中国地质学学科史

2019-06-26 【地质大学】
随着人类工业化进程和科学技术的发展,能源、资源、环境、灾害成为制约社会可持续发展和人类生活质量提高的重大问题,受到人类历史上前所未有的高度关注。我们只有更深刻地了解地球的各种自然规律,才能更好地利用和保护地球,以造福人类。地质学是近代科学知识体系的重要组成部分,更是探求人类赖以生存的地球奥秘的基础性学科之一。因此,地质科学当前及未来的使命和任务愈加繁重。
    21世纪以信息科学技术和科技创新带动经济社会发展为特征,世界各国纷纷提出创新举措作为提升综合国力的战略对策。2006年全国科技大会部署了《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》,明确提出“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的科技工作指导方针。2007年中共十七大把“提高自主创新能力,建设创新型国家” 列为国家发展战略的核心。这是21世纪持续推进我国科教兴国战略和可持续发展战略的重大举措。中国科协实施的学科史研究工程,从梳理学科的发展脉络入手,分析学科及其分支学科产生和演变的社会背景,学科内在发展规律和支撑条件,深入研究影响学科创新的主客观条件和科技体制机制创新的主要因素。这是落实中共十七大精神和国家中长期科学和技术发展规划纲要的一项重要科学工程。地质科学被列人首批研究学科之一。地质学是自然科学体系中较早独立形成且是“数理化天地生”六大基础学科之一。创新是学科繁荣发展的生命力所在。中华人民共和国成立以来,特别是改革开放30年来中国的地质科学走过了一段充满激情的希望之路,带来了丰硕的成果。但是能源、资源、环境、灾害(地质灾害)都是我国面临的严峻挑战的难题,也是中国地质学界责无旁贷的重大任务。因此,为了以史为鉴,立足现实,面向未来,中国地质学科史研究的重点是学科及其重要分支学科发展轨迹,探求顺应时代发展需要的中国地质科学发展历史,以供今后借鉴。中国地质学的学科史研究有良好的历史传承,1999年王鸿祯院士主编出版了专著《中国地质科学五十年》;中国地质学会成立80周年时,受中国地质学会常务理事会委托,孙枢院士曾以《中国地质科学的过去、现在和未来》(2002)为题,专文论述中国地质学的学科发展;2002年中国地质学会地质学史研究会和中国地质大学地质学史研究所合编的《地质学史论丛(4)》;以及在中国科协指导下,中国地质学会编著出版了《2006-2007地质学学科发展报告》、《2008-2009地质学学科发展报告》等。这些著作为我们完成本项研究奠定了基础。
    近代地质科学从诞生开始,其科学使命就是深刻了解我们生存的地球,揭示地球形成和演化的自然规律,并以获得的地质科学知识和技术为经济社会发展服务。前者为基础研究领域,后者为应用研究领域。自20世纪60年代板块构造理论出现(被誉为“地学革命”)以来,几乎全面革新了固体地球的全球观,地质学的传统学科内容发生了重要的更新,兼之科学技术的飞速进展,使地质学分支学科和新兴学科不断加速涌现,学科内外的交叉融合成为学科发展的主流。基础理论研究与应用研究紧密结合,甚至互为表里、至相促进。例如地球化学最初是地质学的重要基础,勘查地球化学作为应用研究的分支学科率先得到长足的发展,当同位素化学和测试方法等理论和方法技术引入后,地球化学甚至被认为与地质学、地球物理学和大地测量学一起构成固体地球科学的四个支柱学科。因比,不仅地质科学的学科在变化,分支学科的划分及其演化也愈益纷繁。本项目研究中,我们把地质科学及其主要的分支学科表述为:
    (1)地球历史学科:古生物学,地层学,古地理学,第四纪地质学,前寒武纪地质学等;
    (2)地球物质学科:矿物学,岩石学,地球化学,矿床学,沉积学等;
    (3)地球动力学科:构造地质学和大地构造学,动力地质学,地震地质学,地貌学,海洋地质学等;
    (4)应用地质学科:石油与天然气地质学,煤地质学,铀地质学,工程地质学,水文地质学,环境地质学,灾害地质学,勘探地球物理学,勘查地球化学,遥感地质学,地热地质学,数学地质学等;
    不同的分支学科,以自然界的某类问题或现象为研究对象,建立相应的理论和研究技术方法,获取系统的知识成为独立的分支学科。地质学学科的发展,是这些分支学科成熟的总体表现。
    一些新兴的学科,如数学地质学,在推动地质科学由定性向定量化研究发展起着重要作用,其中有些方法和信息处理技术也被其他分支学科所吸纳。将数学地质仅理解为地质学的一门方法类分支学科并不完全准确。再如天体地质学(天文地质学或空间地质学),属于地质学与天文学之间的边缘学科,有些学者也将之归入地质学的分支学科,反映出人类已把地球作为宇宙中的一个星体,需要从外太空来研究地球的圈层与宇宙物理场的相互作用。因此,地质科学的学科谱系划分,不同的学者有不同的认识。这些都表征出,地质科学的研究对象是地球,但研究的广度和深度有了巨大的拓展,正在向深海、深陆、深空进军,或阐述为地质学“上天、入地、下海”的发展趋势。地质科学在经济和社会的可持续发展中占有重要的战略地位,面对能源、资源、灾害、环境等重大挑战,正是地质科学发挥重要作用的主战场。地质学的学科发展不仅在于经济建设和社会发展的需求,而且探索地球奥秘的强烈愿望吸引着一代又一代地质学者潜心研究,如地球上生命的诞生与演化、全球变化、壳幔运动的动力学机制、大陆的裂解与拼合等基础问题仍有待探索和求解。
    关于中国地质学学科的发展历史,我们依据其发展的不同历史阶段,不同的经济和社会背景下的客观实际进行分析探讨,将中国地质学学科史大致划分为以下五个阶段:
    (1)中国地质学的学科前史(19世纪中叶以前);
    (2)近代地质学在中国的孕育(19世纪中叶至20世纪初叶);
    (3)近代地质学学科在中国的建立(20世纪初叶至1949年);
    (4)中国地质学学科的发展(1949~1978年);
    (5)中国地质学学科的拓展与深化(1978年至今)。
    近代地质科学产生于欧洲,但是地质思维和地质知识的萌芽和累积,是与人类文明史相伴而行的。由石器时代到铜器时代、铁器时代,人类对岩石、矿物、矿床(如铜、锡、铅、锌、铁等)的开发利用,制作生产工具,使生产力不断发展。中国是最早使用铜器和铁器的国家,远古时代的金属矿业、陶瓷业均十分发达。有遗迹可考的如湖北大冶铜绿山铜矿在西周时代就有了地下坑道开采技术。秦统一中国后,出现了不少矿业世家,如由赵国迁至西蜀的卓氏(汉武帝时卓王孙的祖先);山东(函谷关以东)的程郑,由梁(即魏国)迁入宛(今南阳),都是当时的矿冶业家族,他们“即山铸铁”,富比王侯。还有世代在巴郡从事开采丹(硃砂,即汞矿)的巴寡妇清,秦始皇筑“怀清台”,待以客礼。汉武帝时实行“监铁专营”,由政府设官管理。四川自贡开凿盐井、以天然气煮卤的历史可追溯至秦孝王派李冰为蜀守时代(公元前265~前251)。中国古代油气、卤水开采中使用的机械冲击钻井技术至北宋时期已有完整的工艺方法,甚至能钻井达千米。中华民族对世界文明的重要贡献,在中国古代文献中的记载是十分丰富的。中国古代的地质思维萌发也常见于文献典籍,其中,记述地震的史料最为丰富。《诗经·小雅·十月之交》里有“高岸为谷,深谷为陵”的诗句,记述了公元前780年的一次强烈地震。《中国地震资料年表》(1956)记载了公元前1177年以来8000余次地震,成为现代划分地震活动带和活动周期的重要依据。在中国古代先哲的心目中,认为自然界不断变化和静止不变的两种对立的思想几乎是同时并存的。贾谊(公元前201~前169)有“万物变化兮,固无休息”的浩叹;董仲舒(公元前176~前104)则秉持“天不变,道亦不变”的观点,“天人感应”观念长期占有统治地位。记载自然规律和地质现象的记录则层出不穷,其中包括“阴阳说”、“五行说”元气说”、“盖天说”、“浑天说”和“宣夜说”等,虽然其中存在迷信或臆想的内容,应该都是中国古代对地球形成及其运动的认识。约在公元三四世纪,已有形容海陆变化的“沧海桑田”的认识。宋代的沈括(1029~1093)曾观察到太行山“山崖之间,往往衔螺蚌壳及石子如鸟卵,横亘石壁如带”,认为太行山一带“乃昔之海滨,今东距海已近千里”。这种“将今论古”的思想方法,就是地质学科诞生时的科学方法论。因此,尽管近代科学(包括地质学)并未在中国土地上产生,但并不意味着中国五千年文明史中没有科学发展的土壤。爱因斯坦在1951年给J. E.斯威策的信中曾赞扬中国古代文明,同时也指出:西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的,那就是希腊哲学家发明的形式逻辑体系(在欧几里得几何学中),以及通过系统的实验发现有可能找出因果关系(在文艺复兴时期)。而中国古代的先哲没有走上这两步。王鸿祯等(1999)指出:从近代地质科学史研究分析,“在地质科学方面,社会需求,科学问题和基础条件这三个主要因素”,应是地质学产生和发展的基础,而学科思想史和学术思想史的梳理,“才能理解学科发展的趋势”。
    近代地质学于19世纪中叶产生于欧洲,随着“西学东渐”,开始孕育中国近代地质学。19世纪下半叶至20世纪初,一些外国地质学者(包括部分西方传教士)相继来中国考察地质或在传道布教中带来了地质学知识。如1853~1854年英国教会在上海的“墨海书馆”,出版了中文编写的《地理全志》,共分10卷,第一卷即为“地质论”,岩石、矿物、地层、古生物和矿产等地质学知识都有涉及。清代后期,上海官办的江南机器制造局设有专门机构翻译西方图书(主要是教科书),前后译书300多种,其中影响最大的两本书是《金石识别》,即丹纳(J. D. Dana, 1813 ~1895)的System of Mineralogy和《地学浅释》,即莱伊尔( C. Lyell, 1797~1875)的Elements of Geology。鲁迅在南京陆师学堂附设的矿务学堂上学时,即使用这两本书为教材。虞和钦主编的《科学世界》(1903年创刊)和张相文创立的中国地学会主办的《地学杂志》(1910年创刊),都属当时的有识之士努力普及地质科学知识的表现。地质科学传入中国,对中国社会产生了广泛的影响,不仅推动了中国学习西方科学技术和兴办矿业,而且被作为变法图强的思想武器。如晚清时期的著名实业家张之洞举办汉阳兵工厂和开采大冶铁矿,试图实业求国;达尔文的进化论“物竞天择,适者生存”的生物进化规律,激发了一代中国人对半殖民地半封建社会的危机感,成为推动中国社会变革的锐利思想武器。康有为(1858~1927)在1895年进京考试的试卷上主张政治变革的“变则通,通则久论”中,引用了泥沙可填海为陆,火山可喷出熔岩等地质变化为例,主张社会政治变革。开始普及的地质知识为当时的社会注入了支持变革的精神力量,也成为有识之士出国留学和引进近代地质学的动因之一。
    中国近代地质学的建立有三个标志,也是地质学在中国依托的三个阵地,即1909年京师大学堂(今北京大学)在格致科创办地质学门,这是中国高等地质教育的发端;1912年中华民国南京临时政府实业部矿务司设立章鸿钊为科长的地质科(后改为中央地质调查所)和1928年中央研究院创建地质研究所(李四光任所长);1922年成立学术共体——中国地质学会(章鸿钊任首任会长)。地质调查和科学研究机构、人才培养和学术共同体,这是学科发展的主要支撑条件。从20世纪初至1949年,中国地质科学从无到有,在克服重重困难中前进。以章鸿钊、丁文江、翁文灏和李四光为代表的近300位老一辈地质学者,不仅是中国地质学学科的奠基人,而且他们献身地质事业,为这一时期我国地质学发展作出了历史性的贡献,他们的研究成果受到国际同行的重视。这一时期,我国在地层学、古生物学、构造地质学和大地构造学等学科已有扎实的基础,完成了l:100万的14个国际分幅地质图,矿床学(含化石能源矿产)领域有白云鄂博铁矿(含稀土元素)、攀枝花钒钛磁铁矿、昆阳磷矿、黔贵地区的铝土矿和淮南煤田等重大发现。地球化学、矿物学、岩石学、水文地质学和工程地质学、地球物理探矿等分支学科都已萌生。在国际地质科学领域有重要影响的有:古生物学和生物地层学达到很高的水平,如筳科、三叶虫、珊瑚、腕足类、菊石、笔石、头足类、古植物和脊椎动物化石等都有较为系统的成果;而北京猿人头盖骨化石、用火遗跡、旧石器、骨器等的发现(1929~1936)震动世界。这一距今50万年前的直立人阶段的科学资料,将当时人类演化历史向前推进了30万年,并成为我国古人类学研究的先声。1939年李四光在英国伦敦出版《中国地质学》(The Geology of China),是我国学者撰写的第一部论述中国地质特征和演化历史的著作,书内阐述了地球表面形迹的地球动力学意义,奠定了作者后来完成的“地质力学”的理论和研究方法的基础。黄汲清的《中国主要地质构造单位》(1945)用英文写成,发表于中央地质调查所地质专报甲种第20号,这是我国构造地质研究的综合集成,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,划分了大地构造单元和构造格架。在欧美学者地槽—地台理论的基础上,阐述了“多旋回的造山运动是中国大地构造的特征”的学术思想,被称为“多旋回构造学派”,成为中国历史大地构造研究的奠基之作。20世纪20年代开始,我国地质学者开始     石油地质研究,鉴于自中新生代以来我国广泛发育陆相沉积盆地,美孚公司在中国钻探石油失败后宣告“中国贫油”,当时国外富含石油的地层绝大多数是海相地层,学者们对陆相盆地生油持怀疑和否定态度。但是中国学者勇于探索,在调查实践的基础上,相继提出陆相地层可以生油的认识,并经不断实践探索,以陆相生油为核心的中国石油、天然气地质理论开始建立,透出了中国陆相盆地石油天然气开发的曙光。
    凝聚力量,共谋发展,学术争鸣,繁荣学科,一直是富有社会责任感的中国地质学者的共同愿望。1909年张相文联络一批同仁在天津首创“中国地学会”,并编辑《地学杂志》。以组织讲演和宣传普及地理学兼及地质学的知识为宗旨。1910年《地学杂志》创刊号上刊出了邝荣光编绘的我国第一幅地质图(直隶地质图)。《地学杂志》还刊登了章鸿钊的《中华地质调查私议》一文,文中提出:“专设地质调查所,以为经营之基;树实利之策,以免首事之困;兴专门学校,以育人才;立测量计划,以制舆图,”堪称中国地质事业最早的发展规划。1922年中国地质学会成立后,秉持“本会以促成地质学及其关系科学之进步为宗旨”,学会坚持每年举行年会进行学术交流,自1923年第一届年会至1949年共举行过24届年会,并设有葛利普奖章和五种科学奖励基金,以鼓励科学创新。同时,学会坚持出版学术刊物,如《中国地质学会志》(1922年出版第一卷),1936年又出版《地质论评》,学术刊物和年会活动都鼓励学术争鸣和学术创新。学会不断推进国际学术交流,不仅聘用在华工作的国外地质学者参加学会工作,如葛利普、安特生、麦美德是学会的创立会员,还常邀请访华的外国学者到会讲演,他们的学术论文也在《中国地质学会志》和《地质论评》上刊出。从1922年起至1948年中国地质学者参加了13~18届的国际地质大会。第17届国际地质大会(1937年)翁文灏为大会副主席和煤田地质组主席;黄汲清被推举为“二叠纪及其在地层学上之位置”专题组主席。中国地质学会一直关心和支持地质教育,关注青年人才的培养,并于1940年设立“学生奖学金”。
    学会是科学共同体的典型代表,在促进学术交流、制定学术范式,对学科发展方向和学术思想、研究方法有重大的影响,中国地质学会推动地质科学在我国的发展和引导学术方向上发挥了重要的不可替代的作用。因此,保障与提高学会在学术界的地位将有助于学科的健康发展。
    中华人民共和国建立后,百废待兴,党和政府十分重视地质工作。为了集中全国地质力量,为经济建设当好先行官,1950年成立了以李四光为主任的中国地质工作计划指导委员会。1952年成立地质部,李四光为部长,何长工、刘杰和宋应为副部长,同年11月召开全国地质工作计划会议。毛泽东题词“开发矿业”,发表重要讲话,指出“地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行”。地质事业和地质科学以“建设尖兵”的地位而备受重视。
    1949年中国科学院成立,李四光被任命为副院长;随后建立地质研究所、古生物研究所和古脊椎动物研究室(后为古脊椎动物与古人类研究所)。地质部和有关工业部门设立各类地质研究机构,强调理论与实际密切结合、服务于国家需要和经济建设大局,解决国家建设的迫切问题。随着地质事业的发展,各省、自治区、直辖市的地质调查和地质勘察队伍相继建立,形成了从中央到地方的各级地质事业管理机构、科研和地质调查队伍。
    1952年,地质教育机构进行调整,成立北京地质学院和东北地质学院(1957年改名为长春地质学院),有关工业部门的院校也设有地质系或独立设院,各大区还办了中等地质学校,连同综合大学的地质系,形成多层次培养地质人才的教育体系。
    地质勘查、科学研究和教育三位一体的建设方针,使新中国的地质勘查事业和地质科学研究成为全国捷报频传的最活跃领域。1953~1966年,仅地质部所属院校毕业的大、中专学生和研究生约7.5万人,全国形成了一支拥有近10万人的地质科技人员和近40万人的地质职工队伍,为地质科学的发展奠定了基础。
    1949年中华人民共和国刚刚建立,就确定了“努力发展自然科学,以服务于工业农业和国防建设”的方针,并召开全国第一次自然科学工作者代表大会(1950年8月17~24日),成立“中华自然科学专门学会联合会”(简称科联)和“中国科学技术普及协会”(简称科普协会),李四光任科联主席。中国地质学会成为科联的一级学会,学会理事长李四光在第26届年会(1950年12月24~26日)上以“在毛泽东旗帜下的中国地质工作者”为题致开幕词,标志着中国地质科学将承载建设新中国的历史重任。1956年中共中央召开关于知识分子问题的会议,发出“向科学进军”的号召。1956年制定“1956~1967年科学技术发展远景规划纲要”(简称“十二年规划”)。这些都为中国地质学学科发展提供了政策支持。1959年大庆油田的发现,鼓舞了全国人民,党中央发出“工业学大庆”的号召,极大地提升了地质界的地位。
    这一时期,已有基础的学科向纵深发展、扩大领域,如古生物学、地层学、矿物学、岩石学、构造地质学、大地构造学、地史学、矿床学等;已萌生的学科快速发展,如煤地质学、石油天然气地质学、水文地质学和工程地质学、古地理学等;引人注目的是一批新分支学科的蓬勃兴起,如沉积学、地球化学、勘查地球化学、勘探地球物理学、实验岩石学、前寒武纪地质学、第四纪地质学、海洋地质学、数学地质学、有机地球化学、地震地质学、层序地层学、探矿工程学、遥感地质学、陨石学与天体地质学、环境地质学等。
    中华人民共和国成立至1978年,在近30年的时间里,中国已形成比较完整的地质科学体系。在中国地质资料整理的基础上,出版了大量地质科学教材、学术论文和专著,为培养地质人才和学术繁荣开创了良好的条件。学科的发展,为解决我国的能源、资源、环境和工程建设,减轻地质灾害诸多领域的重大问题发挥了作用。这一时期地质工作和地质学学科发展成就,难以一一罗列,所幸已有若干著作专门就此作了总结。谨以管窥所及表述为如下方面:
    (1)大规模的区域地质调查带动各地质学科的快速发展,所积累的大量实际资料构成这个阶段地质科学研究成果的坚实基础。这是一项具有战略意义的基础地质工作,为全国年代地层学建立了框架,为总结地质演化规律,寻找国民经济建设所急需的矿产资源提供地质背景等打下了坚实的基础,也是各分支学科的新理论和新技术方法形成的重要源泉之一。全国1:100万、l:400万等系列地质图件都是在这个时期编制出版的,1:500万亚洲地质图和亚欧地质图则是我国首次编制的洲际地质图。
    (2)大庆油田等陆相盆地油气田的发现,不仅使我国脱掉了“贫油”的帽子,石化工业成为我国的支柱产业,而且形成了完整的陆相盆地生油和成藏理论,总结完善了油气区的地质构造、沉积盆地分析、沉积相、储层地质学、复式断块油田和复式油气聚集区带控制规律分析等理论和方法,建立了陆相石油勘探开发的整套技术,在国际上产生了重要影响。
    (3)大量矿产资源的发现和勘探开发,为我国经济建设发展提供了保障。至1966年,我国探明储量的矿种已达148种,钨、铜、锑、菱镁矿、滑石等20多种矿产探明储量居世界前列,是世界上资源比较丰富、矿种配套较为齐全的少数国家之一。我国铀矿的找矿突破,使我国发展核能工业有了资源保障。铀矿床学也从矿床学中分离出来,成为一门独立的分支学科。
    (4)区域性水文地质调查是查明全国地下水的分布和形成规律的基础工作,其成果对国土规划、农业规划、地下水开发规划以及干旱地区的地下水资源调查等起了重要作用。
    (5)确保重大工程安全,减轻地质灾害,工程地质学发挥了基础性作用。我国地质构造复杂,地貌条件多变,地质灾害频发。中华人民共和国成立后大规模的基本建设全面展开,水利、铁路、工矿基地、新兴城市建设等复杂的工程地质问题和地质灾害治理、预报预防的重大科学问题,必须建立在地质学和工程地质学等相关学科综合研究基础上予以解决。众多重大工程成功的地质勘测和监测网络,为国家基础建设提供了可靠的地质资料与技术保证。人类的工程活动对地球表层系统施加了强烈的干扰,重大工程建设与地质环境相互作用的过程受到高度关注,不仅促进了地质学与工程学的交融,工程地质学和工程地质力学迅速发展,并从中导出灾害地质学和环境地质学。地质学与地震学的结合,也在这个阶段形成有我国学术特色的地震地质学。
    (6)中国的构造地质学说百花齐放,学术流派众多。地质力学、多旋回学说、断块构造、地洼说、地壳波浪镶嵌说等大地构造学派在地质实践中得以发展和提高,学术争鸣使大地构造成为地质学学科体系中最为活跃的领域。
    由于各种原因,这个时期中国地质学界与国际地学界的学术联系不畅。20世纪60年代国际地质学界出现了岩石圈板块构造学说,并有了迅猛发展,促使地质科学产生重大革新。而我国随之发生的“文革、使这一学说直到1971年才开始引入,但从此对80年代后的中国地质科学带来巨大影响。
    1978年全国科学大会召开,邓小平关于“科学技术是生产力”、“知识分子是工人阶级的一部分”的讲话,全国范围的“实践是检验真理的唯一标准”的大讨论,中共十一届三中全会召开,改革开放时代的到来,中国地质科学的发展像寒武纪生物大爆发那样,走上了大繁荣、大发展的道路。改革开放的30年,我国确立了科教兴国战略和科学发展观指引下的可持续发展战略,政府大规模支持科学技术进步,国家科学研究新体系和机制开始运行,设立面向各大科学问题和大工程问题的科技研究攻关项目,成立国家自然科学基金会,资助基础研究和应用基础研究。采取多种措施为科技创新搭建地质科学研究平台,如成立了一批不同类别、不同层次的国家重点开放实验室,引进和研发一批大型科学仪器设备和高精度测试技术装备,使地质科学的研究深度达到核幔边界,地球物质精确测定可达10-8cm级,地质年龄测定范围达到几百年至40亿年,极大地拓展了地质科学认识和探索地球的能力。
    凡此种种,不仅使中国地质科学获得了大发展,并且形成了中国特有的地质文化现象,从而在国际地质学界产生了许多有影响力的成果,标志着中国地质学研究对国际地质学领域的新贡献,标志着中国地质科学已从引进吸收,开始步人学术创新的道路,并不断汇入国际地质学的知识殿堂。与国际地质学近300年的发展历史相比,在中国共产党领导下的中华人民共和国仅用60年的时间已成为地质学大国,并向地质学强国的科学征途迈进。
    (1)在地层学方面,按15个断代的《中国地层典》于1999年全部出版。我国命名的乐平统(世)吴家坪阶、长兴阶成为二叠系上统(晚世)年代地层划分的标准单位进入国际地层表。浙江长兴剖面作为古生界、中生界全球海相国际地层界线的层型;浙西黄泥塘剖面成为中奥陶统达瑞威尔(Darriwilian)阶的国际型剖面和点位(GSSP)。这些精确研究的全球层型剖面和点位,被称为“金钉子剖面”。
    (2)古生物领域生命演化研究在国际学术界大放异彩。澄江动物群为代表的寒武纪生物大爆发,被誉为“20世纪最惊人的发现之一”;凯里生物群、瓮安生物群等在前人研究基础上,又有重大发现,被认为在解决早期生物演化的科学问题方面有重要的科学意义。热河生物群不断发现鸟类与恐龙类化石,恐龙与鸟类的关系在科学界引发热议。同时,热河生物群中最早的被子植物(有花植物),以及珍稀昆虫类和最早的哺乳动物化石都属重大的科学发现。
    (3)青藏高原及大陆动力学研究成为国际地学界的热点。板块构造学说与中国区域大地构造研究相结合,各大地构造学派在岩石圈和大陆动力学研究中展开新的学术争鸣。为迎接第30届国际地质大会在我国召开,编制了1:500万等多种比例尺的系列地质图件,在大会期间作了精彩的展示。
    (4)蓝色国土调查和研究大规模展开,近海油气资源勘探开发取得突破性进展,成为我国重要的油气资源基地之一。同时,我国独立开展的太平洋底多金属结核调查和南海海底可燃冰资源调查等未来可利用的新资源和新能源都有了新的发现。海洋地质学、古海洋学和海洋地球物理勘探技术等有了长足的发展。
    (5)全球变化研究。我国特有的黄土—古土壤系列成为研究全球变化的三大支柱之一。由我国学者组织国际同行进行的“岩溶作用与碳循环研究”(国际对比研究计划IGCP299项目)揭示了3.6万年末次冰期以来气候变化的全过程,受到国际地质学界的重视。
    (6)农业地质、城市地质、灾害地质、环境地质、数学地质、地震地质、地热地质等新兴学科加快发展,为经济社会发展的方方面面服务,显示出地质科学体系在不断发展和调整。
    (7)我国开展的大陆科学钻探、大洋钻探和南北极地的地质学研究,以及“嫦娥工程”——探索月球地质等大科学工程的实施,表明中国地质科学已迎来蓬勃发展的阶段。
    以上列举的事例不可能反映当代中国地质科学的全貌,但是在地球生命起源、全球变化、岩石圈与大陆动力学等前沿科学领域有了中国印记的高水平的学术成果是毋庸置疑的。我国地质学者在国际地科联和各专业学会、协会中担任领导和重要职务的越来越多,如张炳熹和刘敦一先后担任国际地科联副主席,2004年张宏仁担任国际地科联主席。这不仅是我国国际地位不断提升的结果,也是中国地质科学水平不断提高的结果。由我国主办的各类国际学术会议也越来越多,特别是1996年我国成功承办的第30届国际地质大会,参会代表达6000多人,会议的成功组织和学术水平得到国际地质学界的一致好评。我国学者在国际一流刊物上发表的学术论文无论是数量还是学术水平呈现越来越高的趋势。1996年起我国承办国际地科联机关刊物Episodes12年,这份刊物在学术界的影响因子从0.4上升到最高2.1,成为有影响的国际学术刊物。
    自20世纪60年代地学革命以来,地质科学新兴分支学科的出现,正是学科间交叉融合的结果。我国学者参与各种全球性国际研究计划,使地质学界普遍建立地球系统科学的新观念,这已不是个别学科基本观点的变革,而是地质学开始走向地球系统科学的最大创新。地质学已从主要研究地壳和地球表层系统,开始把地球作为整体的行星地球,研究地球从深部核幔到表层各层圈的巨系统之间的物质、能量转换及其动力演化史。地球是一个开放的复杂系统,许多地质过程和现象是非线性的。因此,地质学的学术思想和方法论已突破“将今论古的现实主义原则”和“逻辑实证分析法”等的局限,必须运用系统论、信息论、控制论、耗散结构论、灾变论(或突变论)、超循环论等现代科学认识论和方法论,作为地球系统科学的新思维,重视在大科学工程和科学问题中自觉运用多学科交叉综合研究,作为创新的思想武器。
    毋庸讳言,中国地质科学目前只有少数领域达到世界前列,学科总体的原创性成果还不多。从一些新兴学科的产生和发展分析,必须重视各学科中具有战略性的基础理论研究,各分支学科都有各自的当代前沿研究领域和学科热点、生长点,因此,继续推进各分支学科的纵深发展研究,仍然是主要的学科发展方向。重视大科学工程和重大基础科学问题的探索,是国际地质学界依然高度关注的趋势,如青藏高原隆升的机制和大陆动力学研究,可燃冰等非传统能源的利用和开发技术等。在这些新领域里,发展地质工程技术更为迫切,即基础理论研究、应用基础研究和实验测试技术之间将形成交织协同和综合。其基本的目标是运用地质学、地球物理学、地球化学原理解决经济社会发展提出的新需求和新问题。例如,非传统的新能源、新资源的利用,生态地质环境的保护、修复和优化等,都将为地质科学发展开创新局面。
    中国地质学的学科发展史表明:
    (1)国民经济发展和社会进步的需求是地质科学发展的第一动力。21世纪的地球系统科学将拓宽自己的研究领域,主动适应国民经济发展的需求,不仅要解决能源、资源、灾害和环境等现实重大问题,更要将服务目标扩展到全方位保护和优化人类的生存环境,为社会可持续发展做出应有的贡献。我国古代地质知识的积累未能产生近代地质学,但“格物致知”、“经世致用”和“天人合一”(我们采用其人与自然和谐发展的观念)等古训和理念,对今天地球系统科学的发展仍有启示意义。中华人民共和国成立以来党和国家领导人重视地质科学,特别是自然辩证法、历史唯物主义和辩证唯物主义在我国地质学界有深刻影响,中国地质学会设有地学哲学研究分会就是极好的证明。中共中央倡导的科学发展观、可持续发展等当代理念也将推动地球科学的人文文化发展,“两论(指实践论与矛盾论)起家”和“三光荣”等中华人民共和国成立以来形成的崇尚哲理的科学精神和文化氛围,是我国独具特色的地质科学文化传统。地球系统科学需要和经济社会互动发展,并在科学实践中实现地质科学的创新。
    (2)地球系统科学使地质科学内部和外部学科之间交叉融合成为发展的主流。与此同时,当代相关学科和技术的发展,使地球复杂系统的研究具备了从实验室到外太空,从核幔边界到海洋深部有了先进的测试仪器和观察调查能力,相信21世纪人类将更深刻地认识地球。信息化和“数字地球”,有可能将地质学的海量数据和已建立的地球信息系统、计算机技术等高新技术融汇集成,推进地球系统科学在基础理论和研究方法领域的创新。
    (3)学术共同体倡导学术交流和争鸣,是推动地质学科发展的基本途径,必需自觉贯彻“双百”方针和加强国际学术交流。一切地质作用和地质环境演变都具有全球性影响,地球系统科学更注重地球的整体观、系统观和时空观,当代国际地质学界不断倡导国际对比研究和全球变化研究是发展学科的最佳途径。地质科学固有的探索性和实践性特点,全球变化与所在国家地域响应的统一,充分表明地球系统科学既要从中国的地质实际出发,又要坚持国际视野,关注和吸收先进的学术成果,不能满足于验证前人的学术思想。从地质学学科史的回顾来看,中国地质学科的发展,正是循着这个正确的途径在前进。
    (4)人类探求地球奥秘的强烈愿望是永无止息的。学科发展是靠人才来推动的,高素质、创新型人才的培养既要靠高等教育的教学改革,也与人才成长的环境有关。地质科学从来就以野外观察的第一手资料和实验室的第一性测试数据为基础,细致踏实的观测、实验与广泛联系、缜密思考的理性分析相结合,要避免热衷于“理论”而疏于求真务实的野外观测。因此,地质科技人才必须具备艰苦奋斗的作风和求真务实的科学精神。。
    中国地质科学从引进到发展,成为学科齐全的知识体系,走过了近百年的历程。今天,我们站在21世纪的新起点上,深人开展学科史研究,了解和准确把握学科发展动态,对学科建设和创新,促进学科的发展是有意义的。
    (引自中国地质学会编著.中国地质学学科史.北京:中国科学技术出版社,2010)