1929年世界第一部工程地质学
⑴ 工程地质学的发展展望
21世纪可以预计的大型工程建设,如跨流域的调水工程、大型水电工程、深部露天采矿工程、地下工程、海洋工程等,其可能发生的复杂的工程地质问题,从理论到设计、施工实践,从预测到防治,需要我们作为重要研究方向,在原有认识和经验的基础上,进一步去创新发展,与其它多学科联合攻关。
(1)岩、土体工程地质力学的理论方法体系还应进一步发展
工程地质力学具有我国的特色,并在工程实践中获得了广泛的应用。研究岩、土体稳定性中的关键问题,如节理面的各种工程地质特性,区域构造应力场和工程区实测点地应力场的研究,岩体稳定性的时间尺度,根据岩体变形破坏的实例建立“地质模型”等(孙玉科)。此外还应进行工程地质技术的开发研究,包括地质探测技术,岩组物理力学测试技术,岩体变形观测技术和变形破坏模拟实验技术等。
(2)环境工程地质将获得迅速的发展
目前大型工程建设涉及的环境工程地质问题很多。如大型露天开采,地下开挖,深埋长隧道工程,大型水利枢纽,地下硐室,城市垃圾的处置和卫生填埋工程等的建设,就遇到前所未有的更复杂情况。如深埋长隧道工程的开挖,需要查明其所遇到的地质灾害问题的形成条件和发生机理,作出科学的评价预测。大型水域水岩相互作用导致水库诱发地震、库岸崩滑、大坝溃决、水库淤积、大面积环境恶化等问题。水库诱发地震产生的可能性及发震强度的预测难度较大。现中国学者建立了两种震级预测的神经网络模型,具有较高的预测能力。新的动向是引入突变理论,分析水库诱震机制,建立诱震的充要条件判据和地震能量的表达式,提出断层带弱化和岩体软化效应诱震的新假说。
当前环境工程地质的研究又进一步延伸向环境地质工程,即主要研究解决和处理地质环境问题的假说和方法。90年代国际环境地质工程的热点领域是各国城市化和资源开发中固体、液体、气体废弃物的排放、填埋处理以及与城市工程建设有关的环境工程问题研究。总体来说,环境工程地质还有些基本问题,如工程环境影响场问题,工程建筑的适应度与环境灵敏度之间关系问题,环境容量问题,监测技术、环境综合分析及反信息技术等问题的研究还有待深入。
(3)区域地壳稳定性的研究
目前应进一步加深对影响和制约稳定性因素的认识。如何分析、确定和量化这些因素,直接关系到区域地壳稳定性评价由定性到定量方向发展的问题。近来有用分数维理论描述断裂和地震的分形结构,耗散、浑沌和协同学等用以描述地壳结构及其动态之自组织过程及探讨其内部的相关性。但这些探索尚处于初始阶段。此外在技术方法方面,应大力开展深部探测、监测、遥感、计算机、制图技术和深部地应力测试技术等应用研究,提高区域地壳稳定性诸因素的时空变化的量测精度。
工程地质学发展至今日,需要与现代系统科学理论思维相结合,尤其是非线性科学对于工程地质学的提高和发展具有重要意义。黄润秋根据系统科学原理结合工程地质的应用与实践,提出了工程地质问题的系统分析原理。应用这些原理可以建立地质过程的机制分析-定量评价,建立过程地质模型和模拟再现,建立过程地质分级、分类系统,认识过程地质体(或环境)和人类活动相互作用,认识灾害地质作用发展过程,描述地质体复杂的结构和工程地质问题过程,研究过程预报等。在工程地质学拓展到地质工程的新领域时,做好施工监测与信息反馈,这就是以监控-反馈原理为核心指导思想的“信息化施工”。总之,系统科学的引入,必将把传统的工程地质学推向新的阶段和新的水平。
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⑵ 工程地质学的发展简史
工程地质学孕育、萌芽于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。17世纪以前,许多内国家成功地建成了容至今仍享有盛名的伟大建筑物,但人们在建筑实践中对地质环境的考虑,完全依赖于建筑者个人的感性认识。17世纪以后,由于产业革命和建设事业的发展,出现并逐渐积累了关于地质环境对建筑物影响的文献资料。第一次世界大战结束后,整个世界开始了大规模建设时期。1929年,奥地利的K·太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》。
1937年苏联的Ф·П·萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。50年代以来,在世界工程建设发展中,工程地质学逐渐吸收了土力学、岩石力学和计算数学中的某些理论和方法,更加完善和发展了本身的内容和体系。在中国,工程地质学的发展基本上始自50年代。谷德振在岩体稳定性问题中提出的结构控制论以及刘国昌在区域工程地质方面,都对工程地质学的发展作出了重要的贡献。
⑶ 谁能介绍一下战争经济理论
美国攻打阿富汗,伊拉克可以解决就业,拉动消费。
战争经济理论:简单说就版是战权争和经济的关系,中国古代就有忙时为农,闲时为兵,是一种耕战的思想,到了现代,就是国防和经济如何有机的结合起来,比如生产坦克的工厂在和平时期可以生产拖拉机,战争时期可以生产坦克,军用机场、港口、铁路在和平时期可以向民用领域开放,战争时期停止向民用领域开放。如果要是细说的话,其中的关系一句两句说不清,因为战争经济严格来说属于军事体系的一部分,并不属于经济领域范畴,不知道我这么说你是不是能听明白,如果听不明白就去看看兵书,恶补一下军事知识吧!
⑷ 工程地质学的简介
工程地质学(engineering geology)研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的科学。地质学的一个分支学科。研究目的是查明建设地区或建筑场地的工程地质条件,预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响,提出防治措施,以保证工程建设的正常进行。
工程地质学产生于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。17世纪之前,许多国家成功地建成仍享有盛名的伟大建筑物,可是人们在建筑实践中对地质环境的考虑,完全依赖于建筑者个人的感性认识。17世纪以后,由于产业革命和建设事业的发展,出现并逐渐积累了关于地质环境对建筑物影响的文献资料。第一次世界大战结束后,整个世界开始了大规模建设时期。1929年,奥地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》;1937年苏联的萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。50年代以来,工程地质学逐渐吸收土力学、岩石力学与计算数学中的某些理论和方法,完善和发展了本身的内容和体系。在中国,工程地质学的发展基本上始自50年代。
工程地质学主要研究建设地区和建筑场地中的岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质,控制这些性质的岩石和土的成分和结构,以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向;制定岩石和土的工程地质分类。由于各类工程建筑物的结构、作用、所在空间范围内的环境不同,所以可能发生的地质作用和工程地质问题也不同。据此,工程地质学往往分为水利水电工程地质学、道路工程地质学、采矿工程地质学、海港和海洋工程地质学和城市工程地质学等。工程地质学的研究方法有运用地质学理论和方法查明工程地质条件和地质现象空间分布、发展趋向的地质学方法;有测定岩、土体物理、化学特性,测试地应力等的实验、测试方法;有利用测试数据,定量分析评价工程地质问题的计算方法;有利用相似材料和各种数理方法,再现和预测地质作用的发生、发展过程的模拟方法。随着计算机技术应用的普及和发展,工程地质专家系统也在逐步建立。
⑸ 工程地质学基础的课程中怎样鉴别活断层
一般钻孔的断层是对比出来的,根据邻井情况、区域地层情况,看本钻孔地层是否连续,是否和区域地层一致,是否和邻井地层一致,如果不一致,在哪个部位不一致,具体到深度多少米的地方,比如在X米深度的地方,上部与区域或邻井的地层一致,到X米处不连续,下部与区域或邻井其他地层一致,那么我们可以认为在X米处存在断层,与邻井或区域地层相比,本井X米深度处地层缺失或重复了多少就是断距。
工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。地质学的一个分支。工程地质学的研究目的在于查明建设地区或建筑场地的工程地质条件,分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响和危害,提出防治不良地质现象的措施,为保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用,提供可靠的地质科学依据。
工程地质学(engineering geology)研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的科学。地质学的一个分支学科。研究目的是查明建设地区或建筑场地的工程地质条件,预测和评价可能发生的工程地质问题及对建筑物或地质环境的影响,提出防治措施,以保证工程建设的正常进行。
工程地质学产生于地质学的发展和人类工程活动经验的积累中。17世纪之前,许多国家成功地建成仍享有盛名的伟大建筑物,可是人们在建筑实践中对地质环境的考虑,完全依赖于建筑者个人
工程地质学
的感性认识。17世纪以后,由于产业革命和建设事业的发展,出现并逐渐积累了关于地质环境对建筑物影响的文献资料。第一次世界大战结束后,整个世界开始了大规模建设时期。1929年,奥地利的太沙基出版了世界上第一部《工程地质学》;1937年苏联的萨瓦连斯基的《工程地质学》一书问世。50年代以来,工程地质学逐渐吸收土力学、岩石力学与计算数学中的某些理论和方法,完善和发展了本身的内容和体系。在中国,工程地质学的发展基本上始自50年代。
工程地质学主要研究建设地区和建筑场地中的岩体、土体的空间分布规律和工程地质性质,控制这些性质的岩石和土的成分和结构,以及在自然条件和工程作用下这些性质的变化趋向;制定岩石和土的工程地质分类。由于各类工程建筑物的结构、作用、所在空间范围内的环境不同,所以可能发生的地质作用和工程地质问题也不同。据此,工程地质学往往分为水利水电工程地质学、道路工程地质学、采矿工程地质学、海港和海洋工程地质学和城市工程地质学等。工程地质学的研究方法有运用地质学理论和方法查明工程地质条件和地质现象空间分布、发展趋向的地质学方法;有测定岩、土体物理、化学特性,测试地应力等的实验、测试方法;有利用测试数据,定量分析评价工程地质问题的计算方法;有利用相似材料和各种数理方法,再现和预测地质作用的发生、发展过程的模拟方法。随着计算机技术应用的普及和发展,工程地质专家系统也在逐步建立。
⑹ 地质工作的起点
中国古代就有了地质工作的萌芽。中华民族很早就有了利用高岭土、金、银、铜、铁、锡、铅、汞、煤、天然气、石油、矿盐等矿产的历史。例如,在新石器时代晚期就已经知道用铜制作工具和装饰品,河北唐山,甘肃武威、临夏等地都曾发现过这个时期留下的红铜器。夏代,出现了铜锡合金造成的青铜器,商、周两代,达到了“青铜器时代”的鼎盛时期,河南安阳商代王都遗址中发掘出来的青铜器数量超过万件。这些成就的取得,与古人所具有的地质知识、能识别矿产是分不开的。
战国时期,人们的地质知识、找矿知识得到了进一步的丰富和发展。《管子·地数第七七》曾记载:“山上有赭者,其下有铁;上有铅者,其下有银”。是说出露地表的铁矿风化后会生成赭色的铁的氧化物,铅矿经常与银矿共生,这与近代科学认识是完全符合的。这表明,古代已有了初步的地质找矿概念。据《新唐书·食货四》记载:到了唐代全国有银、铜、铁、锡的冶炼场所168处,在唐代的中后期,铁的年产量曾达到207万斤。煤的使用也很早,魏晋时期,煤已用作生活燃料。元明建都北京,京城军民百万之家皆以石煤代薪。石油和天然气在我国古代也很早就被认识可以作为燃料,四川已约有2000年凿井采得卤水,并利用火井中的天然气煮卤水成盐的历史了。东汉时期的《汉书·地理志》中就有在我国西北地区发现和利用石油的记载。我国古代对石油的利用主要集中在四个方面:①照明。《后汉书·郡国志》在谈到古酒泉郡延寿县有石油时写道,石油“……如凝膏,燃之极明”;《水经注》也说,石油“如凝膏,燃极明”;《元和郡县志》则说,石油“如肥肉,燃之极明”。到了元明时期,人们还对石油进行加工制作蜡烛,《元一统志》记载,“石脂:在鄜州东十五里采铜川有一石窟,其中出此。就窟可灌成烛一支,敌蜡烛之三。”②润滑及防腐。《水经注》记载,石油“膏车及水碓缸甚佳”,“膏车”即用来润滑车轮及车轴。《元和郡县志》也有类似的记载,“水上有黑脂,人以草盝取用,涂鸱夷酒囊及膏车”。③药用。《魏书》记载,“龟兹国……其国西北大山中有如膏者流出成川,行数里入地如
但是直到近代,中国还没有真正意义上的地质工作,.19世纪末,中国还没有自己的地质人员,也没有建立地质矿产调查的部门或机构。中国近代早期的地质调查工作是外国人做的。最早是美国人庞培利(Pumpelly),他于1862~1865年在中国和日本做了地质调查,并应清政府的邀请考察过京西煤矿。而影响最大的是德国人李希霍芬(Richthofen),从18世纪60年代至70年代,他曾两次来中国考察,回国后著有《中国》一书,附有地文、地质图两册(夏国治,程裕淇,1990)。这些外国人的工作,对中国的地质研究和地质工作起到了先导作用。
中国真正意义上的地质工作始于辛亥革命后的1912年。1912年1月,孙中山在南京组织临时政府,在实业部矿务司下设置了地质科,由1911年毕业于东京帝国大学地质系的章鸿钊主持其事。这是中国政府中第一次有了管理地质工作的机构。1912年4月,实业部随临时政府迁往北京,后政府机构几经改组,但主管地质的部门仍然保留,只是名称和隶属关系有所改变。
1913年9月,地质科改称地质调查所,规划和总管全国的地质调查工作,“地质调查所掌事务如左:一,关于地质构造调查事项;二,关于矿床调查事项;三,关于地形图及地质图调制事项;四,关于矿肥及土性调查事项。”(李学通,2006)地质调查所由在英国学习地质归来的丁文江任所长。在地质科改称地质调查所的同时,设立地质研究所,由章鸿钊任所长,研究所实为培养地质人才的讲习所。当年,研究所借得京师大学堂理科地质门的房屋设备,招收了30名学生,开始自己培养地质人才。因各种原因,30名学生中只有21人完成了学业,18人获得了毕业证书,其中叶良辅、谢家荣、王竹泉、李捷、李学清、刘季辰、谭锡畴、周赞衡、朱庭祜等人后来都成为著名的地质学家。1916年,章鸿钊、翁文灏将地质研究所师生历年所作地质调查报告等成果,编纂成《农商部地质研究所师弟修业记》一册出版,这是中国第一部自编的区域地质著作,结束了中国地质情况主要由外国人调查和论述的局面(李学通,2006)。为了更好地集中精力于地质调查工作,地质研究所在1916年第一批学员毕业后便停办了。尽管地质研究所只办了一期,但培养出了中国第一批地质调查研究人才,为中国地质科学的发展奠定下第一块基石。
1916年6月,研究所的18名毕业生到地质调查所担任调查员。从此,中国有了自己的地质专业队伍。这支队伍随即在河南、山东等省测制百万分之一地质图,并对一些矿山做了调查。对岩石、矿物、古生物的研究也开始着手,同时,还派人对上海、天津港口的地质问题和安徽、甘肃的地震做了考察。
1918年,北京大学将京师大学堂原理科地质门恢复为地质学系,原北洋大学矿业科部分学生也转入该系学习。1920年,该系首批学生毕业。同一年,李四光,以及美国地质学家葛利普(A.W.Grabau)到北京大学地质学系任教。随后,中山大学、中央大学、清华大学、重庆大学、西南联合大学、西北联合大学(后改为西北大学)也相继开设了地质系、组。20世纪40年代,唐山交通大学、山东大学、北洋大学也成立了地质系、组。中国地质教育开始走向兴旺发达时期(夏国治,程裕淇,1990)。
1922年,中国地质学会(Geological Society of China)成立,章鸿钊任第一届学会会长,翁文灏、李四光任副会长,谢家荣任秘书长。中国地质学会是中国最早的学术团体之一。中国地质学会的成立,标志着我国地质科学进入了一个崭新的历史发展阶段,奠定了我国地质学由萌芽走向成熟的基础,对于展开横向联系、交流学术成果、跨入国际地质学界行列起到了巨大的推动作用。中国地质学会卓有成效的活动为其赢得了崇高的国际声誉,在国际学术界中占有较重要的地位。1922年,翁文灏以中国唯一代表的身份,出席了8月9日至19日在比利时布鲁塞尔召开的第13届国际地质学大会,并被选为学会副会长及评议员(李学通,2006;张银铃,2001)。中国地质学会成立之初就创办了《中国地质学会志》,于当年出版了第一卷。1949年前中国地质学界许多重要学术论文和重大理论及发现的提出,都是在该刊发表的。如李四光关于中国第四纪冰期论据(1922年)和地质力学理论的提出(1926年);翁文灏关于燕山运动的提出(1927年);周口店于1927年10月16日发现一颗古人类牙齿化石的报道;裴文中于1929年12月2日发现中国猿人头盖骨的宣布等(张银铃,2001)。
1928年,中央研究院地质研究所成立。地质研究所是南京国民政府时期中央研究院所属13个研究所中成立最早的单位之一,李四光任所长。
自1912年实业部矿务司地质科的设立至1949年,中国地质工作从无到有,在克服重重困难中艰难前行。1922年,中国地质学会成立时,仅有会员26人,到1928年前后,中国地质学家有了100多人,1940年以后,增加到约300人(孙枢,2002)。在此期间,我国地层学、古生物学、构造地质学和大地构造学已有了相当扎实的基础;区域地质学取得了重要进展,完成了1:100万的14个国际地质图幅和1:300万中国地质图;矿床学(含化石能源)初步奠基,并有白云鄂博铁矿、攀枝花铁矿、昆阳磷矿、黔贵铝土矿和淮南煤田等重大发现;矿物学和岩石学出现了一些重要论著;水文地质学、工程地质学和地球物理探矿等开始萌芽(孙枢,2002)。
尤其值得一提的是,1939年,李四光在伦敦出版《中国地质学》,该书不仅综述了中国各地地层,而且从地质构造上提出了许多新见解。以较大篇幅讨论了古生代各时期的海侵、中生代以后的堆积以及各个构造运动时期;总结了自20世纪20年代以来作者对中国和东亚构造型式和地壳运动,以及对中国第四纪冰川的研究;阐述了地球表面形迹的动力学意义,奠定了地质力学的基础。
1945年,黄汲清出版了《中国主要地质构造单位》专著,对中国地质构造在空间和时间上做了综合研究,在对当时大地构造的主导概念进行阐释的基础上,系统总结和分析了中国大陆及其邻区的区域地质资料,阐述了中国及其邻区的前寒武纪地块和各地壳运动时期及褶皱构造的基本特征;论述了各地质历史时期中国古地理轮廓和大地构造特征、岩浆活动与成矿作用,划分了中国大地构造单元和构造格架。该书被称为“多旋回构造理论”的奠基之作。
20世纪40年代初,潘钟祥根据30年代前期对陕北和四川的地质调查所撰写的《中国陕北和四川白垩纪石油非海相成因》在美国发表,该文明确指出,“石油不仅来自海相地层,也能够来自淡水沉积物”,“如果有适宜之构造,则可成为良好的油田”。1943年,根据一队地质学家和地球物理学家在新疆独山子和库车进行石油地质考察所撰写的《新疆油田地质调查报告》提出新疆主要生油岩系是侏罗系和下第三系(古近系),属陆相沉积,“多期多层生储油”的陆相沉积生油学说宣告诞生。
至1949年,留给新中国地质工作的起点是十几个地质调查和研究机构,近800人的地质工作队伍(包括非地质专业人员在内),十数台钻机,17万米的钻探进度,以及刚刚开始的水文地质工程地质工作和地球物理工作(夏国治,程裕淇,1990)。
⑺ 工程地质学的发展及地质工程学的形成
地质工程学是工程地质学发展形成的新的分支学科,实际上是工程地质学和土木工程学的边缘杂交学科。因此在研究地质工程学之前,有必要回顾一下工程地质学的发展。
工程地质学研究已经经历了三个阶段:
第一阶段:20世纪60年代以前,以工程地质条件研究和质量评价为主要工作。一方面是对作为工程建筑载体、工程建筑材料、工程建筑结构的地质体质量评价;另一个方面是对作为工程建筑环境的地质环境质量评价,这阶段的评价主要是定性的。在20世纪60年代末,世界各国大体同时都开始了工程建筑中能否出现地质灾害,或者说能否出现工程地质灾害的成灾条件研究,开始了成灾预报研究工作。
第二阶段:开始于20 世纪60 年代末,以开展地质体稳定性分析为特征的工程地质灾害预测预报研究阶段。如谷德振教授在20 世纪60 年代末开始提出地基稳定性、边坡稳定性、地下洞室稳定性评价研究课题;20 世纪70 年代他进一步提出地基稳定性、边坡稳定性、地下洞室稳定性、山体稳定性、地壳稳定性评价研究五大课题,开始了工程地质研究的第二阶段。当时研究内容主要是稳定性评价。实际上开始了工程地质预报研究工作。
第三阶段:20世纪80年代以来出现了许多新技术(实际上60、70年代也零星地在做),“中国岩土锚固工程协会”和中国岩石力学与工程学会下成立了“岩石注浆与锚固工程分会”,大力开展不良地质条件改造。工程地质发展第三阶段是以工程地质灾害预测预报及地质灾害防治、施工地质超前预报和地质体改造等主要课题为特征的地质工程研究阶段,明确地提出了地质监控施工法。地质监控施工法的核心就是超前地质预报和超前地质体改造,而超前地质预报和超前地质体改造正是工程地质工作进入第三阶段的重要标志。这样,今天的工程地质工作已经不仅仅作工程地质条件评价、各类地质工程稳定性评价或工程地质预报,而且还应该研究不良地质条件的改造及地质工程施工问题。今天已经有一些办法能够对不良的地质体进行改造,使之适应工程建筑的要求。过去解决地质体不稳定的办法主要是支护,不让它失稳,这种做法现在看来是不够的。今天可以进行地质体改造,使之满足工程建筑要求。地质体赋存环境也可以改造,改造后的地质体照样可以建筑工程,这样工程地质就发展到以工程地质超前预报和地质体改造为核心的地质工程阶段。
事物的发展总是经过渐变到突变。人类的认识也是经过渐变到突变产生飞跃。人们对地质工程的认识也是经历了这样一个过程。在工程地质学发展的第二阶段,工程地质工作者和岩土力学工作者在认识上已经孕育着地质工程的意识,提出地基稳定性、边坡稳定性和地下洞室稳定性课题就意味着孕育着地质工程的意识。具有工程地质和岩土力学双学科知识的工作者是这个认识的先觉者。有文字记载的则有1974年Hock E.和Bray J.W.发表了《ROCK SLOPE ENGINEERING》专著,明确地提出了“岩石边坡工程”概念。首次把岩体边坡作为工程来研究,他的主要工作也是在地质基础上对边坡进行岩体力学研究。Hock E.的岩体边坡工程概念对工程地质学的发展和地质工程的形成具有很大的推动作用。1976年R.E.Goodman,发表了《METHOD OF GEOLOGICAL ENGINEERING IN DISCONTINUOUS ROCK》专著,首先使用了“地质工程(Geological Engineering)”术语,他提的地质工程方法实际上是岩体力学与工程地质相结合进行工程地质工作的方法。1983年著者在主持“大同煤矿坚硬顶板有控压裂放顶理论和技术研究”课题中首次提出了岩体结构改造概念。1984年在第二届全国工程地质大会上提出了岩体改造原理,同时提出了“工程地质、岩体力学和地质工程三位一体”开展工作的学术思想,在中国率先提出了“地质工程”命题。1986~1989年主持了“大秦线军都山隧道快速施工地质超前预报”课题,并在这项工作中提出了以地质为基础开展地质预报,其中包括超前预防,实际上深化了地质体改造理论,深化了地质工程概念,明确地提出了地质工程定义是“以地质体为工程结构,以地质体为建筑材料,以地质环境为建筑环境建筑起来的一种特殊工程”。1990年10月著者应葛洲坝水电工程学院的邀请,在宜昌开办了“工程地质与地质工程”讲座,对著者关于地质工程的认识进行了系统的总结,1993年出版了《工程地质与地质工程》专著,这本书是著者对地质工程认识的一次升华,该书对地质工程定义、地质工程特性、工作内容、工作方法进行了系统的论述。1996年出版了《地质工程理论与实践》一书,系统地论述了地质工程概念、定义、理论和方法,明确地提出了地质工程的基本原理是“地质控制论”,阐述了地质工程理论体系。
从20世纪90年代初开始,中国出现了地质工程公司,地质工程勘察设计院等机构,实际上已经出现了地质工程行业。1997年6月国务院学位委员会和国家教育委员会在联合颁布的“授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录”里正式提出了地质工程学,现在地质工程已经不仅是一个行业,而且已经形成为一个学科了。一个学科的形成必须具备三个条件,这就是有特定的研究对象,有独特的理论,有专门的技术手段。对地质工程学来说,这三者已经具备了。地质工程的研究对象是以地质体为工程结构,以地质体做建筑材料,以地质环境作为建筑环境的特殊工程建筑;地质工程的基本原理是地质控制论;地质工程建筑的专门技术:地质超前预报技术和地质体改造技术已经形成了。今天来说,地质工程学已经形成为一门独立学科是客观存在的。
⑻ 袁见齐的成就及荣誉
国立唐山工学院(现西南交通大学)迁来上海办学,袁见齐受聘于唐振绪院长,任矿冶系教授。1949年5月上海解放,袁见齐随唐山工学院师生返回唐山时,沿途看到解放区的崭新面貌,令他感叹,促他振奋。在教育问题上,袁见齐强调“要启发式不要注入式”,他在讲课中,力求生动活泼。在唐山工学院(现西南交通大学)期间的教学正如同学们所评论的:“他把矿物学课教活了”。
1952年院系调整,唐山工学院(现西南交通大学)采矿系地质组调往新成立的北京地质学院(今中国地质大学),袁见齐也因而调到北京地质学院任教,并担任了教研室主任、系主任、教务长、院长助理、副院长等职务。为了提高教学质量,培养地质人才,他在主讲普通地质学、矿床学、非金属矿床地质学等课程的同时,开展一系列的教育制度、方法、内容的改革。1959年在欢庆建国十周年的时候,他以多年来工作的感受写了《巨人的步伐——从北京地质学院的成长看地质教育事业的发展》,对新旧中国地质教育面貌作了深刻的对比,他歌颂地质教育事业进入了蓬勃发展的春天。他调入北京地质学院后,继续钻研,对启发式教学理解更深。他一再强调:“启发式教学不单纯是方法问题,也是教学理论和辩证思想的具体体现。要启发听课者积极思维,必须由教师积极引导。”他把登上讲台比喻为表演艺术家走上舞台,也要“进入角色”。
1978年他已70高龄,主持武汉地质学院北京研究生部工作时(任研究生部主任),为了取得培养硕士、博士研究生的教学经验,他坚持在教学第一线上课,并就课程设置、实验室建设、论文选题,甚至学生的课业负担、课余活动等,都作了认真调查。他参与制定了学校的中长期发展规划,使研究生的教学工作步入正轨。1985年他又指出高等学校不仅要传授知识,还必须传授获得知识的方法,并能运用知识和发展知识,对研究生部的教学提出了更高的要求。几十年来,他以极大的热忱从事培养硕士研究生、博士研究生及青年教师的工作,为地质事业后继有人作出了突出的贡献。
1954年袁见齐加入九三学社,曾任九三学社北京分社常委兼宣传部长、中央委员;九三学社第四、五、六、七届中央委员,第八届中央参议委员。1964—1988年,当选北京市政协第四、五、六届委员。1978—1982年,当选为湖北省第五届人大代表,湖北省第四、五两届政协常委。1981年他以74岁高龄加入中国共产党。他的学生们赞扬他“欣逢盛世身犹健,丹心一片志方遒”。
中国盐类矿床研究的开拓者,陆相成钾理论与高山深盆成盐模式的建立者
1978—1986年,他任武汉地质学院北京研究生部主任,兼钾盐矿床地质研究室主任,探索立足国内培养高层次研究人才的教学工作。1980年,他主编的《矿床学》全国通用教材,于1988年获国家教委优秀教材一等奖。1979年当选为中国地质学会副理事长,后任名誉理事。1980年当选为中国科学院学部委员。1981年加入中国共产党。1981—1988年被选为九三学社中央委员。1988年后任中国地质大学(北京)教授,博士研究生指导教师,校学位委员会主任。
袁见齐一生献身于祖国的地质科学和教育事业。中国盐类矿床开发利用的历史极为久远,但运用现代地质学的方法研究盐类矿床,则始于20世纪30年代。袁见齐从1940年起对中国西南、西北广大地区的盐矿研究是最为深入、系统的,并在盐类矿床成矿理论的学术研究上也取得很大进展。他在川、滇、黔等省区的盐矿调查中,最早指出西南地区的寒武系、三叠系和中、新生代红层均蕴藏有丰富的盐矿资源,并兴奋地期待“必有新姿态之盐业兴起”。1943—1944年他率先进入西北,调查盐湖、盐矿47处。这是中国历史上第一次进行的盐湖地质调查。袁见齐途中抽暇整理资料,陆续寄出论文6篇和记述地理、民俗等的新疆杂记10篇。归来后出版《西北盐产调查实录》的专著。他把盐湖的成因归结为“盐质之来源”、“地形之影响”和“气候条件”等地质地貌环境条件,最早提出“滩盐”系砂砾间潜水蒸发形成,与盐池卤水蒸发沉积盐层有区别,也观察到盐湖区地形变迁与卤水析盐分异作用的关系,如达坂城盐湖中石盐与芒硝的分异等。西北断陷盆地都在山脉环抱之中,“高山与深谷,高下悬殊”,“盆地内气候极度干燥,气温亦炎热而多剧变,故利于盐池之生成”。这些认识,正是袁见齐后来提出“高山深盆成盐理论”的基础。其中,如盐类物质来源,盐湖卤水成分的演化,成盐区的构造控制,地形与气候的关系,以及盐体变形特征等学术观点,至今仍有现实的指导意义。中华人民共和国成立后,他三次深入柴达木盆地,对察尔汗盐湖钾盐矿床作了周密的考察和研究,总结了矿床形成条件,他的学术论文《中国内陆盐湖钾盐沉积的若干问题》不仅首次描述和报道了这个世界上新类型的钾盐矿床,而且他总结得出的陆相盆地的成钾条件和成钾机理已为国内外盐矿学界广泛利用,并称之为“陆相成钾理论”。他的这一研究成果,为苏联科学院院士斯特拉霍夫(CtpaxoB,1962)在《沉积学原理》一书的第四卷中所引用。
1956年,袁见齐受地质部地矿司委托,指导新中国的盐矿地质工作。在北京地质学院成立盐矿科研组,主持钾盐矿床地质条件和预测找矿的研究工作。他应邀担任轻工业部盐业资源勘探队科学顾问。在衡阳盆地找盐工作中,在他的指导下发现并勘探了中国中新生代红层盆地中第一个石盐矿床。他三次赴青海柴达木盆地察尔汗湖工作,总结中国陆相成盐成钾的地质条件。1957年,他与中国科学院化学研究所柳大纲共同组建中国科学院盐湖调查队,在柴达木盆地发现了察尔汗盐湖钾盐矿床。
在地质部的领导下,他于1959年主持完成了全国盐类矿床分布规律和矿床远景预测的研究项目,主编了中国第一幅全国盐类矿床预测图,不仅为地质部部署全国盐矿普查工作提供了依据,而且根据中国地质构造特征,分析讨论了中国盐类矿床成矿时代和成矿区域与西欧、北美的矿床差异。尽管当时可供利用的实际资料还不够丰富,但他的预测基本上都为以后的勘探所证实。1961年中国首次在湖南衡阳红层盆地进行盐矿普查,他应邀到现场指导,他从地层、构造、沉积相等方面做了分析,提出新的找矿方向,不久即钻遇厚盐层,发现了红层盆地中第一个石盐矿床。70年代,中国已在许多层位和地区发现了大量盐类矿床和若干地区的钾盐层。他在“中国碎屑岩系中钾盐矿床形成条件”一文中,系统总结了中国盐矿地质资料,概括为(1)盐盆地的活动性;(2)盐类物质来源的多源性;(3)盐类沉积过程的复杂性(卤水掺杂与卤水迁移);(4)盐类沉积层的多变性(包括变质和变形)等四个方面,并进一步归纳为“高山深盆的成盐模式”。这一研究成果在中国地质学会成立60周年的学术报告会上宣读,受到学术界的重视。袁见齐提出的这个理论模式,概括了成盐盆地的构造控制、盐类的物质来源、岩相分布、沉积环境、卤水的演化发展等基本的成矿因素,既有现代实例,也有地质历史上众多的盐类矿床资料依据,并经受了找矿实践的检验。
袁见齐长期在高等学校从事地质教育事业,他在教学中,一贯主张认知和实践并重的教学思想。他在教学和科研工作中勤奋努力,精益求精。他是一位学识渊博、平易近人、深受学生爱戴的教师,也是一位严格要求,具有严谨科学作风的导师。袁见齐常说:“一个人待人要诚要实,对社会尽力去作奉献,这样社会才会不断发展。”他言行一致,表里如一,大家都称赞他是一位为人谦和、待人诚恳的长者。
袁见齐一生发表学术论文、专著、教材和译著等100余种,他是中国盐类矿床地质学的开拓者和奠基人,他的学术思想和他对盐矿资源勘探开发的重要贡献,使他在国内外地学界享有很高的声誉。 因家道中落,他8岁时入继上海市奉贤县袁应天家,遂更名为袁见齐。他自幼读书勤奋,好学多思,才智敏捷,兼之家业凋零,求学不易,从小就培养了他笃学励志的优良品格。袁见齐的舅父具有浓厚的民主思想和爱国主义思想,是同盟会成员,抗日战争时期因拒绝为日本人服务(出任县长)被投入监狱。受其影响,青少年时期的袁见齐思想民主,立志报效国家,走科学救国的道路。
袁见齐对自然科学兴趣广泛。酷爱读书,文学功底深厚,历史知识丰富。小学时期的演讲会、中学时代自编油印小刊物的经历都使他终生受益。40年代曾以亲身经历为素材撰写了题为《新疆杂记》的系列文章(连载于《盐务月报》)。
袁见齐于1924年进入国立东南大学物理系,选读了“地学通论”和“矿物学”,成绩优异,遂转入地学系。1929年毕业于中央大学地质系,并留校任教。先后担任过系主任、教务长、副院长、研究生部主任等职务,并担任硕士、博士研究生导师。他对地质教育,包括教育思想、教育理论、教学方法、专业学科建设、教学计划和教学管理等都有深入的研究和丰富的经验。他一贯主张要加强基础教育,培养独立工作能力和良好学风,发挥教师的教书育人作用。他长期主管学校的教务工作,认真负责,实事求是,以朴实真诚的精神为教学服务,深受大家的尊敬和爱戴。 1929年秋,袁见齐除担任地质学和矿物学两门课的实习和辅导外,适逢工学院土木系二年级新开设“工程地质学”,在郑厚怀教授鼓励下,他承担了这门课的讲课和实习的全部任务。他认真备课,出色地完成了教学任务,受到同事的好评。他这一生遇事不畏艰巨,敢于迎着困难上的精神,就是从这时培养起来的。
高元贵、袁见齐、杨遵仪
1929—1939年袁见齐任中央大学地质系助教,兼任地质系秘书,先后讲授过工程地质学、地形测量学、普通地质学、地貌学、岩石学、结晶学、矿物学、经济地质学、构造地质学等课程,曾任张正平、李学清、郑厚怀、EardParejas等教授的助教。
在中央大学地质系10年教学生涯中,他主动担任繁重的室内和野外的教学工作,并改进了地学测量、普通地质学、矿物学、岩石学、构造地质学、矿床学等课程的实验、实习。
1933年起他在郑厚怀先生指导下率先在中国矿床教学实验中引入“矿相学”研究方法。在《江苏江宁獾子洞之成矿作用》(1936年)一文中,首次发表了运用矿相学方法系统地进行矿石物质成分、结构构造方面的研究,从而得出矿床成因的结论。谢家荣先生认为该文“……为精心结构之作,所附示矿石结构之绘图6幅,精美绝伦,极堪取法”。教学之余,他在江浙、鲁皖、宁芜等地从事矿产资源调查和矿床学研究。由于他对宁镇地区的地质情况十分熟悉,经常在教学中安排现场教学示范,如地形测量、地质制图、矿产调查方法等。他认为,地学教学如能随时结合野外实习,方能使课堂上所学的书本知识融会贯通,而工作方法和工作经验的积累,也无不得益于勤于实践。
1933年他随中央大学地质系的“四川地质调查团”带领学生调查四川綦江铁矿,西行到峨嵋县,为了测制震旦系玄武岩剖面,他和李春昱、张祖还等人冒着生命危险,奋力攀登八百余米的悬崖,直达金顶。1938年,他与李承三、郭令智赴西康调查。在雅安、康定、道孚、新龙等地作路线地质及矿产调查。入康途中,他因马惊而伤左腿,途中无法治疗,仅草草裹伤,请人从马上抬上抬下,以惊人的毅力坚持随队西行,直至调查任务完成。
解放前,中国边远地区交通困难,治安混乱,高等学校经费困难,生活、工作条件都很差,地质工作不仅辛苦,还有安全问题。但他从不把个人的甘苦放在心上,总是说:“赏山水之乐,识宝藏之丰,只有地质学家能体味个中乐趣”。由于勤奋努力,青年时代的袁见齐在地学的许多领域都有科学论文发表,如《江宁县凤凰山铁矿储量之新估计》(1934年)、《扬子江上游水力发电厂址之地质讨论》(1935年)、《宜昌黄陵庙、葛洲坝两处筑坝问题》(1941年)、《西北盐产调查实录》(1946年)、《新疆库车、拜城、温宿岩盐之成因》(1946年)等。 1948年,盐务总局南迁,袁见齐拒绝迁广州、撤台湾,返回上海改任唐山工学院(临时在上海办学)教授。刚步入壮年的袁见齐,此时已无法安心于课堂教学。他隔江遥盼北斗星,终于迎来了祖国的解放。1949年5月随工学院师生返回唐山时,沿途看到解放区的崭新面貌,令他感叹,促他振奋。
北京地质学院
1952年,他调到北京地质学院任教,并担任了教研室主任、系主任、教务长、院长助理、副院长等职务。为了提高教学质量,培养地质人才,他在主讲普通地质学、矿床学、非金属矿床地质学等课程的同时,开展一系列的教育制度、方法、内容的改革。1959年在欢庆建国十周年的时候,他写了《巨人的步伐——从北京地质学院的成长看地质教育事业的发展》,对新旧中国地质教育面貌作了深刻的对比。
在教育问题上,“要启发式不要注入式”,向他提出了进一步提高教学质量的要求。他回顾自己十余年的教学经验,感到只求内容充实,条理清楚,易于理解,便于记忆,已远不能达到“启发式”的要求。因此,他在讲课中,力求生动活泼。在唐山两年的教学正如同学们所评论的:“他把矿物学课教活了”。调入北京地质学院后,他继续钻研,对启发式教学理解更深。他一再强调:“启发式教学不单纯是方法问题,也是教学理论和辩证思想的具体体现。要启发听课者积极思维,必须由教师积极引导。”他把登上讲台比喻为表演艺术家走上舞台,也要“进入角色”。讲理论时,要像参加辩论会那样,辨疑解难,讲清概念。讲描述性知识时,应如身临其境,探幽发微。他的教学思想和教学效果受到师生的赞扬,他多次上示范课,为青年教师的成长,无保留地提出自己的意见。听他讲课既学到知识,又学到辩证法,还学到科学作风。他的课堂教学能融合科学技术、教育学、心理学、美学于一体,这是他几十年刻苦钻研教学艺术的结果,也是他十分热爱教育事业、热爱学生的体现。他坚持地质学家必须做到既动脑又动手。因此,在他主管北京地质学院教学工作时,十分重视周口店教学实习基地的建设。对学生的毕业实习,他坚持毕业论文的选题一定要努力结合地质找矿工作。
1978年他主持武汉地质学院北京研究生部工作时(任研究生部主任),为了取得培养硕士、博士研究生的教学经验,他坚持在教学第一线上课,并就课程设置、实验室建设、论文选题,甚至学生的课业负担、课余活动等,都作了认真调查。他参与制定了学校的中长期发展规划,使研究生的教学工作步入正轨。1985年他又指出高等学校不仅要传授知识,还必须传授获得知识的方法,并能运用知识和发展知识,对研究生部的教学提出了更高的要求。几十年来,他以极大的热忱从事培养硕士研究生、博士研究生及青年教师的工作,为地质事业后继有人作出了突出的贡献。
六十多年来,他与翟裕生等合作主编了《矿床学》等多种教材,撰写科学论文和学术专著百余篇。主要获奖成果有:《中国碎屑岩系中钾盐矿床的形成条件》(1980,袁见齐、霍承禹着,国际交流地质学术论文集,为第26届国际地质大会撰写),获1981年度武汉地质学院优秀科研成果一等奖;《高山深盆的成盐环境——一种新的成盐模式的剖析》(袁见齐、霍承禹、蔡克勤着,地质论评),获1983年地质矿产部成果三等奖;《江汉盆地钾盐矿床的发现及研究》,袁见齐代表了参加单位(武汉地质学院)获石油部1985年度科学进步三等奖;《矿床学》(国家统编教材)(1988,袁见齐、朱上庆、翟裕生着,地质出版社),获1988年国家教育委员会优秀教材一等奖;《钾盐矿床微机专家咨询系统》(袁见齐、帅开业、彭盛凤着),1988年获地质矿产部成果三等奖。
1963年起,袁见齐教授历任北京地质学院副院长;中国地质学会北京分会副理事长,后为名誉理事。1979年,当选为中国地质学会第32届理事会副理事长,1984年后改任名誉理事。中国科学院地学部委员,中国科学院综合考察委员会盐湖考察队副队长,国家科学技术委员会盐湖组成员。袁见齐教授曾长期兼任地质部地矿司科学技术顾问,化工部化学矿产地质研究院科学技术顾问,北京市科协自然科学小丛书编委、地学组主任编委,《沉积学报》编委、《矿床地质》杂志常务编委,《大地构造与成矿学》杂志编委。1954年加入九三学社,曾任九三学社北京分社常委兼宣传部长、中央委员;九三学社第四、五、六、七届中央委员,第八届中央参议委员。1964—1988年,当选北京市政协第四、五、六届委员。1978—1982年,当选为湖北省第五届人大代表,湖北省第四、五两届政协常委。1981年他以74岁高龄加入中国共产党。他的学生们赞扬他“欣逢盛世身犹健,丹心一片志方遒”。
中国盐类矿床研究的开拓者
30年代谭锡畴、谢家荣、李春昱、李锐言、林斯澄都曾对四川黄卤、黑卤、岩盐的成因和相互关系进行过理论探讨。但对盐类矿床和盐湖进行全面、系统研究的,则首推袁见齐。
1937年,南京沦陷,袁见齐随中央大学地质系师生西迁重庆。1939年他转入云南大学任教,与朱熙人、郭令智共同编著《云南矿产志略》(1940年)时,沿途屡见“赤贫之家,往往其食菜中不得盐味”。又值抗日战争时期,海盐来源断绝,内地盐价飞涨。激于地质学家的良知,他决心从事盐矿和卤水资源的调查。1939年他在滇中元永井、黑井进行了较详细的地质调查。1940年8月他辞去云大教职,应朱庭祜的约请,到贵州开阳担任盐矿技师,经常只身奔走在云贵的高山深谷中。
在从事滇黔找盐时期,他逐渐与以侯德榜教授为首的黄海化学工业研究社有了联系。其时,侯先生因沿海沦陷,正谋求在内地重新发展中国的盐化工业,迫切需要调查盐矿、盐湖资源。1943年7月,盐务总局与黄海化学工业研究社联合组织西北盐产调查团,袁见齐作为该团唯一的地质学家,负责盐矿储量地质调查工作。中国西北盐湖广布,开发利用历史悠久,但无人做过科学的地质研究,盐矿资源毫无记载。当时广阔的西北地区,大漠荒野,盐湖、盐矿几乎都处于人迹罕见的戈壁深处,穷乡辟壤,举步维艰。他一行4人,冒着风险,在新、甘、青、宁、蒙五省(区)行程2万余公里,历时13个月。他在《西北盐产调查实录》(1949年)一书中,记载了“山盐(盐矿)16处,池盐55处,重要滩盐19处”,并指出:“西北各省,位居大陆中央,距海辽远,水流不能外泄,雨量稀少,产盐丰富,甲于中国”,“新疆省内,无百里之内无盐”,从此,中国西北丰富的盐矿和盐湖资源始为世人所知。这在中国盐矿研究史上实是一件大事。中华人民共和国成立后,轻工业部组织了盐业资源勘探队,在他的指导下,对茶卡、柯柯、吉兰泰等盐湖进行了钻探,计算储量与40年代估计数量差不多。当下上述盐湖已成为机械化开采石盐的工业基地。同时,在他的指导下,湖南衡阳盆地首次发现了古代陆相厚层石盐矿床。
为了农业化肥化,他投身于寻找钾盐资源的工作。应地质部宋应副部长约请,多次参加了工作部署的讨论,并提出具体意见,促进了云南、新疆及东部各省的红层盆地、四川三叠系和山西奥陶系的找盐找钾工作,取得了进展。除找到云南勐野井钾盐矿床外,还发现了云南及东部沿海各省多处石盐、芒硝、天然碱矿床和钾盐找矿线索。新疆库车盆地的盐矿床和达坂城盐湖等也得到进一步了解。在60年代前期,他正负责北京地质学院的教学领导工作,但他不辞辛苦。在盐矿地质人才培养、工作部署等方面,不仅参与组织筹划,并亲自奔走于川滇黔和东部各省工地,他三度进入柴达木盆地,不顾严重的高山反应,白天奔走在崎岖的盐垄之间,夜晚冒着严寒露宿于盐滩之上,为找盐找钾事业作出了贡献。同时他还根据国外经验,提出了找油气工作中兼探盐类矿床的方法,得到地质和石油两个部门的重视。1972年在江汉盆地中,可能找到硫酸钾盐层的预见终为钻探所证实。
1976年后,袁见齐在培养硕士、博士研究生时,十分注意盐类矿床地质的建设和发展,提出了除继续寻找钾盐矿床外,应注意蒸发盐建造中其他矿种的寻找。他虽不能亲往找矿现场,仍以80高龄亲临化工部钾盐矿床培训基地,并登临泰山极顶。
陆相成钾理论与高山深盆成盐模式的建立
由于袁见齐在盐矿地质学方面的杰出贡献,在第一个五年计划开始时,他受聘于轻工业部盐务总局担任资源勘察队的顾问。在很短的时间里全面恢复了食盐的生产,满足了国计民生之所需。鉴于中国历代以农业为立国之本,他又把目光投向了农用化肥的矿产资源的找寻。他根据世界各国,特别是发达国家农用化肥的发展经验,多次指出中国磷矿有较好的资源优势,但缺乏钾肥资源,中国钾盐成矿条件和找钾方向的研究实属刻不容缓。1956年在北京地质学院矿床教研室成立了以他为学术负责人的盐矿科研组。不久,他又和中国科学院化学研究所柳大钢先生共同组建盐湖调查队,并任副队长。1957年,青海柴达木盆地察尔汗盐湖钾盐矿床的发现,对他震动很大。为了弄清这个内陆盐湖钾盐的成矿条件,他于1958年起3次到察尔汗盐湖工作,对这个面积达5800平方公里、钾盐储量达数亿吨的矿床做了科学的调查,写出了《中国内陆盐湖钾盐沉积的若干问题》(1961年)和《含钾沉积形成条件的几个问题》(1961年),这就是后来被称为中国陆相成钾理论的学术论文。与此同时,为指导盐类矿床工作,他组织北京地质学院师生三十余人,于1959年完成了中国盐类矿床分布规律和远景预测研究,主编了中国第一幅中国盐类矿床预测图。在这项工作中,他指出中国盐类矿床成矿时代和成矿区域与西欧北美的著名矿床不同,结合他十多年以前在新疆指出的盐体变形和卤水迁移的特点,决定从中国盐类矿床的实际资料的基础上总结成矿理论,以提高中国盐类矿床找矿水平。同年,衡阳盆地找盐工作遇到困难,他应邀到现场指导,根据沉积中心迁移的观点,提出了新的找矿方向。不久,轻工业部盐勘队钻遇厚盐层,发现了茶山坳石盐矿床。1961年云南边陲的江城县发现钾盐矿床,他立即带领师生进入矿区,通过野外观察,指出了这个钾盐矿床物质成分和矿体形态的特点,并率领研究生亲自参加了这个矿床的研究工作。在60年代前期,他根据察尔汗盐湖钾盐沉积过程和沉积环境的实际资料,以及云南勐野井、湖南茶山坳、新疆库车盆地的盐矿所见到的矿床特征相参照,概括出盐类(钾盐)成矿理论的若干观点,这些观点与百余年来作为盐类矿床成因理论基础的沙洲说不尽相同,而和国外某些新观点颇多相似之处。
70年代,石油地质工作者在东部中新生代地层中发现了分布广泛的石盐矿床,也发现了一些含钾的盐层,为袁见齐成盐成钾理论提供了丰富的资料。1980年为参加第26届国际地质大会而写的题为《中国碎屑岩系中钾盐矿床的形成条件》的论文里,他系统地阐述了中国盐矿研究30年来的主要成就,概括为:盐盆地的活动性;盐类物质的多源性;盐类沉积过程的复杂性;盐类物质的易变性(包括变质和变形),并进一步概括为“高山深盆的成盐模式”,在中国地质学会成立60周年学术报告会上宣读(1983年),受到普遍的重视。程裕淇先生在会议总结中指出:“高山深盆的成盐模式”是中国盐类矿床成因理论的新发展,也是对传统成盐理论的修改和补充。袁见齐院士提出的这个理论模式,概括了成盐盆地的构造控制,盐类的物质来源、岩相分布、沉积环境,卤水的演化发展等基本的学术观点,既有现代实例,也有地质历史上众多盐类矿床的资料依据。他对盐类矿床成因理论的总结,尤其是他根据中国地质资料对钾盐成矿理论的发展,已形成一个系统的学术体系,成为国内外受到重视的学术流派。
1988年81岁的袁见齐患了食道贲门癌。他天天坚持晨练,积极参加校内外的各项工作。直至1991年春末夏初病情恶化,他仍以顽强的毅力与病魔作斗争,坚持参加一些会议,审阅研究生论文,并参与有关察尔汗盐湖文章的修改工作……他把自己的生死置之度外,想方设法把自己多年积累的经验、自己新的认识和看法提供给后人参考,更好地完成“承前启后,继往开来”的任务。
1991年10月28日凌晨,袁见齐因病逝世。
⑼ 地球科学的发展简史与未来展望
地球科学是一门既古老而又年轻的科学。说其古老,是因为有关地球科学知识的萌芽与积累从人类诞生的那天起就已开始;说其年轻,是因为地球科学的主要学科的真正创立只是最近几个世纪的事情,并且迄今为止,地球科学虽已发展成为一个较为完善的科学体系,但其中仍存在许多重大基础理论问题未获解决,并且还不断地涌现出新的重大科学问题。地球科学的发展历史大致可分为三个阶段,即:古代地球科学知识的萌芽与积累阶段(17世纪以前)、地球科学的主要学科的创立与初步发展阶段(17~19世纪)、地球科学的革命与全面发展阶段(20世纪至今)。现今地球科学正处在一个革故鼎新的关键时期,可以预见,在不远的将来,地球科学将进入一个全新的、更成熟的发展新阶段。
(一)古代地球科学知识的萌芽与积累(17世纪以前)
有关地球科学的知识与人类生活密切相关,其思想的萌芽可以追溯到远古时代。随着人类文明的发展,地球科学知识也得到了不断积累。我国是具有悠久历史的文明古国,其地球科学思想萌芽之早、知识积累之丰富是任何其他国家都不能比拟的,现仅举几例,可见一斑。
《禹贡》、《山海经》、《管子》是成书于春秋战国时代(公元前770~公元前221年)的最早一批有关地理、地质、水文、气象的著作。《禹贡》记载了公元前21世纪大禹治水时候所了解的全国各地的矿产情况和山川地形。《山海经》除记述了山岳、河流、湖泊、沼泽、气候与气象等之外,还记述了岩石(矿石)及矿物(金属与非金属矿物)72种,矿产地440多处,此书把矿产划分为金、玉、石、土四大类,这是世界上最早提出的矿产分类。《管子》一书曾对金属矿床与找矿知识有精辟论述,指出了利用矿物共生组合及“铁帽”等作为找矿标志的科学方法。该书还曾对河流的横向环流、侧蚀作用形成河曲的过程进行了正确分析。
东汉杰出的科学家张衡于公元132年创造了世界上第一台地震仪——候风地动仪,公元138年在洛阳用这台地震仪正确测出了发生在650 km外的陇西地震(图0-5)。
《水经注》是南北朝卓越的地学家郦道元在研究前人著作的基础上,结合自己的实际考察,于公元512~518年编写的著名地学著作。书中涉及地域广泛(包括中国及部分邻区),记述内容包括河流、瀑布、湖泊、风沙、溶洞、火山、地震、山崩、地滑、温泉、陨石、化石、矿物、岩石和矿产等多方面的地质、地理及水文等内容,至今仍有参考价值。
图0-5 张衡的候风地动仪及简要原理
(引自徐邦梁,1994)
宋朝沈括(1031~1095年)所著《梦溪笔谈》是一部网络全书式的光辉著作,其中涉及地球科学领域的包括陨石、地震、矿物、矿床、化石、河流、地下水、海陆变迁、地形测量和制图等多方面。例如,书中论述了流水的侵蚀作用与沉积作用;推断华北平原是由河流自上游搬运泥沙到下游沉积而形成的冲积平原;沈括还根据太行山东麓山崖间所见海生螺蚌化石,推断东距大海千里以外的该地在古代曾经是海滨;他还根据化石推测古地理、古气候的变迁。沈括对化石的正确认识比意大利人达·芬奇所提出的类似观点要早400年;他在分析地质问题时使用的古今类比法比莱伊尔《地质学原理》所应用的“将今论古”的方法要早700多年。沈括还首次使用“石油”这一科学术语,该术语被一直沿用至今。
《徐霞客游记》是明朝徐宏祖(1586~1641年)撰写的一部考察纪实性著作,书中对我国许多地区的岩溶、火山、温泉、水文、地貌及矿物等作了极有价值的记述。
《天工开物》为明代宋应星(1587~1661年?)所著,书中详细记载了非金属矿物的产地、形状及性质;并根据煤的硬度与挥发性提出了世界上较早的煤分类法;特别是第一次系统论述了我国采矿工程技术,对矿藏开采、井下支护、通风、矿井充填、矿石洗选等都有细致描述。
由此可见,我国古代地球科学思想非常活跃,积累了丰富的理论和实践知识,这一领域的研究与成就当居世界前列。但是由于我国封建社会(特别是后期)的闭关自守,重视习文读经,轻视生产技术和自然科学知识,搞文化专制统治,严重阻碍了科学的发展,使近代地球科学的一些主要学科没能在中国这片沃土上诞生。
国外古代地质知识的萌芽与积累主要集中于欧洲。
古希腊学者毕达哥拉斯(约公元前571~公元前497年)、亚里士多德(公元前384~公元前342年)、狄奥弗拉斯特(公元前370~公元前287年)等都曾对火山喷发、地震和尼罗河三角洲的形成进行了观察和解释,并根据岩层中的贝壳化石得出海陆变迁的概念,他们还对部分岩石、矿物作了初步分类和描述,还对一些天气现象作过适当的描述与解释。
古罗马的斯特拉波(Strabo,公元前63~公元20年)著有《地理学》,书中论及了有关化石、海陆变迁、火山、地震、河流的搬运与沉积作用等许多方面的地质问题。老普里尼(Pliny the Elder)于公元77年著出《自然史》,书中曾对矿物进行了专门论述,包括当时使用的各种矿物、建筑用石材、矿石及矿床、采矿及冶金方法等。同时代的西尼卡(Seneca)著有《自然问题》等书,论述了有关地震、地下水和地面水问题,认识到河流对山谷的侵蚀作用。
14~16世纪欧洲的“文艺复兴”运动给地球科学的发展带来了生机,为地球科学的一些主要学科的创立准备了条件。
15世纪末至16世纪初,哥伦布、麦哲伦等相继环球航海成功,证实地球是球形,并对大洋和大陆的轮廓有了初步了解。1530~1540年,哥白尼写成了《天体运动》这一伟大著作,提出了“太阳中心说”。这对该时期的地球科学研究起了重要促进作用。
意大利艺术家达·芬奇(1452~1519年)早年曾领导开凿运河工程,他对化石进行了细致的观察和研究。他认为,现今内陆或高山上发现的海生贝壳化石,是原先生长在海水中的生物,后来埋藏在泥沙中而形成,并由此推测海陆变迁历史。他还明确指出,地球是一本书,这本书早于文字记载,科学的任务就是辨读地球自身的历史痕迹。
德国的阿格里柯拉(Agricola,1494~1555年)一生著有七部地质专著,除了叙述德国采矿业的发展以外,还根据矿物的物理性质对其进行分类,对矿物与金属矿床的形成及相互关系作了论述,并涉及古生物学等问题。后人誉之为“矿物学之父”。
(二)地球科学的主要学科的创立与初步发展(17~19世纪)
对于气象学,从古代到16世纪只限于零碎的定性观察和描述,还谈不到独立的科学。17世纪,由于工业和自然科学的发展,特别是物理学的成就,使较精密的气象仪器相继发明,有关气象学的理论也得到很大提高,使气象学逐步发展成为独立的科学。
意大利物理学家和天文学家伽利略(Galileo)于1593年发明了温度表,意大利物理学家和数学家托里拆利(Torricelli)于1643年发明了气压表。由于有了温度表和气压表等气象仪器,年在意大利北部建立了气象观测站,以后许多国家也相继建立气象台站。由于广泛的气象观测,获得了丰富的资料,气象学的研究逐步深入。此后,随着无线电通讯技术的发展,使气象观测结果能很快地传到各地,给予编制和研究天气图以可能性。1860~1865年间天气图迅速发展起来。19世纪末,在小范围内已开始了高空探测的高空气象学。
在地球科学中,地质学的创立具有划时代的意义。欧洲18世纪开始进入产业革命时期,随着生产力的提高和近代工业化的急速发展,对矿产的需求日益增加,因而促进了找矿和地质调查工作,使地质知识与资料迅速积累,逐步形成了系统的地质学理论和研究方法,于是地质学作为一门独立的科学诞生了。
在地质学的创立过程中,学术思想论战曾起到了重要的促进作用。当时的论战是在“火成论”者与“水成论”者之间及“均变论”者与“灾变论”者之间进行的。
“水成论”者认为,组成地壳的所有岩石都是从原始海洋物质中结晶、沉淀形成的,他们否认地壳运动的存在,主张地球从取得现有形态以来没有发生过大的变化。“水成论”者的代表人物是德国弗莱堡矿业学院矿物学教授魏尔纳(A.G.Werner,1750~1817年),他对矿物学的研究有卓越贡献,由于他丰富的知识和口才,使他驰名欧洲,对传播地质学起了重要作用。魏尔纳1775年在弗莱堡开始讲学,“水成论”兴起,由于他的声誉和拥有众多门生及崇拜者,加之教会的支持,使得“水成论”在18世纪后期的欧洲占据统治地位。
“火成论”者的代表是苏格兰地质学家赫顿,他发现花岗岩脉穿插在沉积岩中呈侵入接触关系(有烘烤及冷凝边),认为除沉积岩外,还有岩浆岩和变质岩,并认为地壳处于不断的演变之中,这一过程是缓慢的,过去发生的变化和现代进行的演变过程是类似的。他较正确地论述了三大岩类的成因及地壳运动的影响。赫顿1785年发表最初的《地球理论》论文,提出“火成论”,1795年重新发表《地球理论》著作,系统论述了自己的观点。该书为地质学的创立奠定了基础。
自此,“水成论”与“火成论”的论战愈演愈烈,随着人们了解到更多的地质现象,到19世纪初,“水成论”观点逐渐被抛弃,“火成论”取得了胜利。
“灾变论”者的代表是法国学者居维叶(D.G.Cuvier,1769~1832年),他在研究巴黎盆地地层中的生物化石时发现,在相隔很近的岩层中动植物化石群的种属有显著差异,曾经一度出现的古生物种属,后来竟完全绝灭而代之以新的种属;他还看到较老岩层发生褶皱,上面盖以水平的沉积岩层。于是他便认为地壳曾经发生巨大变革,产生世界规模的大灾变,致使地形改变、生物灭绝,以后在一定的时间内又重新创造出新的动植物来;地球上曾经历了多次这样的大灾变和再创造过程;最后一次大灾变发生在五六千年以前,并造就了地球的现今面貌和生物特征。居维叶的“灾变论”强调地质发展过程中的突变阶段,虽有合理成分,但他否认地球的渐近发展过程,并把其演变历史归结为古今没有联系的一系列不可知的突然事件。居维叶的重复创造与不可知的观点,特别是最后一次灾变的时间与圣经中论述的“大洪水期”和“诺亚方舟”神话一致,因而受到了教会的欢迎,得到广泛传播。
与“灾变论”针锋相对的是生物进化论和地质学的“均变论”。法国学者拉马克(Lamark,1744~1829年)在研究巴黎盆地第三纪古生物化石时,发现生物的种与种之间有过渡关系,某些种属是由另一种属发展而来的,并有由低级种属向高级种属演变的规律。他认为生物进化过程是极其漫长的,它与地球的演变历史同时进行。英国地质学家莱伊尔继承了赫顿的思想,经过与“灾变论”的多次论战,在结合前人成果及大量实际资料的基础上,于1830年出版的《地质学原理》第一册中明确提出了地质学的现实主义原则(即“将今论古”),指出地球的发展历史是漫长的,解释地球的历史用不着求助于上帝和灾变,那些看来非常微弱的地质动力,经过长期缓慢的作用过程,就能使地球面貌发生巨大变化。这就是“均变论”的主要思想。
随着《地质学原理》一书的问世,“均变论”的思想逐渐取代了“灾变论”,现实主义原则也成为了地质学方法论的一条基本原则。但是“均变论”强调“古今一致”与渐近发展的同时,本身又存在忽视在地壳发展过程中有飞速发展阶段(突变)的片面性。
莱伊尔的《地质学原理》(共三册)是一部划时代的著作,它确定了地质科学的概念,总结了地质科学的研究方法,初步建立了地质科学的体系,是地质科学创立的标志。自此以后,地质科学进入初步发展时期,到19世纪末已获得了很大进展。在研究地壳的物质组成方面,用显微镜研究岩石和矿物的方法得到充分发展,地球化学的工作也逐渐开展起来。
在研究地壳的演化历史方面,逐渐建立起了比较完善的相对地质年代表。北美学者霍尔、丹纳根据对美国东部造山带的研究,提出了“地槽”学说,对地质学研究产生了深远的影响。在地质学的应用方面,矿床学进一步发展,并诞生出了石油地质学。地震地质学、工程地质学等也开始逐渐发展起来。
17世纪德国地理学家瓦陵尼阿士(1622~1650年)的《普通地理学》开始介绍哥白尼、伽利略的“太阳中心说”,提出专论地理学和通论地理学的区别。前者描述特定地区,后者阐述一般原理。18世纪末至19世纪初,德国洪堡德(1769~1859年)与李特尔(1779~1859年)奠定了近代地理学的基础。
洪堡德的代表作是《宇宙:世界的自然描述概略》,共五卷。他最早采用计算气象要素平均值的方法研究气候,提出等温线的概念,1817年绘制出第一幅世界年平均温度分布图,提出大陆东西两端的气候差异和海洋性气候、大陆性气候类型。他观测了地势升高100 m气温下降0.6 ℃的垂直递减现象,研究气候与植物分布、类型的关系,提出平原植物分布的水平地带性和山地植物分布的垂直地带性。他最早运用地形剖面图和地理比较法研究地理现象的规律性,奠定了自然地理学特别是气候学与植物地理学的一般原理。
李特尔通过区域描述和地面现象综合比较,研究地理环境对人类活动的影响。他强调地理学要以人地关系为主旨,提出比较地理学的概念。1817年李特尔的《地理学》第一卷出版,到1859年共出版19卷。
此后,地理学得到了进一步发展。德国地理学界比较著名的学者和学派有拉采尔的“地理环境论”、赫特纳的“地理学方法论”等。法国比较重要的地理学派有维达尔·白兰士和白吕纳的“人地相关论”等。美国著名的地理学说有戴维斯(W.M.Davis,1899)的“地貌侵蚀循环说”,该学说主张陆地自然面貌是由侵蚀造成,认为地表形态是连续的,又有阶段的,是地球内部结构与外部营力的结合。他把河流发育分成青年期、壮年期和老年期,地壳上升使河流复活。他的学说奠定了自然地理分析的基础。
(三)地球科学的革命与全面发展(20世纪至今)
20世纪以来是现代地球科学发展的新时期,在这一时期,传统的地球科学发生了一系列的革命,其中影响最为深远的是固体地球科学(包含地质学和地球物理学等)的革命。
固体地球科学的革命主要是大地构造理论上围绕活动论与固定论发生的思想革命。传统的地质观念认为,大陆及海洋只在原来的位置上作垂直升降运动,其相对位置未发生显著变化,故被称为“固定论”,“地槽”“地台”说是其典型代表。“活动论”者认为,大陆曾有过长距离的水平运动,大陆和海洋的相对位置是不断变化的。代表“活动论”的大地构造学说是“大陆漂移—海底扩张—板块构造学说”。经过近半个世纪的争论,到20世纪60年代末期,以现代地质及地球物理研究成果为基础的板块构造学说取得了决定性的胜利,并由此推动了地质学与地球物理学领域的一场深刻革命。
与此同时,随着科学技术的进步,20世纪以来的地质学获得了前所未有的全面发展。高温高压实验技术、同位素地质年龄测定技术、电子计算机、电子显微镜、大陆超深钻与深海钻探技术等给地质学的发展以极大的推动作用,使地质学逐步由定性描述与分析向半定量、定量分析与研究发展。地球物理、地球化学方法在研究地球及地壳的物质组成、结构构造及运动特征方面取得了丰硕成果,成为推动地质学发展的强大动力。航天技术在地质学上的应用取得了重大成就,以航天技术为基础的新兴的天文地质学显示出旺盛的生命力。这些研究将为人类最终了解地球起源与演化、解决许多重大地质问题发挥重要作用。
地质学的应用是促进地质学发展的动力,20世纪以来除传统的矿床学不断发展,提出了许多新理论之外,石油地质学的发展尤其令人瞩目。水文地质、工程地质、地震地质等的研究也发展迅速。特别是20世纪中期以来,环境地质研究的重要性越来越引起人们的注意,正在向纵深方向发展。
20世纪以来在地理学上也发生了重要的革命,特别是研究方法与手段上的革命,通常称为地理学的计量革命。20世纪50年代,地理学开始采用现代数学方法分析地理问题。1955年,美国华盛顿大学地理系在加里逊主持下开设第一个应用数理统计研究班,推动计量地理学发展。1963年,伯顿提出“计量革命”口号,使这一趋势推向欧洲和全球。地理学计量革命的实质是用现代数学方法和计算机,运用模型和模拟,使地理学的理论精确化,计算快速化,从传统的定性分析向定性和定量分析相结合过渡。20世纪60年代以来,在计量革命的推动下,人们把地理环境和区域看作是一个系统,大量地应用计算机、遥感、遥测等新方法,对系统及其相互作用进行模式化、公式化,用数字、图像等定量表达人地关系,说明区域差异与变化,从而对地理环境的演化进行科学预测,以期达到人地关系的最优化。这就是“地理信息系统(GIS)”的成功开发与广泛应用。这样,使地理学由以前的现象描述发展到科学解释和定量预测的新阶段。与此同时,由于社会的需要,应用性的地理分支学科大量涌现,如工程地理学、环境地理学、资源地理学、应用景观学等。
20世纪以来气象学的革命性变化更加突出。在20世纪的前50年,气象观测开始由传统的地面观测向高空发展,主要以风筝、气球等为高空观测工具,其所达到的高度是有限的。20世纪50年代以后,由于观测系统有了激光、雷达、人造地球卫星等新技术与新手段,大大地推进了气象学的发展。大规模的综合遥测、遥感,使得几小时的短期灾害性天气预报不再是纯预报问题,而变成了对实况的跟踪与真实预报。计算机的大量利用,使得对大气现象定量地进行数值模拟成为现实。这些研究的进步也大大促进了气象学基础理论的发展。
地球科学的全面、飞速发展,还使得20世纪以来诞生了一些新兴的分支学科,如地球物理学、地球化学、海洋学、环境地学、地球系统科学等。海洋学与环境地学都与人类现今的生活、生存及未来的发展有着极其紧密的联系,因而受到科学工作者及整个社会的高度重视,它们在地球科学中的地位也愈来愈重要。20世纪后期,随着地球科学综合性、系统性研究的深入,地球系统科学这一分支学科逐渐兴起和发展起来。地球系统科学把地球看成为一个由多个层圈子系统组成的统一、复合系统,强调用系统论的观点综合性、整体性研究整个地球系统(包括各子系统)的过去、现在及未来的行为。
(四)地球科学的发展展望
21世纪将是人类社会发展史上的一个巨大变革时代。现今地球科学的发展正在进入一个建立新知识体系的重大转折时期。
长期以来,地球科学在社会中的作用主要是通过研究地球,指导寻找矿产、能源和各种自然资源,以保证人类和社会发展对资源的需求;而对于自然环境方面的应用则处于从属的地位。由此建立起来的地球科学知识体系可概括为“资源型”的知识体系。但是,随着社会发展,当代社会正面临着人口、资源、灾害和环境方面的挑战,它直接威胁着今后社会的进步和人类的生存条件。在这些挑战面前,地球科学除要解决能源和矿产问题外,还必须帮助解决当今社会生活中面临的许多重大问题:减轻自然和人为灾害、寻找和保证充足干净的水源、安全处理有毒有害和放射性废物以及为合理利用自然资源、为环境污染的综合治理、为保护生态环境、为国土整治和农业发展等等提供地学知识和服务。所有这一切,都将促使地球科学从“资源时代”进入“环境时代”和“社会综合应用时代”。因而要求其社会功能由“资源型”拓宽到“社会型”。与此相适应,地球科学的主要任务和目标都将会发生相应变化。例如,1993年美国国家研究理事会发表了指导美国地球科学发展的战略报告,即《固体地球科学与社会》报告。该报告明确指出,固体地球科学今后的主要任务是:①了解全球系统所涉及的过程,特别注意地球系统各组成部分之间的联系和相互作用;②提供充足的自然资源(水、矿产和燃料);③减轻地质灾害;④调节全球和区域的环境变化。这份报告强调,地球科学研究的目标是了解整个地球系统过去、现在和未来的行为,以保证人类社会持续发展的条件。
地球系统科学的兴起正是地球科学为适应上述新形势而发展的结果。由于地球系统科学与地球的环境、资源、全球变化和人类可持续发展研究等结合紧密,代表着地球科学新的研究前缘和学科生长点,因而受到广大的科学工作者及全社会的极大关注。地球系统科学目前所涉及的重点研究内容主要有地球系统的相互作用与动力学、全球变化、数字地球、地球系统科学与人类可持续发展的关系等。地球系统科学研究已取得了许多重要进展,可以预见,其研究的深度、广度和应用前景将是不可估量的。
当然,地球系统科学并不能代替传统地球科学各分支学科的研究与发展,相反要求它们能更深入精确地研究和提供地球系统各组成部分自身的特征与规律性认识,以便进行系统分析和综合。因此,从某种意义上说,地球系统科学与地球科学各分支学科之间的关系是一种全局与局部、整体与部分的关系。
由上可见,未来的地球科学将成为关系到人类生存和社会发展的科学。地球科学的前景是光明的,它在社会发展中和在自然科学中的地位将会更加提高。因此,一些科学家大胆预言:“21世纪将是地球科学的世纪”。
⑽ 工程地质学的未来
人类在跨入21世纪后,将随着工程设施的兴建和对地质环境保护的重视,对工程地质学的期望也更多、更高,工程地质学科面临新的挑战和机遇。
一、国际工程地质学发展趋势
从世界范围看,工程地质研究继续由发达国家向发展中国家扩展。发展中国家的各类工程建设将以前所未有的规模和速度发展着,各种不同复杂程度的地质环境将向工程地质学家们提出许多研究课题,也要求工程地质勘察技术手段不断创新和改进。
可持续发展又是一个影响工程地质学发展的重要概念。工程地质学家要把人类赖以生存的环境的保护(包括地质灾害防治在内)作为义不容辞的己任,尤其是重大工程环境影响问题需要切切实实地加以研究和解决。由于岩石圈与水圈、大气圈、生物圈各层圈之间相互作用影响着,它们又具有全球观念,所以势必促使工程地质学家们从全球演化的角度来研究工程地质特征的多样性以及各层圈对工程地质条件的影响,进行全球性的工程地质研究和对比。
作为地学分支的工程地质学与工程科学、环境科学以及地球科学的其它分支学科关系密切,所以工程地质学与各相关学科必须更好地交叉和结合,以促进基本理论、分析方法和研究手段等各方面不断更新和前进,进而使工程地质学的内涵不断深化,外延不断扩展。此外,工程地质学必将融入现代数理化、计算机科学、空间科学及材料科学等更多的新鲜知识,以保证在未来的信息世界里工程地质学的适应性。
二、我国工程地质学未来的任务和发展趋势
在21世纪的上半叶,根据我国的发展战略,将大大提高综合国力,加速四个现代化建设,赶上中等发达国家的水平。为了保持较快的稳步发展速度,在能源、交通、现代城市化建设和矿产资源开发方面将要有更大、更快的发展。同时,为了实施可持续发展战略,要重视环境保护,加强自然灾害的防治。我国的工程地质学将会担负起新的更为艰巨的任务,面临更为严峻的挑战。
我国要在今后50年内赶上中等发达国家的水平,开发西部地区是关键一环。最近,已吹响了西部大开发的进军号。西部地区占国土面积的三分之二,自然资源丰富。我国西南以金沙江、雅砻江、澜沧江、大渡河等西南目标水能资源的开发将提上日程,在规划的近20座大水电站中,大多具有数百至上千万千瓦装机容量,其中有的工程已在兴建之中。该地区正处于印度次大陆板块与欧亚板块碰撞带东侧挤压区,剧烈的构造活动世所罕见。工程的兴建将会出现区域地壳稳定、山体稳定以及高陡边坡稳定等一系列前所未见的工程地质问题。辽阔的西北地区土地资源丰富,开发潜力大,但水资源匮乏,成为大开发的瓶颈,所以位于青藏高原的西线南水北调工程势必要上马,将要兴建一批深埋长大输水隧洞,它们要穿越大活动构造断裂带,高地应力和碎裂岩体导致的围岩稳定性又是前所未遇的一大工程地质难题。交通工程是西部地区大开发中居于首位的基本建设事业。已有若干条正在规划设计或兴建的连接东西部的铁路干线,将穿越东部丘陵山地向云贵高原过渡的地形梯度带以及秦岭山地。进藏的青藏和滇藏铁路则位于高原永冻层和活动构造带上,工程十分艰巨。它们地形陡峻,构造复杂,内外动力地质作用均十分活跃,工程地质学家也可大展身手。西部地区自然条件复杂,地质和生态环境脆弱,是我国地质灾害多发区,灾种多、强度大、复发频繁,往往遭致严重后果。地震、滑坡、崩塌、泥石流、土地荒漠化等制约了当地社会经济的发展,对地质灾害的风险评估、预测预报以及防治对策的措施,又给工程地质学家们提出了新的研究课题。可以这样说,西部大开发战略的实施将会带动我国工程地质学的理论水平和勘察技术方法更上一个新的台阶。
我国的核电站、高速铁(公)路、长距离输油(气)管道等工程建设,虽起步较晚,但进展迅猛,在21世纪上半叶将要大力发展。核电站主要兴建于东部沿海地区,已建成的有大亚湾和秦山两座。由于核电装置的特殊性,选址时区域稳定性评价是关键的工程地质问题。此外,高放射核废料地质处置工作又给工程地质学家提出了全新的研究课题。首先在东部地区兴建京沪、京广等高速铁路干线,纵贯南北,将跨越长江、黄河,有的还要越海,解决其地基、桥基及海底隧道等工程难题已经提上日程。横贯东西的塔里木—上海输气管线工程已经规划,其投资仅次于三峡工程。线路将通过众多的大地貌和大地构造单元,工程地质选线也将实施。
为了实施可持续发展战略,在21世纪要十分重视保护环境和防治自然灾害的发生。在此领域内工程地质学家将担负更多的以前不熟悉的任务。我国城市化进程很快,城市地质工作将更为加强。为了优化城市居民的生活环境,住宅工程、地下和轻轨铁道、高架道路等各项市政建设以及生活和工业废物的地质处置工程等有关的工程地质问题,都将需要工程地质学家有更新的思路和技术去解决。
我国工程地质学经历了半个世纪的发展,已经成为比较成熟的现代地球科学的分支。当前我国工程地质界在创新开拓中思路活跃,年青的工程地质学家正茁壮成长,能在新世纪担负起工程建设、环境保护和灾害防治的重任,发展工程地质学科。