁只要有0.n%(體積)即可使原來(lái)為穩(wěn)定固體的幔殼發(fā)生幾千萬(wàn)、幾億km3大規(guī)模潰變、腫脹。最近全球的GPS定位測(cè)量證明,南半球在膨脹,北半球在收縮。這是用地幔柱、熱點(diǎn)、地幔對(duì)流三大舊有理論無(wú)力解釋的。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)不僅幔汁是地球膨脹之因,我們還發(fā)現(xiàn)上地幔的8個(gè)潰變具體標(biāo)志。前述的“流變”就是其中之一。早在1990年我們即發(fā)現(xiàn)地幔的應(yīng)變速率及有效粘滯度會(huì)隨幔汁的滲入、斷鍵、弱化、致熔而大大加快和變小。現(xiàn)已被眾多新進(jìn)展所證實(shí)。

13.今后的大地構(gòu)造研究應(yīng)向深入研究幔殼潰變軟流運(yùn)動(dòng)過(guò)渡。著重研究遍及全國(guó)及全球種種地球物理精密測(cè)量的各地區(qū)深部存在的種種狀態(tài)的低速體、軟流體。這里才是重要的地球內(nèi)動(dòng)因信息庫(kù)。過(guò)去幾十年的大地構(gòu)造只注意地殼運(yùn)動(dòng),下一步最好把注意力集中到上地幔的軟流潰變運(yùn)動(dòng)。

14.現(xiàn)在人們已經(jīng)注意到地幔隆起,往往把成巖、成礦和構(gòu)造活動(dòng)與此地幔隆起掛鉤。但是要小心,因?yàn)椋?/p>

(1)地幔隆起已經(jīng)不是活著的低速體、軟流體,恰恰是已經(jīng)“死”了的過(guò)去任何地質(zhì)時(shí)代的低速體、軟流體。

(2)地幔隆起已經(jīng)不再具備地球內(nèi)動(dòng)因效應(yīng)。它早已冷卻、固結(jié),其中的地幔流體早已向上消散。而且時(shí)間也難以確定,很可能是海西期、加里東期或更老的。越老聯(lián)系起來(lái)越渺茫。

(3)當(dāng)代地球物理所測(cè)得的結(jié)果只能適用于分析近期地質(zhì)活動(dòng),頂多上推到晚第三紀(jì)。再往早推就會(huì)更加多解。因?yàn)榕璧爻两抵行睦显谟我凭褪且蛔C。

15.盆地之下的低速軟流體總是不斷遷移。盆地是許多油、氣、煤、鈾、多金屬等的聚寶盆。至今盆地研究滿足于層析地層學(xué)。熱了一陣子,現(xiàn)在又涼了。那種精細(xì)工作太繁瑣,只能小區(qū)域精雕細(xì)刻,不可能也沒(méi)有必要整個(gè)盆地實(shí)施。另外,盆地的分類只注意大地構(gòu)造分類,只是把盆地當(dāng)成破盆,忽略許多物質(zhì)成分成礦的地球化學(xué)。實(shí)際上存在“盆地礦套”的新認(rèn)識(shí)。盆地至少有以下屬性:①破盆;②水盆;③氣盆;④煤盆;⑤油盆;⑥鹽盆;⑦堿盆;⑧酸盆;⑨熱盆;⑩鈾盆;(11)沙漠盆。

16.拉張盆地里的所謂巖漿巖,除玄武-安山巖之外所謂的流紋斑巖、粗面巖等侵入巖實(shí)際上是地層或玄武巖的切層熱液硅堿交代巖。

17.大地構(gòu)造的動(dòng)力只考慮到一個(gè)板塊沖撞另一個(gè)板塊,這只是第一步。除運(yùn)動(dòng)學(xué)、形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究外,尚需考慮地球的三大動(dòng)力來(lái)源:①重力;②自轉(zhuǎn)速度變化;③天體作用力(地球固體潮和幔汁潮以及磁影響)。重力在決定水平運(yùn)動(dòng)上的重大作用長(zhǎng)期被人忽視,好像重力只影響垂直運(yùn)動(dòng)。其實(shí)不然,應(yīng)該看到潰變體上隆必然會(huì)產(chǎn)生頂界面的斜坡(只要有1/1000斜度即可)。由于潰變體己經(jīng)不再產(chǎn)生摩擦阻力,斜坡面之上的巖石圈必然產(chǎn)生重力滑動(dòng)的水平位移,造成裂谷開(kāi)裂及大陸漂移。如有另一板塊擋路,于是發(fā)生碰撞。

2.當(dāng)代巖石學(xué)中存在的問(wèn)題

巖漿作用中的錯(cuò)誤結(jié)論

1.花崗巖漿分異出熱液。熱液主體不可能來(lái)自巖漿分異而是來(lái)自幔汁。

2.酸性小巖體不是巖漿后期補(bǔ)充侵入,它們是高溫幔汁硅堿交代體。

3.巖漿分異鮑溫序列②與自然現(xiàn)象有矛盾。

4.結(jié)晶分異是老概念,早已過(guò)時(shí)。基性超基性巖漿也不例外。

5.巖漿是受熱而熔融的理論不符合事實(shí),熔融不是單純的加熱,必須有流體參與。

6.巖漿一交代之爭(zhēng)是不必要的,這不是非此即彼的二元簡(jiǎn)單對(duì)立。

7.花崗巖體晚期Na轉(zhuǎn)折是表面看問(wèn)題。不是鈉轉(zhuǎn)折而是高溫鈉交代。自變質(zhì)實(shí)際上也是堿交代。

8.花崗巖的磁鐵礦型、鈦鐵礦型分類的荒唐。

9.花崗巖成因分類的繁瑣。長(zhǎng)期陷于無(wú)謂的成因激烈之爭(zhēng)。另外把富硅巖稱為酸性巖不妥,酸不等于硅。

10.巖漿巖巖石學(xué)分類的截然劃分,有非此即彼之嫌,忽視中間過(guò)渡。

11.玄武巖漿的低比例熔融的認(rèn)識(shí)欠妥。雙峰巖不是巖漿巖,是玄武巖的硅堿交代巖。

12.橄攬石一斜方輝石一單斜輝石的難融程度遞減順序的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與自然實(shí)際不完全相符。

13.堿性巖定名的神秘化,其中一系列的礦物奇怪命名復(fù)雜、晦澀,沒(méi)抓住要領(lǐng)。

14.實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)中不考慮地幔流體是嚴(yán)重的理論缺陷。巖漿是氣成的。

15.把超基性巖當(dāng)作始祖性巖漿值得懷疑。

16.金伯利巖被歸為巖漿巖類是個(gè)問(wèn)題。它不是巖漿巖,是氣礫巖、氣砂巖。

17.油氣盆地中的所謂流紋巖、粗面巖實(shí)際上是砂頁(yè)巖或玄武巖的硅堿交代巖,不是巖漿巖。

18.爆破角礫巖定為巖漿巖不妥,它是熱液巖。

19.斑巖有的是巖漿巖,有的是高溫?zé)嵋航淮鷰r。

20.綠巖系成因認(rèn)識(shí)的混亂,研究表明它是MAS③過(guò)程產(chǎn)物。

21.蛇綠巖套中硅巖成因說(shuō)成是有孔蟲(chóng)沉積,不妥。

22.云英閃長(zhǎng)巖、煌斑巖等成因解釋的混亂。

23.巖漿礦床并不是巖漿造礦,只不過(guò)是熱液在巖漿介質(zhì)中交代作用的金屬富集。這種熱液實(shí)際上是幔汁。

24.曾熱鬧了一陣子的花崗巖體地層層序單元填圖現(xiàn)在早己經(jīng)涼了。

3.變質(zhì)作用中的理論缺陷

1.變質(zhì)作用只注意PTt(P壓力,T溫度,t時(shí)間)是有缺陷的,流體參與不能忽視。

2.變質(zhì)巖的巖性恢復(fù)還原法很不完善,只注重單巖性恢復(fù)是不夠的。沒(méi)有認(rèn)識(shí)出來(lái)古老的變質(zhì)了的古老碳硅泥巖系。研究證明碳硅泥巖系乃是晚太古、整個(gè)的元古界最重要的沉積巖系,而且是一系列大型Fe、Zn、Cu、U、Au等層控礦床的賦礦圍巖。孔達(dá)(茲)巖系沒(méi)有新意,實(shí)際上就是變質(zhì)了的碳硅泥巖系。埃達(dá)克巖也只是一個(gè)新名詞,沒(méi)有多深含義。

3.層控礦床是個(gè)陳舊的老概念,早已過(guò)時(shí)。

4.“退變質(zhì)”的概念是一個(gè)誤判。它就是一般的熱液作用疊加,和早期變質(zhì)作用無(wú)關(guān)。

5.“灰色片麻巖”的神秘化。實(shí)際上就是變質(zhì)了的碎屑沉積巖系。

6.變質(zhì)巖只注意變質(zhì)忽視變形和構(gòu)造;同樣,構(gòu)造學(xué)又只注意形變忽略質(zhì)變,都是西方割裂型思維。二者同時(shí)俱在,不可分開(kāi)研究。

7.變質(zhì)巖研究受巖漿萬(wàn)能論影響至深,把本來(lái)是交代巖全部還原為巖漿巖。變質(zhì)巖原巖恢復(fù)也很少有熱液蝕變巖、構(gòu)造巖的恢復(fù),很不妥。

8.“正變質(zhì)”“副變質(zhì)”的劃分太粗。有西方非此即彼的思維缺陷(“正”是指原巖為巖漿巖;“副”則指沉積巖系)。這種二分法必然把蝕變巖、構(gòu)造巖開(kāi)除在外。

9.變質(zhì)作用絕非封閉體系,也非等化學(xué)相變。把變質(zhì)巖的變質(zhì)級(jí)別分為麻粒巖相綠片巖相,是只考慮溫壓忽略流體作用,不完全符合自然實(shí)際。混合巖系又該放在何處?

10.把偉晶巖歸于巖漿巖不合適,歸于巖漿后氣成也有問(wèn)題。偉晶巖實(shí)乃碳硅泥巖系地層或巖體頂蓋相在幔汁參與下的變質(zhì)分相(淺色體)產(chǎn)物。它與巖漿作用可以無(wú)關(guān)。

4.當(dāng)代礦床學(xué)(成礦學(xué))存在的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)

1.熱液不是從酸性階段開(kāi)始,它是從強(qiáng)堿性階段開(kāi)始的。

2.熱液中H2O的來(lái)源分析不妥,H2O主要是深部H2、CH4氧化。地層水的作用被夸大。

3.H、O同位素模式圖④害人不淺,應(yīng)當(dāng)徹底拋棄。

4.熱液成礦早期巖漿水到晚期大氣降水參與的結(jié)論公式化,也應(yīng)當(dāng)放棄。

5.自然界不存在獨(dú)立的內(nèi)生低溫?zé)嵋鹤饔茫谄淝昂蜕畈靠隙ㄟ€有高溫、中溫階段。

6.超大型礦床的提出是一個(gè)理論誤導(dǎo),是主觀想象;研究后的結(jié)論和研究前差不多,并無(wú)新意。

7.低溫?zé)嵋旱V床實(shí)乃高溫幔汁的最遠(yuǎn)一端而已。成礦作用怎么能歸結(jié)為簡(jiǎn)單的溫度問(wèn)題?

8.熱液蝕變礦物定名異常混亂。這“化”、那“化”之間到底是什么關(guān)系?

9.熱液礦床成因分析是當(dāng)今礦床學(xué)中弄得最混亂的一個(gè)領(lǐng)地,典型的一頭霧水,胡亂解釋,極不嚴(yán)格。

10.熱液成礦只對(duì)礦體本身精細(xì)解剖不可能得出完整的成礦規(guī)律認(rèn)識(shí)。成礦時(shí)的溫度,壓力,包裹體成分,pH值,含鹽度,O、C、S、D同位素分析,稀土分量模式等數(shù)據(jù)成了公式和八股。它們只是一些成礦條件,有的僅僅是些標(biāo)志,不能看作成因。成因主要回答礦源、遷移、富集過(guò)程和機(jī)理。

11.把熱液成礦按元素劃分是找礦事業(yè)的需要,但在理論研究上對(duì)了解熱液成礦總體規(guī)律很有害。西方思維方式是熱衷于分類,而且分類太細(xì)、太死。我們還需要?dú)w類、合并。不可能一個(gè)元素礦床一個(gè)熱液成因。

12.熱液成礦中的礦源問(wèn)題的無(wú)端神秘化和胡亂推測(cè)。礦源基本上是來(lái)自堿交代作用對(duì)巖石中分散礦質(zhì)的交代、帶出。熱液成礦忽略礦根相的堿交代研究,是一大理論疏漏。

13.熱液中的石英長(zhǎng)期不被人關(guān)注。實(shí)際上它是熱液成礦、找礦非常值得剖析的信息庫(kù)。我們稱之為“硅謎”。

14.熱液研究奇怪的是只注意水(H2O),這是一大偏見(jiàn)。普遍忽視堿(Na、K)。我們稱之為“堿盲”(很多深妙的成礦機(jī)密恰好蘊(yùn)于此中)。

15.奇怪的是石油、天然氣居然從熱液礦床這一大類完全劃了出去。說(shuō)生物成礦,至今疑點(diǎn)重重。現(xiàn)代新進(jìn)展證明石油、天然氣也是熱液作用成礦,是幔汁上涌的減壓降溫相變產(chǎn)物。

16.生物成礦是少數(shù)個(gè)例。一有有機(jī)質(zhì)就說(shuō)是生物遺體,這是一種非理性的臆斷。新進(jìn)展表明黑色巖系地層中碳主體是深源無(wú)機(jī)碳噴流。

17.當(dāng)前把熱液作用成礦只歸結(jié)于“熱水沉積”“海底煙囪、Sedex⑤”,結(jié)論太膚淺。至于水巖(玄武巖)反應(yīng)和海水下降受熱又上升,均是臆想,和實(shí)際不符。

18.鈾必須呈U6+遷移,只有還原才能成礦的認(rèn)識(shí)是片面的。U4+也可以遷移,不發(fā)生還原只要酸化也成礦。

19.砂巖型鈾礦的氧化還原理論有很大缺陷。沉淀U的不是什么植物殘屑、黃鐵礦、粘土礦,主要是天然氣(H2、CO、CH4)的還原和酸化。石油對(duì)地層U起重要的預(yù)富集作用。砂巖型U是表生條件下的常溫堿交代作用機(jī)制。干旱區(qū)地下水是堿性水。

20.國(guó)外沒(méi)有“碳硅泥巖型鈾礦”一說(shuō)。這是中國(guó)人的發(fā)現(xiàn)。元古界碳硅泥巖系是巨大的鈾庫(kù),是澳加不整合脈型鈾礦的理想基底。

21.許多金屬礦床由于缺少測(cè)齡條件不知何為“礦巖時(shí)差”。根據(jù)礦床緊靠小巖體就認(rèn)為是巖漿分異成礦的認(rèn)識(shí)不妥。

22.許多研究者不知道堿交代作用以及成礦的重大價(jià)值。熱液堿交代作用地球化學(xué)原理至少有22條基本規(guī)律。這22條實(shí)際上就是22個(gè)問(wèn)題(現(xiàn)在歸在一起只算一個(gè)問(wèn)題)。

23.國(guó)際上也不是不注意流體的重要性,但概念狹窄,只提及地下水、變質(zhì)水、熱液、油氣、巖漿。其實(shí)這只不過(guò)是地殼流體,很淺。更重要的是應(yīng)特別研究地幔流體,尤其是其中的H2,堿金屬Na、K和烴類。

5.應(yīng)建立新的“自然災(zāi)害學(xué)”

1.現(xiàn)在在國(guó)際上還沒(méi)有形成“自然災(zāi)害學(xué)”的獨(dú)立學(xué)科分支。而在中國(guó)已經(jīng)把自然災(zāi)害預(yù)測(cè)及成因合在一起,架起一個(gè)自然災(zāi)害學(xué)的框架。

2.很明顯,迄今為止國(guó)際上是把自然災(zāi)害人為割裂成不同災(zāi)種、不同學(xué)科、不同管理職能部門,例如:

(1)地震單獨(dú)分出,有地震專業(yè)、地震研究機(jī)構(gòu)、地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)以及專門刊物,好像它是一個(gè)獨(dú)立的地質(zhì)作用。故此研究必然導(dǎo)致地震不能預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤理論。另外地震預(yù)警不是地表預(yù)測(cè)。

(2)海嘯、厄爾尼諾、濤動(dòng)、冷洋、冰封等則歸于海洋學(xué)科,由海洋部門的海洋專業(yè)研究,好像與其他分支學(xué)科無(wú)關(guān)。然而這種孤立考察問(wèn)題造成許多認(rèn)識(shí)困惑。

(3)區(qū)域干早、熱災(zāi)、森林草原大火、沙漠化、沙塵暴、霧霾、臺(tái)風(fēng)拐向、特大暴雨、冷災(zāi)、暴雪、氣候變暖、溫室效應(yīng)等,統(tǒng)歸氣象部門,并認(rèn)為這些災(zāi)害只是大氣環(huán)流異常,只局限于大氣圈的研究,與其他分支學(xué)科無(wú)關(guān)。而且不恰當(dāng)?shù)靥貏e強(qiáng)調(diào)和地質(zhì)作用無(wú)關(guān),強(qiáng)調(diào)氣象學(xué)研究的是百年尺度以內(nèi)的事件,而地質(zhì)作用動(dòng)輒以百萬(wàn)年(Ma)為單位,故在上述災(zāi)害成因上對(duì)后者可以忽略不計(jì)。地球是由巖石組成的固體地球,對(duì)大氣災(zāi)害不產(chǎn)生影響。這些立論全部欠妥,須重新認(rèn)識(shí)。我們的研究證明以上結(jié)論都是不恰當(dāng)?shù)摹5厍蚺艢鈱?duì)氣象災(zāi)害有決定性的影響,強(qiáng)大的地球排氣可以產(chǎn)生13種災(zāi)害效應(yīng),不考慮將會(huì)遇到很大的理論困惑。另外,前已述及地球排氣天天時(shí)時(shí)在不均勻進(jìn)行,怎么說(shuō)是Ma尺度?我們已經(jīng)有了多年衛(wèi)星熱紅外、水汽、CO排放等監(jiān)測(cè)資料及圖像作證。

(4)近代新進(jìn)展證明災(zāi)害鏈的存在,一種災(zāi)害(例如巨震)往往會(huì)引發(fā)氣象上的大洪災(zāi)害,反過(guò)來(lái)大旱又可繼之大震。地質(zhì)災(zāi)害管的是:①滑坡;②泥石流;⑧地陷等。地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際上不只是這幾種。整個(gè)的大地構(gòu)造本身就是規(guī)模最大的自然災(zāi)害。近北極的許多國(guó)家天天是凍害、嚴(yán)寒、雪災(zāi)、冰災(zāi);非洲大陸年年處于極旱狀態(tài),如果漂移到歐洲,也同樣是綠草茵茵。我國(guó)的西北幾十萬(wàn)年之久的旱災(zāi)、缺水、荒涼等,這都決定于海陸分布不合理。

3.上述重大自然災(zāi)害的分類和歸屬是不合理的。我們的研究表明它們是共同的成因只是表現(xiàn)不同而已。這個(gè)共同的成因是——地球排氣作用。上述各種重大自然災(zāi)害具有一個(gè)共同的成因而且是地球排氣作用這一結(jié)論,應(yīng)當(dāng)實(shí)事求是地講,是西方地球科學(xué)中從來(lái)沒(méi)有過(guò)的見(jiàn)解。這是一個(gè)既有重大理論意義又有重大預(yù)測(cè)預(yù)防實(shí)踐意義的結(jié)論。

4.地震的成因除了傳統(tǒng)主流理論所說(shuō),外加應(yīng)力超過(guò)巖塊強(qiáng)度導(dǎo)致斷裂而發(fā)生地震以外也有氣裂、氣脹致震成因。我們認(rèn)為地震是在地應(yīng)力作用下地球排氣中的氫原子(H)、氦原子(He)及氫分子這自然界三大破裂能手在地下巖塊的閉鎖部位通過(guò)氣裂、氣脹使巖塊斷裂造成的。這已經(jīng)被衛(wèi)星熱紅外多年數(shù)萬(wàn)張監(jiān)測(cè)圖像所證明。

5.森林草原大火,絕不只是林業(yè)部門的事。據(jù)我們研究,乃是地球排氣中的可燃?xì)怏w(H2、CO、CH4系列等)沿深斷裂上涌滲入林區(qū)腐殖層積聚到臨燃濃度(大約5%~6%體積),稍有火星(包括靜電火花)即可同時(shí)多處起火。森林大火只用天氣太熱、太旱、雷擊、人為火種蔓延等解釋是不妥的,都未能接觸到問(wèn)題的實(shí)質(zhì)。

6.沙漠成因也不應(yīng)只歸諉于遠(yuǎn)離海洋的大陸氣候。這不是主要原因。西伯利亞更深入大陸但森林千里;很多沙漠就在海邊,也是矛盾。我們的研究表明,沙漠區(qū)均為強(qiáng)烈地球排氣區(qū)。深部氣流溫度很高(500~1000℃)載熱上來(lái)使地下溫度升高不保墑,到了大氣中又使大氣增溫使過(guò)路云流不能冷凝降雨長(zhǎng)期干旱。再加上盆地發(fā)育第四系黃土、第三系白堊系大量砂巖、頁(yè)巖,風(fēng)化出沙子供應(yīng)無(wú)窮。另外旱災(zāi)成因也是地球排氣強(qiáng)化使大氣長(zhǎng)期升溫不易降雨所致。

7.區(qū)域性大水、洪災(zāi)一片汪洋,極為可怕。起因在于特大暴雨,降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于泄水量成災(zāi)。多年來(lái)特大暴雨被認(rèn)為是純粹氣象學(xué)問(wèn)題。眾所周知,迄今為止特大暴雨的預(yù)測(cè)及成因均屬世界性難題。其實(shí)之所以難,是難在把特大暴雨看成單純的氣象學(xué)問(wèn)題。我們認(rèn)為主要決定于災(zāi)區(qū)地球自然排氣強(qiáng)度加大,氣溫升高,大氣改為垂直運(yùn)動(dòng),云層立起厚度加大,降水量幾倍地增大,故成特大暴雨。后來(lái)我們專門去人到長(zhǎng)江4個(gè)地段現(xiàn)場(chǎng)氣體測(cè)量,證實(shí)長(zhǎng)江裂谷是排氣谷,沿江H2、CO、CH4等的確強(qiáng)烈噴氣。

8.臺(tái)風(fēng)突拐是造成1975年河南大水的主要原因。突拐的原因是南洋盆地、周口盆地強(qiáng)烈噴氣,氣流使大氣升溫,造成減壓區(qū),吸引臺(tái)風(fēng),在駐馬店地區(qū)與南下冷空氣相遇,集中強(qiáng)降大雨,堤壩被沖垮發(fā)生大水。三國(guó)演義的火燒新野及水淹七軍同樣也是發(fā)生在南陽(yáng)盆地南北。南陽(yáng)盆地和周口盆地都有油氣田也證明向上排氣。

9.特別值得指出,凡是油氣田都有長(zhǎng)年油氣泄露。奇特的是油氣田開(kāi)發(fā)之后地震就減少,級(jí)別降低。世界各大油氣田(包括我國(guó))都有此規(guī)律。這從另外一方面證實(shí)了許多地震是地球排氣造成的。

10.許多海難、空難也是地球突然排氣加強(qiáng)造成的惡果。例如百慕大、英國(guó)北海巫婆洞、我國(guó)的渤海灣。1998年我們即撰文呼吁要注意渤海,沒(méi)人理解。結(jié)果是2002、2003、2004、2005年接二連三在渤海發(fā)生輪船失火沉船事故。如不注意,今后還會(huì)發(fā)生。

4.建立全新的地球科學(xué)在實(shí)踐上的重要意義

新地球科學(xué)的建立,不僅意味著理論上的刷新,也將在實(shí)踐中產(chǎn)生重大效益和重大變化,本文只列舉兩個(gè)方向。

1.解決我國(guó)面臨的日益緊迫的能源和環(huán)境問(wèn)題

眾所周知,包括我國(guó)在內(nèi)的各國(guó)環(huán)境日趨惡化(干旱、洪澇、沙塵暴、沙漠化、森林大火等)及能源緊缺(特別是油氣)早已向固體地球觀提出了嚴(yán)峻的懷疑和挑戰(zhàn)。特別是能源危機(jī),在我國(guó)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,石油、天然氣的需求缺口越來(lái)越大,能源對(duì)國(guó)外進(jìn)口的依賴性和不安全性日趨嚴(yán)重。在此情況下我們?nèi)绻匀粓?jiān)持固體地球科學(xué)觀,把地球只看成由單一固體巖石組成,那么今后在上地殼的油氣采光(更確切地說(shuō)可用儲(chǔ)量枯竭)之后就再也沒(méi)有新的希望。若干年后我國(guó)每年將會(huì)有3億噸石油及當(dāng)量天然氣的缺口,即使其他同家能保證及時(shí)供給,外匯支出也是很大的負(fù)擔(dān)。國(guó)際局勢(shì)動(dòng)蕩,石油價(jià)格上漲,會(huì)嚴(yán)重制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。能源問(wèn)題對(duì)我們真的是生命攸關(guān)。

幸好,我們發(fā)現(xiàn)在中地殼(地下10~20千米)還有一大層規(guī)模更大的充氣圈有可能通過(guò)深鉆開(kāi)發(fā)。初步估計(jì),僅渤海灣深部(地下10千米)就有可能發(fā)現(xiàn)300億噸石油當(dāng)量的天然氣(約30萬(wàn)億立方米)。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在其他地區(qū)舉凡地下地球物理低速高導(dǎo)體都有可能打出工業(yè)氣流。低速體正是理想屏蔽條件下的充氣體、氣儲(chǔ)。下面的壓力很大,氣儲(chǔ)量比上地殼大得不可比擬,完全可以自噴,開(kāi)采條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)在的上地殼油氣開(kāi)發(fā)。

深鉆技術(shù)(10千米級(jí)深鉆)早已在前蘇聯(lián)科拉半島上過(guò)關(guān)(終孔深度12.6千米)。但遺憾的是,他們當(dāng)初打的對(duì)象是古老的穩(wěn)定地盾,屬于最不活動(dòng)區(qū),故有氣但無(wú)工業(yè)氣流。另外德國(guó)KTB深鉆(九千多米深),打深鉆的目的是研究地殼結(jié)構(gòu),不是為了找天然氣,雖見(jiàn)氣流,但無(wú)工業(yè)意義。在瑞典,美國(guó)人Gold打的兩口深鉆倒是在古老花崗巖中打出了石油及CH4氣。但孔位選址不合適,那里是個(gè)隕擊坑,氣早逸失甚多,故因無(wú)工業(yè)氣流而告終。相信如果目標(biāo)是專門來(lái)找油氣,而且孔位選址在地下發(fā)育低速高導(dǎo)體處開(kāi)鉆,定會(huì)有驚世之果。

2.解決環(huán)境和重大自然災(zāi)害問(wèn)題

眾所皆知,氣象災(zāi)害(如旱災(zāi)、熱災(zāi)、洪災(zāi)、特大暴雨、沙漠形成、區(qū)域性森林草原大火、臺(tái)風(fēng)突拐等),海洋災(zāi)害(厄爾尼諾、海底風(fēng)暴、海嘯等)的成因及預(yù)測(cè)世界性難題的解決,看來(lái)只是從大氣圈、海洋圈封閉系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)動(dòng)研究可能是不夠的。至今為止,氣象學(xué)、海洋學(xué)把地球視為純粹的固體,其中不會(huì)有強(qiáng)大的氣流。可是一旦發(fā)現(xiàn)地球確實(shí)還含有巨量的高壓下的壓縮氣體(比大氣圈多數(shù)百倍),強(qiáng)烈的向上噴流(筆者形象地稱之為地球哮喘)而且對(duì)氣象、海洋、地震災(zāi)害的形成有重大影響,問(wèn)題就要重新考慮了。我們近些年來(lái)的研究表明,在地球內(nèi)部還存在至少四個(gè)巨大的充氣圈而且越深氣體越多。地球內(nèi)部的四個(gè)充氣圈自淺向深順次是:①上地殼充氣圈(即現(xiàn)在人類開(kāi)采的油、氣、煤層氣、固相水合甲烷、鹵水氣、地下水中氣等);②中地殼充氣圈(即現(xiàn)代地球物理測(cè)出的低速、高導(dǎo)、低密度、高熱流體,深度10~20千米),此中充滿了高壓氣體(數(shù)千大氣壓),淺層地震與其密切相關(guān),震源多出現(xiàn)于該充氣圈頂部;③上地幔充氣圈,深度更大(40~80千米),它也就是地球物理測(cè)出的軟流體、低速體,中深地震與其有緊密聯(lián)系,此圈中充滿了壓力更大(數(shù)萬(wàn)大氣壓)的氣體,我們已經(jīng)在地幔巖捕虜體極為密集的氣液包裹體中發(fā)現(xiàn)地球深部氣體的遺跡并做了許多工作;④外地核充氣圈,壓力更大,數(shù)百萬(wàn)大氣壓,是溶解于液態(tài)Fe中的強(qiáng)大氫氣流。前已述及,地球內(nèi)部(特別是深于上地殼)的流體均呈超臨界態(tài)存在,既不是水液,也不是巖漿,而是高壓縮高密度的極強(qiáng)還原性氣體(例如:H2、CO、CH4,和地表上的大氣成分截然不同)。地球排氣作用(degassing,outgassing)和哮喘就是在強(qiáng)大的溫度差、壓力差、粘度差、密度差驅(qū)動(dòng)下高壓氣體自發(fā)反重力不均勻的向上輻射噴流。這當(dāng)然會(huì)對(duì)大氣、海洋、地震等災(zāi)害的孕育和發(fā)生產(chǎn)生不可忽視的影響(至于詳細(xì)的論證在此不贅)。值得強(qiáng)調(diào),上述認(rèn)識(shí)并無(wú)否定氣象學(xué)、海洋學(xué)、地震學(xué)對(duì)天災(zāi)成因精深研究結(jié)果之意。只不過(guò)是說(shuō),今后是否再增加一個(gè)地球排氣因素的考慮。如果用氣象學(xué)的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),那就是在“下墊面”之下再增加一個(gè)“外強(qiáng)迫項(xiàng)”。多年來(lái)氣象學(xué)、海洋學(xué)、地震學(xué)界同行也一再?gòu)?qiáng)調(diào),類似重大自然災(zāi)害成因的世界性難題亟須吸收多種相關(guān)領(lǐng)域研究者的參與。

在此順便指出,對(duì)于地球排氣作用的研究在前蘇聯(lián)已有相當(dāng)廣泛、深入的成果問(wèn)世。從1976年至今(指2006年)至少召開(kāi)過(guò)四次全蘇(俄)“地球排氣”專題學(xué)術(shù)會(huì)議,上百名不同領(lǐng)域研究者進(jìn)入了這一研究隊(duì)伍行列。地球排氣作用現(xiàn)在正成為現(xiàn)代地球科學(xué)中最重要、最有發(fā)展前景的前沿方向之一。近幾年筆者利用衛(wèi)星熱紅外圖像觀測(cè),發(fā)現(xiàn)地球天天時(shí)時(shí)在不均勻地大規(guī)模強(qiáng)烈向外排氣,并有上萬(wàn)張的實(shí)際圖像觀察為證。地球排氣作用的存在是有很多方面證明的,不僅得到地球科學(xué)研究的證實(shí),而且還得到了現(xiàn)代衛(wèi)星遙測(cè)高新技術(shù)的全球觀測(cè)結(jié)果證實(shí)。不過(guò),現(xiàn)在人們對(duì)此還疑信參半,但不久即將大白于世。我們要敏銳地察覺(jué)到這一點(diǎn)。

這里不妨把視野再放遠(yuǎn)一些。筆者認(rèn)為,今后通過(guò)有計(jì)劃的國(guó)土深鉆可以給地球人工放氣(正好同時(shí)又是可貴的能源和化工原料)來(lái)控制大氣氣溫進(jìn)而改造氣候,消除干旱、沙漠化、沙塵暴、特大風(fēng)暴、森林草原區(qū)域性大火、熱災(zāi)、竟日不散的霾霧以及阻止重級(jí)地震的發(fā)生或降低其強(qiáng)度。所有這一切都不是不可能的。這方面的關(guān)鍵問(wèn)題是要克服固體地球觀的概念束縛,朝側(cè)重研究地球內(nèi)部氣體的方向傾斜。不然,我們就不會(huì)去研究和試探。由于存在成見(jiàn),偏見(jiàn),認(rèn)為上述種種設(shè)想不屑一顧,致使這條中同人很有可能獨(dú)創(chuàng)的金光大道長(zhǎng)期不得開(kāi)拓,等洋人這么做了,我們?cè)賮?lái)跟后。

5.研究地球科學(xué)的思維方法的重要性

科學(xué)研究成果一般體現(xiàn)在發(fā)表了多少文章,寫了多少報(bào)告,著了多少書。這是必不可少的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。但還需要再進(jìn)一步,在科研征途上看看有哪些假說(shuō)提出。這是又一類評(píng)價(jià)指標(biāo)。不是假說(shuō)也行,觀點(diǎn)、見(jiàn)解、難點(diǎn)也可以。這是成果精華的濃集點(diǎn),幾個(gè)點(diǎn)一經(jīng)列出軌跡就很清晰。這里是筆者研究智慧學(xué)中摸索出來(lái)的一種研究方法,可稱之為觀點(diǎn)軌跡法。現(xiàn)在提出來(lái),供人家討論。一旦談自己也就難免顯得自賣自夸,但為了做學(xué)問(wèn),也顧不得他人這種可能的議論了。姑妄言之,姑妄聽(tīng)之罷。

本人多半生以來(lái)大體提出過(guò)以下一些假說(shuō),圖示如下:

上述八個(gè)假說(shuō)經(jīng)過(guò)幾十年國(guó)內(nèi)外有關(guān)學(xué)術(shù)研究進(jìn)展證明基本上是屬實(shí)的,同意者、支持者、印證者越來(lái)越多(當(dāng)然不同意者也許更多)。同意不一定證明就對(duì),不同意也不一定證明就錯(cuò)。關(guān)鍵決定于實(shí)踐。即使有許多問(wèn)題實(shí)踐不了,也并非不能檢驗(yàn),可以采用多源信息聚焦法以確定結(jié)論的大體誤差范圍或正確程度。特別是地球科學(xué)很多問(wèn)題無(wú)法實(shí)踐,但人們的認(rèn)識(shí)仍然可以不斷接近真理,隨著資料的增多、概念的轉(zhuǎn)變和時(shí)間的推移,人們會(huì)不斷加以修正和增多屬實(shí)的部分。

從上述軌跡中可以得到做學(xué)問(wèn)上的什么啟悟呢?現(xiàn)提出以下幾點(diǎn):

1.要善于學(xué)習(xí),多瞧著點(diǎn),多琢磨著點(diǎn),百川匯海、有容乃大。學(xué)的要害是識(shí)貨。不識(shí)貨,怎么學(xué)?誰(shuí)最會(huì)學(xué)習(xí),誰(shuí)最得便宜。讓千萬(wàn)人替自己長(zhǎng)腦袋或者會(huì)借別人的腦袋是最大的妙招。任何一個(gè)發(fā)揚(yáng),必要條件是繼承;任何一個(gè)發(fā)揚(yáng),又決不能只限于繼承。一定要舍同求異,與眾不同。不要重新發(fā)明電燈泡。

2.在學(xué)術(shù)上要處處時(shí)時(shí)持懷疑態(tài)度,進(jìn)行無(wú)頭銜思考。這樣就不會(huì)迷信權(quán)威、迷信洋人。中國(guó)人有的是聰明才智,奈何讓洋人牽著鼻子跑!

3.沒(méi)有知識(shí)、知識(shí)面不寬都不行,但更重要的是要不滿足于知識(shí)。知識(shí)豐富并不等于創(chuàng)造。知識(shí)本是他人智慧的產(chǎn)物,一旦傳遞給第二者就立即下降為知識(shí),過(guò)一段時(shí)間后繼續(xù)下降為常識(shí),最后為新知所取代。要知道,知識(shí)中有新有陳,有高有低,有正有謬。在科學(xué)研究中對(duì)知識(shí)不要迷信是必須具備的起碼素質(zhì)。只有對(duì)當(dāng)代的知識(shí)、結(jié)論、理論不滿足,方才有創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)的可能。要有勇氣提出不同見(jiàn)解,不怕非議和反對(duì)。在學(xué)術(shù)界最要不得的是面子!

4.要善悟。悟可以稱之為六未:①視人之所未見(jiàn);②思人之所未想;⑧從人之所未事;④謀人之所未計(jì);⑤揭人之所未然;⑥創(chuàng)人之所未造。悟是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的靈魂。悟有許多悟法,現(xiàn)就個(gè)人膚淺心得列舉如下。

辨義思維(悟法之一):任何事物、知識(shí)、信息其中都有含義,要善于識(shí)辨其中的含義。這含義除了別人已經(jīng)闡釋的以外肯定還有別的。一定要把這個(gè)“別的”發(fā)現(xiàn)出來(lái)。

彌漫思維(悟法之二):任何事物都有具體的邊界與其它事物相區(qū)別。既要承認(rèn)這些邊界,但不要讓它限制住。重要的是不承認(rèn)它,可以自由任意出入,這才能做出大學(xué)問(wèn)。無(wú)界論是大悟,靈悟通用,無(wú)物界,無(wú)事界,無(wú)業(yè)界。在任何領(lǐng)域中產(chǎn)生與發(fā)展出來(lái)的智慧和靈悟均可移植借鑒于其它領(lǐng)域之中。兵法、藝法、科法、技法……在靈悟上完全互通、互映、互含、互補(bǔ)。筆者在科學(xué)—哲學(xué)—文學(xué)之間實(shí)在看不出多少界限。這就大大擴(kuò)張了思維翱翔、馳騁的空間。如果知識(shí)是海洋,靈悟則是太空。

振蕩思維(悟法之三):任何具體事物都可視為零層次,其上下還有許多層次。活躍的思維會(huì)大幅度上下穿層次進(jìn)行思維振蕩和大跨度串連,出大悟。

限定思維(悟法之四):任何具體事物既是實(shí)在、存在,同時(shí)又是被在,一定有外在環(huán)境制約著它才能存在。不要就事論事,要充分看出它們以外和后面還有什么。

非人思維(悟法之五):人們看問(wèn)題總不知不覺(jué)以己之心去度物之腹。這在研究地球時(shí)往往會(huì)出大錯(cuò)。不能拿人所熟悉的地表或淺部地質(zhì)現(xiàn)象和產(chǎn)物去想象地球深部。一般都說(shuō)認(rèn)識(shí)來(lái)源于感覺(jué),可是如果人們的感覺(jué)極為有限則又將如何?筆者認(rèn)為沒(méi)有直接感覺(jué)也有可能導(dǎo)致對(duì)那些地球深部超感覺(jué)的事物和規(guī)律有較為正確的認(rèn)知。這就要靠悟,靠非人思維,用地球的尺度來(lái)研究地球。

轉(zhuǎn)換思維(悟法之六):概念妥否是人們認(rèn)識(shí)事物正誤的大前提,成也蕭何,敗也蕭何。例如推行改革開(kāi)放,必須首先在概念上掃除障礙;大陸固定論是大陸活動(dòng)論的障礙;固體地球觀是地球科學(xué)發(fā)展的障礙,在地球動(dòng)力學(xué)因素上不是固體決定論,決定因素是流體,特別是氣體等等。概念要轉(zhuǎn)換,方才有生機(jī),否則將陷于死板。

靈渠思維(悟法之七):任何復(fù)雜的事物都是基塊接口的有機(jī)組合。要善于在各個(gè)認(rèn)識(shí)系統(tǒng)之間找到學(xué)術(shù)接口或理論串綱。只要把橋一搭,于是“一橋飛架南北,天塹變通途”。靈渠位于廣西全安,十幾公里長(zhǎng)的靈渠在大山中一旦打開(kāi),于是湘江的長(zhǎng)江水系與漓江的珠江水系得到貫通,秦始皇才得以運(yùn)兵南下平定整個(gè)大西南。

奇正思維(悟法之八):奇中出正,正中出奇。這是筆者把孫子兵法向科技競(jìng)爭(zhēng)中的移植,在治學(xué)中大受其益。本人的前述各種學(xué)說(shuō)都是這一悟法的運(yùn)用。所謂奇正也是做到前述那六未。正者為一般常規(guī)性思維;奇者創(chuàng)造性思維也!

同理思維(悟法之九):在天地生人之間盡管大千世界復(fù)雜的很,但在內(nèi)里實(shí)質(zhì)上是同結(jié)構(gòu)、同機(jī)制的。一旦有所掌握,于是心目頓時(shí)明亮,遇事遇物不會(huì)困惑。孔子早就說(shuō)過(guò),他“四十而不惑;五十而知天命;六十而耳順;七十而從心所欲,不逾矩”,據(jù)筆者體會(huì)大概是掌握了萬(wàn)事萬(wàn)物間的同理思維。

不充足判斷的充足化(悟法之十):這是又一個(gè)奇妙的思維生悟技巧。人們的一般習(xí)慣性思維總認(rèn)為證實(shí)一個(gè)規(guī)律要證據(jù)盡可能的充分。但是這會(huì)誤導(dǎo)人們沒(méi)完沒(méi)了地追求膚淺的所謂看問(wèn)題“全面”,大大拖延了重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的時(shí)間。實(shí)際上這種充分和全面是不必要的。真理不以證據(jù)多少而轉(zhuǎn)移。有的人以為必須取到100個(gè)證據(jù)才能保證立論牢靠,但另外的明眼人一看就知道這是繁瑣,用不著這么多。一味強(qiáng)調(diào)證據(jù)不足難以相信,這是思維功力不善、悟性不高的表現(xiàn)。實(shí)際上也許只要6~7個(gè)甚至4~5個(gè)最關(guān)鍵、要害的那幾條就足夠了。近些年美國(guó)普賴斯利用小波(wavelets)變換處理一張人頭相片的結(jié)果很能說(shuō)明問(wèn)題。當(dāng)他刪掉77%只取23%小波信息后照片并沒(méi)有什么變化,后來(lái)再減到只取5%的信息,照片仍然沒(méi)有走樣、失真。這反映95%的原有信息是多余的。

筆者底下進(jìn)一步把上述各點(diǎn)概括為以下幾句話:

人生征途萬(wàn)水千山,

關(guān)鍵的就那幾步;

做事行為千思萬(wàn)慮,

要害的就那幾條;

著書行文連篇累牘,

精華的就那幾頁(yè);

言談話語(yǔ)滔滔不絕,

有用的就那幾句!

環(huán)顧四周,人們?cè)谡J(rèn)識(shí)事物規(guī)律上存在著極大的浪費(fèi)。本來(lái)稍有啟蒙就該立即意會(huì)的,卻非得瞎碰亂撞費(fèi)很多心血花很大代價(jià)之后方才有悟點(diǎn)點(diǎn)。有鑒于此,筆者認(rèn)為人們的認(rèn)識(shí)應(yīng)該大搞節(jié)約。此中最大的希望在于靈悟,而靈悟并不神秘,很具體,每個(gè)人都可以做到(但必須長(zhǎng)期注意磨練用心得法)。現(xiàn)就個(gè)人膚淺心得,概括如下。

多年的地質(zhì)科學(xué)研究實(shí)踐結(jié)果表明,把注意重點(diǎn)和把觀測(cè)量、信息量幾乎全部集中放在微量成分的精雕細(xì)刻而置成礦系統(tǒng)主成分于不顧,是很難擺脫掉管中窺豹只見(jiàn)一斑的局限性的。研究多年可能跳不出圈去,只看到那無(wú)窮無(wú)盡的特殊性。而這類特殊性的隨機(jī)、偶發(fā)、誘惑性又如此之強(qiáng),如果缺乏戰(zhàn)略駕馭,就難免坐井觀天。如果我們?cè)诓捎帽倔w論從現(xiàn)象向內(nèi)里深入層層本質(zhì)解剖的同時(shí),再采用限定論從外部制約條件和環(huán)境加以深究細(xì)析,這才能夠敢于撇開(kāi)和超過(guò)種種元素礦床和巖石類型間截然相分的壁壘,根據(jù)數(shù)目少得多的主成分這萬(wàn)變不離其宗的“宗”批亢搗虛;采用彌漫思維,從固相思維的禁錮中走出,不承認(rèn)類別間界線的不可出性和不可入性(無(wú)界論),打破學(xué)科、問(wèn)題間傳統(tǒng)概念上的障礙;淡化權(quán)威意識(shí),進(jìn)行無(wú)頭銜思考,一次掂量,二次懷疑,三次不滿,使頂禮膜拜的習(xí)性趨近于零;利用反演法,把眾人有關(guān)“事物是怎樣的”種種研究結(jié)果作為新的起點(diǎn),進(jìn)行概念轉(zhuǎn)換,變成了“它們說(shuō)明什么”,觸類旁通,舉一而三反,擺脫掉本體論的羈絆和糾纏;通過(guò)辨義思維對(duì)那眾多的資料和信息元進(jìn)行提取,以斜讀書、斜思索的方式進(jìn)行多角度、多信息聚焦與信息發(fā)散,輻輳交替,融會(huì)貫通;通過(guò)振蕩思維進(jìn)行大幅度多層次上的穿梭和大跨度上的串連,取得原理性規(guī)律條綱的粗坯構(gòu)型;繼而用自己的和國(guó)內(nèi)外的新發(fā)現(xiàn)、新進(jìn)展對(duì)此構(gòu)型進(jìn)行檢驗(yàn)試錯(cuò)與印證并舉以增強(qiáng)其理論上的普適性和穩(wěn)定性;同時(shí)用新的項(xiàng)目、專題研究結(jié)果在關(guān)鍵要害的問(wèn)題上畫龍點(diǎn)睛,以提高結(jié)論的抗駁能力和真理品位。

晚清國(guó)學(xué)大師王國(guó)維引用了晏殊、柳永、辛棄疾三人的各一句詞合在一起描繪做學(xué)問(wèn)的先后三種境界:

“昨夜西風(fēng)凋碧樹(shù),獨(dú)上高樓,望盡天涯路”;

“衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴”;

“眾里尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處!”

誠(chéng)然如是,但那只是治學(xué)的一個(gè)階段而己,對(duì)于始終處于變化發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)來(lái)講,可貴的不是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)什么,而是還要發(fā)現(xiàn)什么。

世界級(jí)球王貝利說(shuō)過(guò):“我最漂亮的球是下一個(gè)!”

悟玄機(jī)之于大地,撥云霧而見(jiàn)青天!

注釋

①缺少地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的讀者一時(shí)難以讀懂本節(jié)的內(nèi)容,那不要緊。初次只需記住,當(dāng)代地球科學(xué)領(lǐng)域存在很多問(wèn)題即可,待日后補(bǔ)充地質(zhì)學(xué)、大地構(gòu)造、巖石學(xué)、礦床學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)后,再回過(guò)頭來(lái)讀本節(jié),定會(huì)大有收獲。

②鮑文(溫)反應(yīng)序列表示玄武質(zhì)巖漿隨著溫度降低,礦物從巖漿中結(jié)晶的順序。

隨著巖漿溫度由高到低慢慢冷凝,鐵鎂硅酸鹽結(jié)晶序列是橄欖石→輝石→角閃石→黑云母→石英→沸石,表示深色的礦物(鐵鎂礦物)從巖漿中晶出的先后順序,相鄰礦物之間晶格架發(fā)生顯著變化,所以在上下兩類礦物間不存在類質(zhì)同像替代關(guān)系。

鈣鈉硅酸鹽結(jié)晶序列是:鈣長(zhǎng)石→培長(zhǎng)石→拉長(zhǎng)石→中長(zhǎng)石→奧長(zhǎng)石→鈉長(zhǎng)石,反映巖漿巖結(jié)晶過(guò)程中淺色礦物(斜長(zhǎng)石系列)的生成順序。該系列的礦物在結(jié)晶過(guò)程中成分呈連續(xù)漸變的關(guān)系,從高溫到低溫依次為鈣質(zhì)斜長(zhǎng)石向鈉質(zhì)斜長(zhǎng)石方向變化。

鮑文反應(yīng)序列是鮑文根據(jù)鈣堿性系列玄武質(zhì)巖漿做的冷卻結(jié)晶實(shí)驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)原理,故其也只適用于鈣堿性系列玄武巖漿。

③MAS是指Mafic volcanism(鐵鎂質(zhì)火山巖),Alkali-metasomatism of mafic rocks(堿性交代巖),Scavenge(清掃作用形成的沉積巖)的首字母組合。

構(gòu)成綠巖系的三段式:下部超基性、基性火山巖;中部安山巖、流紋巖;上部沉積巖。在杜樂(lè)天先生的文中分別被稱為鐵鎂質(zhì)火山巖、堿性交代巖、清掃作用形成的沉積巖。MAS的新意在于認(rèn)為安山巖、流紋巖并不是巖漿巖,而是基性巖的硅堿交代巖;另外,沉積巖乃是碳硅泥巖系,此巖系(包括其中的礦床)是堿交代排除的“垃圾”成分的沉積產(chǎn)物。

④H、O同位素模式圖是對(duì)水巖同位素交換巖化過(guò)程三個(gè)階段中同位素變化的一種形象表達(dá)。

由于不同來(lái)源的流體具有不同特征的氫氧同位素組成,因此成礦流體的氫氧同位素組成成為判斷成礦流體來(lái)源的重要依據(jù),各種類型天然水具有不同的氫氧同位素組成。近年來(lái)人們認(rèn)為水巖反應(yīng)是熱液礦床形成的重要機(jī)制之一,水巖同位素交換演化過(guò)程分為3個(gè)階段:大氣降水沿構(gòu)造裂隙下滲階段;面型蝕變階段;成礦溶液沿裂隙上升成礦階段。

⑤Sedex型礦床是指海底噴流、噴氣沉積作用形成的多金屬礦床,它們往往也伴生特定巖石組合的沉積建造。

Sedimentarv rock-hosted exhalative sulfide deposits此類礦床多為層狀、薄板狀、透鏡狀,且常有多層礦體。礦床中常可見(jiàn)熱水沉積成因的硅質(zhì)巖、重晶石層和鈉長(zhǎng)巖層。它們常構(gòu)成沉積建造的重要部分。礦體厚度從幾十厘米到上百米,延長(zhǎng)可達(dá)數(shù)十公里。

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