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回顾马杏垣先生的大地构造观

发表时间:2022-08-12     点击:次     编辑:张磊

马杏垣先生曾与索书田教授谈过:“别人都说我是搞小构造的,其实我更热衷于大地构造的研究”。实际上,马先生是一位大构造与小构造,宏观与微观相结合的典范。在大地构造领域,我是与马先生接触最多的人之一,多次向马先生请教和长时间的讨论交流,受益匪浅,对马先生的学术思想有较多的了解。马先生的大地构造的思想脉络可以归纳为四个阶段。

(一)前寒武纪大地构造——选择一块未开垦的荒芜之地种实验田

前寒武纪地质历史漫长,变质岩古老,构造极其复杂,其中还蕴藏着大量矿产资源,是探索地球早期历史和起源的关键,也是一块难啃又有味道的硬骨头。当时致力研究它的人不多,特别是早前寒武纪大地构造基本无人问津。

马杏垣先生本着“求太古之奥秘,窥元古之真谛”之理念,在北京地质学院刚成立之时,就组织了五台山—太行山科研集体,带领年轻教员和学生,从事前寒武纪地质构造研究。他创造性提出将变质岩石学与变形构造相结合的新思路,认为前寒武纪地质矿产,是地壳深层流动的构造热事件的结果,创新性提出了“萌地台”“萌地槽”“原地台”“原地槽”等新概念,开辟了我国前寒武纪大地构造研究之先河。

(二)区域大地构造——创建中国大地构造教学科研中心

马杏垣先生一直想把北京地质学院建设成为我国地质教学科研的中心之一。他通过对前期五台山—太行山科研集体经验和教训的总结,认识到首先要建立一个多学科相结合的稳定的教学科研集体。

1960 年,他将普地教研室的构造组、地貌及新构造组及地史教研室的中国区域地质组,合并成立了中国区域地质教研室,并从其他单位调人,组建了遥感地质组和找矿勘查组,这样构成了一个有 5 个教学小组、近 70 人的庞大教研室。

马先生按照总体目标的要求,根据团队骨干成员的特长,要求每个人都有明确的研究方向和目标,选择合适的野外基地,进行踏踏实实的工作和室内的各种测试、分析和研究,大家最后再共同讨论、总结和提高。马先生在对我的研究方向安排时的谈话仍记忆犹新:“你这段干得不错,以后要坚持搞中、新生代盆地沉积和中、新生代构造,不要都跟我去搞前寒武纪变质岩和变质构造。大家分工把自己的工作搞好,你现在是张文佑先生的助教,要好好向他学习。现在张先生正和苏联的杨申院士合作编制《欧亚大地构造图》,最近要在北京开中期交流讨论会,会后还要进行野外地质考察。我已和张先生说好,你全程参加这次活动,一定要抓住这次大好的机会”。马先生还安排我到长春地质学院跟随叶治净先生、孟祥化教授学习沉积建造。

那段时间大家齐心合力,把区域地质教研室搞得有声有色。马先生组织几位老师撰写的《中国大地构造的几个基本问题》一文,系统地反映了马先生的大地构造观。该文 1961 年在《地质学报》上发表,并于 1962 年在《地质学报》外文版发表,向国外介绍自己的大地构造观。

20 世纪 60 年代初,为满足普查专业“中国区域地质”课堂教学需要,马先生组织老师和学生通过教学相融方式,共同编写教材《中国区域地质》,即先由老师向同学讲解中国大地构造概况,然后按不同的大地构造单元,组织老师带领学生分别到各个地质单位图书馆和资料室收集资料,回:笳碜柿,分析讨论,编写出《中国区域地质》教材初稿,最后由几位老师统稿后送交出版社。该书由马杏垣主编,署名为区域地质教研室,1963 年由工业出版社出版。由于中国区域地质教研室的突出表现,被评为北京市的先进集体,谭应佳代表教研室出席了颁奖典礼。

(三)重力构造和构造解析学——一个构造概念的突破,引发构造思想升华

20 世纪 60 年代初,区地教研室刘肇昌、朱鸿、索书田、郭铁鹰、于丕休、闻立峰等一批教员,为找学生的生产实习基地,在嵩山地区进行备课。这里构造极其复杂,新老构造叠置在一起,不同人填出的图各不相同,无法连接。郭铁鹰采取最“笨”的方法,沿地质界线直接追索,发现许多不同时代的盖层“漂”在一个个山顶上,形态不一,内部构造也不相同,非常费解。于丕休提出这是重力构造,经大家进一步工作基本统一了认识。这一发现后来得到马先生的高度重视,立即安排索书田和闻立峰继续深入进行重力构造研究。在那个岁月,马先生矢志不渝,十上嵩山,坚持研究 22 载,取得诸多突破性成果。这次重力构造认识的突破,诱发了两个思想的升华 :一是要充分认识重力在地球构造演化中的重要意义;二是要致力于构造方法学的研究。

马先生吸取国外构造几何分析、应变分析、应变相分析及综合比较分析的精华,结合中国的构造实际,创建了解析构造学。系统论述构造置换、构造叠加和构造序列等重要地质概念。鉴于上述认识,1979 年全国第二届构造地质会议,当时我国八大学派的领军人物亮相阐明各自的观点,马杏垣先生就选择了重力构造发言。1981 年出版了《嵩山构造变形:重力构造、构造解析》,1982 年发表 文章《重力构造概述》,1988 年出版《重力作用与构造运动》一书。

(四)开合构造——向全球构造进军

1978 年底,马杏垣先生调至国家地震局以后与我们的联系减少了。1983年夏,我们突然接到马杏垣先生来信,邀请我们去参加《中国岩石圈动力学图集》中的“1∶400万中国大地构造图”的编图工作。见面时他说:“欢迎你们来参加编图,不过我要告诉你们,不是我们这里没人编图,我们这里编图能力很强,只是他们都是按张文佑先生的断块构造思想编图,不容易接受我的观点,所以你们不要翘尾巴”。在讨论编图计划时,马杏垣先生明确提出要以构造运动为纲,纲举目张。他说:“过去我在区域地质教研室提出开、合、升、降、剪、斜、滑、旋八种构造运动状态,其中‘开’‘合’是本质的,‘开’‘合’对应的英文名字是 opening和 closing,这次我们编图时就以‘开’‘合’作为指导思想”。他看到大家都支持时,又兴奋地说:“‘开’‘合’两个字非常中肯,它吸取了板块构造的精华,又精准、简明、好记,也反映了中国文字美的特色。我甚至想把它作为整个地质图集的编图指导思想”。会后,马先生很高兴地与我们合影留念。

马先生后来在出版该图集的地质基础图组的说明书中,对“开”“合”构造为编图指导思想做了进一步说明,写道:“现在许多地质学家按板块观点编构造图,我们在编制《前寒武纪大地构造图》和《中国大地构造图》时,尝试以大洋‘开’‘合’作主线,分析构造环境,鉴定构造要素,并按解析构造学的原则和方法,综合提出各阶段的构造格架”。

在编图中,我还和马先生就开、合构造运动形成机制进行过讨论。马先生提出重力是主要原因,我当时对重力的意义认识不够,认为重力构造只是地壳表层的构造,比板块构造、断块构造、槽台构造、地质力学等的层次都要浅,不足以成为构造运动的驱动力。马先生听后非常生气地说:“你怎么能这样说呢,重力是地球上无处不在、随时都有的取之不尽、用之不竭的能源,你说不是重力,那是什么?”我回答说应该是热能。他思索片刻后说:“热能也很重要,那就是重力能和热能共同起作用吧!”这次谈话对我们后来厘定开合构造的确切含义和动力学机制的分析奠基了良好的基础。

图件草稿编出后,马先生立即责成我写出《中国大地构造的“开”与“合”》一文,该论文 1984 年发表,被认为是开合构造理论诞生的标志。论文作者的排序按说应该是马先生排第一位,但他说:“杨巍然你现在已成熟了,应该挑大梁了”。我一再推辞,马先生说:“我和王鸿祯先生交谈过,王先生也是这种意见”。坚持要把我列第一,自己放最后。每每想起两位老先生对我的关心和培养,我都会激动地流下眼泪。后来教研室收录马先生的著作,编辑出版《解析构造学》一书时,收录原则是只收马杏垣为第一作者的文章。我向吴正文提出要求,现在应该是给“开合构造”作者正名的时候了。他同意收录了唯一一篇第一作者不是马杏垣的文章。

中国 1:400 万大地构造草图编完后,我们就退出了编图工作,以后的修改、完善、编辑、出版等大量的工作,都由郑剑东教授负责完成。

在离别的前夕,马先生请我和郭铁鹰到他家吃饭,打开了一瓶从国外带回的威士忌酒,边喝边聊。回忆区地教研室的发展过程,马先生非常兴奋,也发了许多“牢骚”。但更多的是流露出对教研室的留恋之情,希望教研室做出更大的成绩。在谈到开合构造时,他一方面强调开合构造的意义,也“诉苦”在国家地震局工作条件虽然很好,但各种工作太多,身不由己,无法抽出时间进行开合构造的专门研究,希望我们两人能坚持下去。回:,我们没有辜负马先生的嘱托,我以秦岭—大别造山带和汾渭—贝加尔裂谷为重点,郭铁鹰以青藏喜马拉雅造山带为基地,一直进行开合构造的研究。

1992 年,赵延明、余际从、杨光荣和我,看望马先生时,他兴奋地拿出新编的“江苏响水至内蒙古满都拉地学断面”向我们介绍,还专门与我讨论如何识别深部开合构造,提出要将开合构造研究向深部发展。当他得知我国现在有四个群体在研究开合构造但有些认识不一致时,马先生说:“你们可以联合起来搞,相互学习,取长补短,共同进步。”在他担任区地教研室主任时,经常请不同构造观点的学者来作学术报告,请张文佑先生来讲课,派年轻教员到他们那里学习,促使区地教研室乃至学校树立学术自由的优良学风。

2001 年马先生逝世,我们非常悲痛。2002 年我们遵循马先生的教导,主动联系搞开合构造的其他同行,在全国构造地质专业委员会下,成立开合构造小组,召开了成立大会暨学术交流会。时任构造专业委员会秘书长的吴正文出席会议并讲话,会议得到《地质通报》编辑部的支持,决定岀版《开合构造》专辑。2004 年在《地质通报》出版的《开合构造》专辑中,时任构造专业委员会主任的任纪舜先生为专辑写序,王鸿祯先生题词:“空也无涯、开合永继、时乎不息、韵律常新。”马宗晋先生赋诗:“开合构造板作舟,热冷相构多态流。流壳:顺げ钭,胀缩内外阴阳球。”

2016 年,张抗、李舜贤和我偶然相遇,谈到张文佑先生、马杏垣先生生前最后的嘱托“莫忘构造基础研究”时不禁泪下,决心与姜春发和郭铁鹰等共同进行开合构造新一轮的总结,连续发表了 3 篇开合构造总结性论文。笔者在开合构造总结中牢记马先生“开合构造要向深部发展”的教导,以及与马先生讨论构造动力问题时提到的“重力能和热能共同作用所致”,经过反复推敲,对开合运动做了重新的厘定:地球物质(地质体)水平上的背向运动为开、相向运动为合,垂向上离心运动为开、向心运动为合;从驱动机制的角度,把以热力 (热能) 为主体的物质上浮运动定义为开,将重力 (势能) 为主体的物质下沉运动定义为合。同时,根据开合运动的特点与规律,以及与其他地球运动的关系,初步建立了地球内部运行体系及其动力学机制,将地球的演化划分为核地球、原地球、核幔地球和现代地球四个阶段和八个开合旋回,这样,开合构造向全球构造又迈岀了新的一步。

通过对马杏垣先生大地构造研究四个阶段的回顾,可以看出,每个阶段都有明确的目标和突出的特征。同时,不同阶段是相互关联的,研究空间不断扩大,研究内容更为深广。尤其是贯穿四个阶段的围绕共同目标,分工负责、相互帮助的团队精神;认真负责、精益求精的工匠精神;勤于思考、勇于探索的创新精神;思想民主、学术自由的科学精神,深深打动了我们的心,使我们真正理解了在马先生临去世之前,谭应佳、吴正文去看望他时留下 “区地精神万岁”字条的真正含义和良苦用心,敬仰之情油然而生。马杏垣先生是一位有理想、有远见、有魄力、有组织才能、有创新成果的地质构造大师,是一位有个性、有风度、言传身教、循循善诱、德高望重的良师益友。

马先生永远活在我们心中!

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