大地构造学是一门高度综合性的学科, 必须用地质学、地球物理学、地球化学等多学科的方法进行研究。大地构造学被称为地质科学中的哲学, 是地学中的带头学科。各学科从不同侧面为大地构造研究提供支撑, 反过来, 大地构造的研究成果, 又可以引导各学科步入更深入的研究。大地构造学研究最重要的基础是野外调查, 用各种方法、手段在陆地和海洋调查中取得的实际观测资料, 是大地构造研究最重要的依据。

在大地构造研究中, 古地理学及与之相关的沉积岩石学、古生物学、地层学、构造地质学等基础地质学科一直发挥着非常重要的作用。以中国大地构造研究为例: 1920年代, 葛利普主要依据古生物学、地层学研究, 出版Stratigraphy of China《中国地质史》专著, 通过10余幅古地理图, 第一次系统阐述了中国地质和中国的地质发展史(Grabau, 1924, 1928); 1940年代, 黄汲清以其深厚的古生物学、构造地质学、地层学造诣, 在系统总结当时已有的地质科学成果的基础上, 出版了中国大地构造研究的划时代著作— — 《中国主要地质构造单位》, 并附有寒武纪、加里东期泥盆纪、华力西期二叠纪、燕山期白垩纪和喜马拉雅期等5幅构造古地理图(Huang, 1945)。之后, 他又指导刘鸿允编制了中国第一部古地理图集, 系统描绘了中国震旦纪至三叠纪的古地理图像(刘鸿允, 1955); 1980年代, 王鸿祯等集岩相古地理、生物古地理、构造古地理等图件于一体, 出版了《中国古地理图集》(王鸿祯, 1985), 在更为丰富的资料基础上, 全面系统地描绘了中国中元古代以来直至第四纪的古地理和各地史阶段的古构造面貌, 为中国古地理学和大地构造学研究做出了重要贡献。

自20世纪90年代以来, 在地学界、特别是在中国地学界, 由于地质定年、岩石地球化学、同位素地质学、古地磁学等方面研究的进展, 各种测试技术的不断更新和精度的不断提高, 在以SCI为导向的评价体系的指挥下, 在大地构造研究中, 比较费时费力的古生物学、地层学、沉积岩石学、构造地质学以及与之密切相关的古地理分析和总体地质背景的研究却完全被忽视了。不少研究者到野外只采样, 不认真细致地进行野外观察, 不注意观察采样点的地质条件, 已成为一种通病, 从而使大地构造研究日益走向粉末化、简单化、模式化, 地质测年结果+地球化学数据和图式+构造模型, 成为大量大地构造文章的新八股。这种“ 新八股” 式的所谓研究, 已极大地妨碍了对一些重大大地构造问题应该得出的正确认识, 给大地构造学的发展造成极大的危害。这里, 作者将以中亚造山带的研究为例说明这一问题。

从乌拉尔经中亚、蒙古到兴安岭的这一世界上规模最大的古生代巨型造山带, 即当前文献上的中亚造山带或Altaids造山带。自Sengor等(1993)在Nature上发表 “ Evolution of the Altaid tectonic collage and Paleozoic crustal growth in Eurasia” 以来, 相当一部分学者都随Sengor的说法, 认为这一造山带前身的古亚洲洋是一个类似今日太平洋的大洋盆, 直到二叠纪晚期、甚至三叠纪才于索伦山一带封闭。持这一观点的研究者们, 其主要依据是那里石炭— 二叠纪火山岩的岩石地化数据显示出岛弧火山岩的特征(Wilde, 2015; Xiao et al., 2015; Sengor et al., 2018, 2022)。

但是在此地区长期进行工作的学者, 何国琦(曾多次与作者讨论)、夏林圻等(2008)、韩宝福等(2010)、徐备等(2018)、张允平等(2021), 却主要依据石炭— 二叠纪沉积-火山岩系的沉积型相和古生物化石等方面的分析, 认为那里的石炭— 二叠纪沉积-火山岩系为滨-浅海相沉积, 其中的火山岩是在造山后裂谷环境下形成的, 只是由于有陆壳物质的混染才显示出弧火山岩的特性, 从而认为这一地带的古亚洲洋最迟应在晚石炭世前已经封闭。

在编制1︰500万国际亚洲地质图和研究中国及邻区大地构造过程中, 作者也特别关注这一重大问题。通过各种地质、地球物理、地球化学资料的系统分析和新疆、内蒙等地一些重点地段的野外实地调查(Zhu and Ren, 2017; 赵磊等, 2019), 认为乌拉尔— 蒙古— 兴安地区的古亚洲洋, 并不是一个类似太平洋的大洋盆, 而是由一系列微陆块和小洋盆(海底裂谷带)组成的复杂体系, 绝大部分海底裂谷带在早古生代晚期即已封闭, 晚泥盆世法门期前完全封闭。晚泥盆世— 早石炭世的巴音沟、恩格尔乌苏、索伦山、贺根山等都是再生的红海式小洋盆或海底裂谷带, 它们在韦宪期至晚石炭世前也已结束其发展。晚石炭世— 早、中二叠世的沉积-火山岩系的古地理环境并不是岛弧环境, 而是在滨浅海环境下形成的。至中二叠世晚期, 经微弱的造山运动过程, 海盆消失, 古亚洲洋动力演化过程结束。晚二叠世— 早、中三叠世以陆相为主的沉积岩系遍布全区, 微不整合或假整合地覆盖在经轻微褶皱的石炭系— 下、中二叠统或更老地质体之上, 结束了古亚洲洋动力体系的发展。所以, 作者认为古亚洲洋动力体系是在晚二叠世前完成其全部动力演化过程的。

令人十分担忧的是, 由于目前推行的评价体系, 只看文章数量, 不论质量; 只看发表文章的杂志档次, 不管文章的实质内容; 只重视外文杂志, 漠视中文期刊, 甚至中文顶级期刊的重要文章, 考评时还不如末流外文期刊的垃圾论文等等, 使“ 十分省力的” 粉末化、模式化、简单化的短平快式所谓研究, 在中国学术界大行其道, 成为一种时尚, 一股似乎不可抗拒的潮流(一股严重危害科学发展的逆流)。要清除这种新八股式的研究, 首先要彻底革除这种“ 洋奴哲学, 爬行主义” 味道十足的评价体系。科技界的领导人和领导部门必须痛下决心, 转变思路, 改变政策, 营造良好的真正有利于创新性研究的科研环境。

从科研工作者本身来说, 需从以下3个方面做工作。

首先, 要加强野外工作。认真进行野外观察, 查明采样点的地质位置及其与周围地质体的关系, 看清楚了, 明白了, 再着手准备采样。

其次, 要全面研究样品和研究对象的地质背景。以北山红柳河— 洗肠井为代表的古亚洲洋中的早古生代蛇绿岩带为例。从地球化学特征看是SSZ型, 即俯冲带上的蛇绿岩带, 但它却是古中国地台解体的产物。在寒武纪蛇绿岩形成时和形成前, 北山并无俯冲带存在的任何踪迹, 而是发育了古中国地台典型的沉积盖层— — 埃迪卡拉系(震旦系)— 早寒武世早期的冰碛岩、镁质碳酸盐岩和含磷沉积。因此, 一定要从实际出发建立模式, 而不是用获得的数据硬套已有的模式。

第三, 要从多学科角度进行研究。1980年代, 中国古地磁工作者发现中朝、扬子和塔里木3个克拉通的磁极移曲线直到侏罗纪时期才会合在一起, 因而认为侏罗纪前3个块体之间还有洋盆存在, 没有连接。然而, 这一结论并不符合中国的具体地质实际情况。众所周知, 中朝、扬子和塔里木远在加里东造山旋回之后即联为一体(西北大学大陆动力学国家重点实验室主任董云鹏教授最近著文(Dong et al., 2013, 2021), 指出分隔中朝与扬子板块的商丹带是泥盆纪前形成的缝合带, 从而结束了是印支缝合还是加里东缝合的长达30余年的争论), 其间的泥盆系— 石炭系均已为滨浅海沉积。之后, 经与古地磁学家共同讨论, 取得共识: 由于中国大陆是由众多微陆块、小陆块和造山带组合而成的复合大陆, 它们之间有一个从碰撞到焊合的过程。中朝、扬子和塔里木3大陆块虽然在早古生代末已经相互连接, 但在动力学上并未焊合为一个整体, 只有到了中生代, 经过强烈的印支造山和燕山造山过程, 它们才最终焊合为一体, 从而使3大陆块的磁极移曲线会合在一起。这一从碰撞到焊合的认识, 既肯定了古地磁数据的可靠性, 又合理解释了为什么直到侏罗纪三大陆块磁极移曲线才会合在一起(任纪舜等, 1990)。

中国大地构造研究, 从1920年代葛利普、翁文灏的开创性工作开始, 已有近100年的历史。在这期间, 我们的先辈翁文灏、李四光、黄汲清、张文佑、陈国达、张伯声等都曾做出过杰出的贡献。他们做学问的共同特点是: 既放眼世界, 又不迷信洋人, 坚持从中国地质的实际情况出发, 创造性地进行研究, 因而出现了地质力学、多旋回、地台活化、断块构造、波浪镶嵌等学说百花齐放、百家争鸣、生动活泼的大好局面。大地构造学目前已从研究地球表层构造的地槽— 地台说和板块构造说, 进入到研究地球整体多圈层构造的新阶段。我们相信, 只要坚持先辈们研究中国大地构造的正确方向, 既放眼全球, 又脚踏实地, 不迷信, 敢超越, 就定会使中国大地构造研究走向健康发展的道路, 并为全球大地构造理论的发展做出贡献。

谨以此文献给母校— — 西北大学120周年华诞!

(责任编辑 郑秀娟; 英文审校 徐 杰)