地质学中的若干思维方法

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1、地质学中的若干思维方法 涂光炽 地质工作者应当学会 自觉地运用辩证唯 物主义指导 自己的业务实践 , 但要作到这一 点并非易事 。 其一是地质作用本身和地质体 的形成常是长期与错综复杂的 , 人们往往只 能看到长期作 用的结局 , 而在探索其全过程 中又缺乏十全十美的手段和方法 , 因而在推 论时容易带上主观因素 。 其二是地质作用 区 域性强 , 这一地区有的现象不一定在另一地 区也存在 , 但在某一地区工作 时间长了 , 便容 易把这一 地区工作中得到的看法推广到其他 地区 。如西欧的 地质研究开始较早 , 人们对阿 尔卑斯褶皱带进行了比较细致的构造剖析 , 这本是件好事 , 但也带来了

2、以此区地质构造 为蓝本来解释地球其他各处地槽褶皱带的发 育和演化 的后果 , 这也带来了一定的片面 性 。 其三则是各种传统概念的束缚 。 这些传 统概念尽管在一定阶段起过 、 有的现在还在 起着积极作用 , 但如果它们 形 成了习惯势 力 , 也会使人们思路狭窄 , 难以如实地和恰 如其分地反映客观实际 。 还可能有其他的原 因 , 但这 三个因素似乎是地质工作者 掌握辩 证唯物主义的主要障碍 。 为了尽可能避免主观片面性和传统观念 的束缚 , 地质工作者要讲究思维方法 , 处理 好一些矛盾问题 。 从我过去一段时间的实践 中 , 深感如何处理好下述问题是能否真实地 反映客观地质实际的关键

3、。 非此即彼与亦此亦彼 由于长期来各种传统思想的束缚 , 我们 头脑中的非此即彼是根深蒂固的 。 说得重一 些 , 便是思想的绝对化 。 譬如说 , 半个世纪 以来的经典矿床成因理论将 多数矿床划为不 是外生的 , 就一定是内生的不是内生的就 一定是外生的 , 即非此即彼 。 对亦此亦彼的 可能 , 即有些矿床既具备若干外生特征 , 也 有某些内生特征 , 在过去或是不予考虑 , 或 是考虑很不够 。 恰好 , 正是这类矿床的成因 引起的争议最多 。 譬如 , 在我国不少地区 , 在碳酸盐地层中产出铅锌矿床 , 它们与岩浆 活动无明显联系 , 物质组成简单 , 常局限于 一定层位 , 缺少围岩

4、蚀变 。 对这 些 铅 锌矿 床很久以来一直存在着两种 对 立 观点的争 论 。 一种观点认为它们是沉积矿床 , 一种观 点认为它们是岩浆期后 中低温或远温矿床 。 这两种观点互相排斥 , 即沉积成 矿 论 者否 认热液作用 , 而岩浆热液论者排除沉积作用 的参与 。 这是典型的非此即彼 。 经过近年来 细致的野外观察和深入的室 内工作 , 人们注 意到某些矿床既具备一些外生特征 , 也具备 一些内生特征 , 但二者都并不完备和典型 , 它们是名符其实的亦此亦彼 。 这些铅锌矿床 有一部分是沉积形成后经历了不同程度的改 造 , 因而打上了内生 “烙印” , 有一部分则 是后成矿床 , 但后成因

5、素并非岩浆热液 。 在内生矿床领域中也存在着非此即彼 。 如一个矿床要么是岩浆矿床 , 要么是岩浆期 后矿床除伟晶岩矿床外 。 可能 , 多数内 生矿床确实是非此即彼的 , 但是 , 不能排除 一定条件下的亦此亦彼 。 例如 , 我国南方分 布的一些花岗岩型泥担矿床 , 有的研究工作 者称之为岩浆结晶分异交代矿床 。 这些妮担 矿床就是亦此亦彼 , 即既具 岩浆结晶分异特 匠 , 又具 岩浆期后气液交代特征 。 又例如岩 浆熔离铜镍矿床被认为是经典的岩浆矿床 , 但有的铜镍矿床 , 岩浆期后气液作用也还是 显著的 , 后者也是亦此亦彼 。 在不少与海相火 山活动有关的矿床中 , 火 山热液与火

6、山沉积成矿之争是很激烈的 。 这其中有一部分实质上是亦此亦彼 。 可以设 想 , 海底火山喷发带上来的气液对火山口附 近的沉积物不可能没有影响 , 因此 , 在某种 情况下 , 这里的沉积作用与热液作用是不易 戈 叮清界限的 。 又如 , 花岗岩的形成方式一般是 非此即 彼 , 即多数岩体不是硅铝层重熔成因 , 便是 交代成因 。 但少数岩体可能具两种 不同成 因 , 即亦此亦彼 。 如桂北越城岭岩基 , 西侧 出现混合岩带主休是眼球状花岗岩 , 部分为 条纹 、 条痕混合花岗岩 , 其中还残存一些 未被花岗岩化的 “俘虏体” , 向东 , 混合岩 逐渐过渡为正常的块状花岗岩 。 看来 , 硅

7、铝 层一部分处于部分融熔状态时 , 其旁侧的 另 一部分在较低温度下基本处于固态而 由 “岩 汁 ” 进行交代的可能 性是完全存在的 。 应当说 , 在地质作用和地质 体的形成 中 , 非此即彼还是很普遍的 , 问题在于在某 些情况下不适 当地夸大了非此即彼 , 在很大 程度上否定了亦此亦彼 , 即搞了绝对化 。 这 里 , 让我 们重温恩格斯的下述教导将是很有 益处的 。他说, “辩证法不知道什么绝对分明 和固定不变的界限 , 不知道什么无条件的普 遮有效的 非此 即彼 , 它使固定的形而 上学的差异互相过渡 , 除了 非此即彼, 又在适当的 地方承认 亦此亦彼里, 并且 使对立互为中介 ,

8、 ” 。 复杂成因多成因与单一 成因单成因 不过在十多年前 , 人们还认为 , 除少数 沉积变质矿床外 , 其他矿床多是 单一成因 的 。 这种认识有它一定的历史背景 。 由于前 面已谈到的人们认识上的局限性 , 只能看到 长期地质作用的最后结果 , 而无法探索其全 过程 , 因而容易导致把复杂的过程简单化 , 把一些多成因矿床当成单成 因矿床了 。 关于矿床的多成因问题 , 作者曾有专文 论述 , 此处不赘述 。这 里 只扼要介绍岩石 的 多成因问题 。 我国南方诸省广泛分布的花岗岩类多数 属硅铝层重熔和交代成因 , 个别岩体则 为基 性 超基性岩浆结晶分异 产物 , 对此问题 , 作 者及

9、其同事曾作了专门论述 幻 。看来, 自然 界至少存在着三种不同成因的花岗岩类 。 。 讨论了安山岩的五 种可能的形成方式 。 这五种方式成因是 聚敛板块运动俯冲带上盘岩石 圈重熔 产物主要在大陆边缘 , 如我国西藏冈底 斯岩带和南北美洲西部出露的大量安山岩 。 上地慢 “湿” 橄榄岩重熔分异产物 。 沿用波文理论 , 玄武岩浆结晶分异 产 生安山岩 。 硅铝层重熔 。 基性岩浆受硅铝壳层物质混染 。 。旋 从地质产状 、岩石共生组合、 微量元素含量及银 、 氧同位素比值 、 实验岩 石学等资料综合分析 , 认为前三种成因在自 然界都存在 , 后两种成因虽 很早就有人提 出 , 但依据不充分 。

10、如果 的意见是 正确的 , 则至少安山岩有三种不同成因 。 关 于另外两种成因以小规模方式存在 , 似乎也 并非不可能 。 本文作者曾于一年多次谈到夕卡 岩的多成因问题 。 长期以来 , 地质学者认为花 岗岩类侵人碳酸盐地层的接触带及其附近是 夕卡岩的标准 产出条件 , 这实际上是单成 因 观点 。 现在看来 , 尽管这种产状的夕卡岩可 能是主要的 , 但也存在着由火山一次火山气 液作用 、 混合岩化作用和区域变质作用形成 的夕卡岩 。 这四种不同成因的夕卡岩在我国 都有广泛的分布 , 因拟专文论述 , 此处不再 说明 。 以上这些实例说明 , 就矿 床和岩石来 说 , 多成因要比我们设想的多

11、 。 长期以来 , 我们过于习惯用单一成因思考地质问题了 。 如一提起安 山岩 , 便只套用波 文的理论 , 认 为它是玄武岩浆分异的产 物 。 从目前情况 看 , 应当承认 , 在不排除单 一 成因的前提 下 , 多成因是带普遍性的 。 将今论古与地球演化 百余年前 , 当地质学逐渐发展成为一门 重要的自然科学分支时 , 将今论古便已成为 地质学的基本法则之一 。 说得夸大一点 , 没 有将今论古 , 地质学本身就很难成立 。 因为 地质学所涉及的多是过去的事 , 是古 , 是我 恩格斯 , 自然挤证法 , 人民出肠社 , 年版 , 鹅城 尸 。 月阅 们没有看到过的古 。 总得有个对 “古

12、” 的论 证方法 , 而这个方法便是将今论古 。 对地质学的发展 , 将今论古无疑起了推 动作用 , 今后 , 它也将继续起重要作用 。 然 而 , 将今论古不能绝对化 , 因为事物还有另 外一面 , 即地球在演化 , 地壳在演化 , 矿产 也在演化 。 一些古老的成岩成矿作用在后期 不一定会出现 , 而现代的某些地质现象在遥 远的地质过去也不一定存在 。 譬如 , 条带状沉积变质铁矿从亿年到 亿年前在全世界范围内广泛形成 , 但在 以 后便变得微不足道 。 代之而起的是鲡状赤铁 矿矿床 。 虽然它们在规模和经济价值上远不 如前者 , 但却在亿年前直到第三纪广泛出 现于各个地质时代 。 有工业

13、意义的盐类矿床 只是在亿年前才开始出现 , 要在更古老的 岩石中找盐矿大约是枉然的 。 活泼的油气 , 还 有活泼的金属汞 、 锑等 , 则它们形成的矿床 便出现得更晚一些 。 如我国油田 , 大量是在 白噩纪和新生代形成的 。 据 双。, 全世界汞矿床中 , 仅个别为海西期形成 , 较 、 一多出现于 晚白翌世 , 而更多的则为阿尔卑斯 期产物 。 与花岗岩浆气液作用有关 , 而具较 大 经济意义的钨锡矿床在世界范围内也大多 出现于晚古生代之后 。 因此 , 总她看 , 在地 一 质历史晚期的成矿作用 , 从成矿元素和矿床 类型看 , 要比早期复杂一些 。 看来 , 不少矿产有它们固有的发生

14、 、 发 展和捎亡规律 , 尽管这个问题 目前还没有引 起注意 。 以前述条带状沉积变质铁矿为例 , 当地球最早的绿岩建造形成时 , 它便伴之而 出现 , 在晚太古代一早元古代 , 这种铁矿发 展到登峰造极的程度 , 而在亿年之后它便 几乎消声匿迹了 。 掌握矿床发生 、 发展和消 亡的规律不仅对找矿很必要 , 对研究地球演 化也是关键的 。 除矿 产外 , 地壳也在演化 , 大气圈也在 演化 。至甚, 花岗岩的形成方式也在演化 “ 。 地质历史早期的花岗岩多是 交 代作用的产 物 , 而晚期的则更多是硅铝层重熔产物 。 因此 , 正确的思路应当是将今论古与地 球演化的结合 。 均变论渐变论

15、与灾变论 突变论 一百 多年前 , 当科学的地质学奠基者之 一莱伊尔提 出的均变论战胜了在他之前流行 的灾变论时 , 均变论便被作为与将今论古同 样重要的基本法则 , 被地质工作者按受下来 了 。 作为 “异端邪说” 的灾变论 , 有它出现 的历史背景 。 在世纪初叶以前 , 由于地质 实践还很不够 , 计算地质体 、 沉积物年龄的 方法也很原始 , 导致了将一些地质作用 , 如 褶皱带的造 山运动 , 完成于十分短暂时间的 错误结论 。 这便是灾变论的由来 。 莱伊尔以后 , 均变论统治了地质思潮 。 神秘的 , 几乎带有宗教色彩的灾变论在一 些 教科书中被戴上了 “ 唯 心 论 ” 、 “

16、不 可 知 论 ” 的帽子 , 被彻底打入地质冷宫了 。 然而 , 时至今日人们发现 , 在地质作用 中渐变固然重要 , 突变亦屡见不鲜 。 火山爆 发 、 地震 、 山崩 、 地陷 、 滑坡 、 泥石流在若 干地区形成地质灾害 。 它们是在人们眼前出 现的灾变 。 这些灾变是在日积月累渐变基础 上的突变 。 在一定意义上 , 均变是量变 , 灾 变是突变 , 二者是互相依存的 。 只不过在实 际生活中 , 人们习惯于风化 、 搬运 、 沉积等 均变现象 , 而对上述灾变感到突然 。 尽管对 这些地质灾害目前还不能准确地进行预报 , 但是 , 它们的规律并非不能掌握 , 只是眼前 尚未充分掌握罢了 。 那么 , 在地质历史上有没有比上述地质 灾害规模更大的灾变或突变事件发生呢这 是近年来地质学家议论的重要课题之一 。 地质历史上最富有戏剧性和神秘色彩的 事件之一 , 是白玺纪末期庞大陆生恐龙和海 洋浮游生物在短暂时间内的突然灭绝 。 但在 过去并未发现当时的水圈或大气圈有任何 出 其不意的改变 , 以致给这些生物造成大规模 死亡 。 近年来