本文由杜樂天先生的《從固體地球觀向流體地球觀轉(zhuǎn)變》(《自然辯證法研究》2003年10月)、《個人學(xué)術(shù)軌跡的自我剖析》(《中國地質(zhì)教育》2002年第3期)、《烴堿流體地球化學(xué)原理》一書的《序》與《跋》、《智慧——悟、清、善》一書的《序》、《對西方當代地球科學(xué)理論的懷疑與新見(84個問題)》等多篇文章綜合而成。主體部分來自杜先生的原文,中間的少量過渡性段落,由本刊編輯在編輯時所加。
1.當代地球科學(xué)為什么會發(fā)生變革
現(xiàn)代科學(xué)大體上由三方面的要素構(gòu)成:(1)觀測、實驗;(2)結(jié)論、理論;(3)科學(xué)觀。觀測、實驗是科學(xué)研究的基礎(chǔ)和前提,通過反復(fù)的實驗和觀察,能形成一些確定的判斷和解釋,這就是理論。科學(xué)觀是更具根本性和統(tǒng)領(lǐng)性的觀點。它一部分來自于觀測、實驗的經(jīng)驗積累,另一部分來自思維方式的變革。正如愛因斯坦所說的“你能不能觀察眼前的現(xiàn)象取決于你運用什么樣的理論,理論決定著你到底能觀察到什么?!?/p>
在上述三方面的要素中,任何一方面要素的變化都會引起科學(xué)知識體系的變化。所不同的只是觀測、實驗以及單一具體理論解釋的變化引起的只是局部性的變化,而科學(xué)觀的變化將會引起全局的變化,即是革命性的變化。
地球科學(xué)也是經(jīng)過多次變革,才發(fā)展成今天這個樣子的。筆者將近代以來地球科學(xué)的發(fā)展粗略地劃分為兩個階段。第一階段是巖石水成-火成論階段,大致從十八世紀七十年代一直延續(xù)到十九世紀后期;第二階段是固定論活動論階段,從二十世紀初期魏格納提出“大陸漂移說”到六七十年代現(xiàn)代板塊理論的確立,基本上活動論取代了固定論。
自二十世紀八十年代以后,地球科學(xué)在觀測和實驗方面有了突飛猛進的發(fā)展,新的技術(shù)和新的證據(jù)、新的解釋理論層出出不窮。這些發(fā)現(xiàn)推進了地球科學(xué)各領(lǐng)域的局部變革。在此基礎(chǔ)之上,新的地球科學(xué)觀已經(jīng)形成,可稱之為整體性的流體(氣體)地球觀。這一系列變革意味著地球科學(xué)已經(jīng)進入(雖然是剛剛開始)到地球科學(xué)的第三個階段:從固體地球觀轉(zhuǎn)向流體(氣體)地球觀。
前兩次地球科學(xué)的變革都是西方人為主角。這一次我們可以自豪地說:中國科學(xué)家站在了地球科學(xué)變革的最前沿,以原創(chuàng)性的獨立思考對地球科學(xué)的新革命做出了最核心的貢獻。數(shù)十年以來,筆者和我們的研究團隊,以及國內(nèi)其他富于探索精神的學(xué)者們一同完成了從觀測、實驗到理論升華,再到根本科學(xué)觀創(chuàng)新的全部過程,已經(jīng)形成了全新的地球科學(xué)知識體系,本專題就是這些新貢獻的一個初步的總結(jié)。
2.地球科學(xué)理論的形成過程及知識形態(tài)
和一切新科學(xué)理論的創(chuàng)立過程一樣,我們對地球科學(xué)新理論的探索也分為“破”和“立”兩個方面。
所謂“破”,就是對現(xiàn)有理論的懷疑、批判,這個過程從1961年算起,年,共用了45年時間。1996年在拙作《烴堿流體地球化學(xué)原理一一重論熱液作用和巖漿作用》中,筆者提出了48個對當代地球科學(xué)質(zhì)疑的問題。2006年在拙作《智慧——悟、清、善》中擴大到84個問題?!捌啤钡倪^程充滿了艱難,遭遇各種非議,克服了各種阻力,也得罪了不少“權(quán)威”“尊神”。這是建立新科學(xué)理論必然經(jīng)歷的洗禮。
所謂“立”就是要提出一套能解決問題的新理論、新觀念。光“破”不“立”是建立不起新科學(xué)的??茖W(xué)研究不僅要提出問題,還要解決問題。在“破”的同時,筆者就開始思考“立”的問題,一直到2014年,才算基本上完成了新的理論建構(gòu),前后達54年。
我們所“破”的是什么?就是現(xiàn)在仍然盤踞在大學(xué)課堂中的當代地球科學(xué)主流知識體系。這個體系基本上是地球科學(xué)發(fā)展史上第二階段的產(chǎn)物,其總的特征就是分散的、割裂的固體地球觀。這種觀念將地球視為地核、地幔和地殼等固體物質(zhì)組成的球體。雖然也承認流體的存在(如地幔軟流層和水圈、大氣圈),但認為其只是從屬性的因素。雖然也有了活動論的觀念(如板塊學(xué)說),但由于沒有破解固體地質(zhì)體運動變化的真正原因,從而使板塊學(xué)說處于虛妄不實的狀態(tài)。同樣,由于沒有對地球形成整體性的科學(xué)認識,只是從各個專業(yè)領(lǐng)域能觀測到的經(jīng)驗證據(jù)出發(fā),構(gòu)建起了看似面面俱到,其實分散凌亂、缺少內(nèi)在聯(lián)系的地球科學(xué)知識體系。地質(zhì)學(xué)和地球物理、地球化學(xué)是脫節(jié)的,巖石學(xué)和礦床學(xué)是脫節(jié)的,巖石學(xué)內(nèi)部沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖的成因是脫節(jié)的,礦床學(xué)內(nèi)部沉積成礦與熱液成礦是脫節(jié)的,等等??偠灾?,一個完整的地球被理解為割裂破碎的山河,而將缺少內(nèi)在邏輯聯(lián)系的知識碎片強行穿綴為教條化的知識體系。
需要強調(diào)指出的是,在這種知識體系的形成過程中,西方分析型的思維方式、本體論剖析的方法和實證主義的觀點顯示出明顯的弊端。分析過分,導(dǎo)致地球山河支離破碎,越分越細相互越疏遠,不知整體為何物;本體剖析精深過度,導(dǎo)致無謂的繁瑣和八股,大量分析、測試、實驗用到并非要害問題的精雕細刻上,而不知群體間相互關(guān)系有何緣;實證主義則要求一切都應(yīng)證明而不管是否必要,必須在洋書上找到根據(jù)才能算數(shù),導(dǎo)致科研成果評價標準上的嚴重扭曲以及對思維獨立判斷和想象力的虛無態(tài)度。唯西方馬首是瞻的習(xí)性根深蒂固,言必稱希臘的學(xué)風(fēng)源遠流長,導(dǎo)致很多學(xué)者在自己的文著中光擺材料不講理,精于立柱、疏于架梁,難成體統(tǒng)。
要破現(xiàn)有的主流知識體系,更要破的是形成、維持這種知識體系的思維方式。
我們新建立的是什么?一言以蔽之,是整體化的流體(氣體)地球科學(xué)觀。
經(jīng)過艱辛的探索,我們發(fā)現(xiàn),幔汁輻射(地球排氣作用)是建立整體地球科學(xué)的一條統(tǒng)綱,控制地球演化和其運動演化的總根源就是幔汁輻射。幔汁輻射決定了地球不僅有固體圈層,還有五個氣體圈層共同組成。幔汁輻射造海、造陸、造山、造盆,決定了地殼構(gòu)造的形成和變化,是固體巖石圈、水圈、大氣圈變化的重要原因;幔汁造巖、造礦,是巖石、礦床的重要成因;幔汁輻射還是地震、特大霧霾、臺風(fēng)轉(zhuǎn)向、特大暴雨,乃至森林大火的重要原因。以幔汁輻射為統(tǒng)綱,不僅可以建立起大地構(gòu)造、巖石學(xué)、礦床學(xué)的內(nèi)在聯(lián)系,還可以將長期以來互不交通的地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、地震學(xué)、災(zāi)害學(xué)、環(huán)境學(xué)、地球物理學(xué)等領(lǐng)域溝通起來,形成一套真正完整的地球科學(xué)知識體系。
我們目前面臨的現(xiàn)狀是,新理論體系雖然已經(jīng)建立起來了,但仍只有少數(shù)處于科研前沿的同行才了解。大多數(shù)高等院校的學(xué)者,還不了解或者說只是部分了解新理論。舊的地球科學(xué)理論仍占據(jù)主導(dǎo)地位,正在復(fù)制著一批又一批的本科生、研究生。這些青年人從一入學(xué)起,被灌輸?shù)木褪顷惻f的、錯誤的固體地球觀。這種觀念將影響他們未來十幾年或者終生。在這種觀念影響下,他們的科學(xué)研究工作也會誤入迷途。他們也將和筆者一樣,花數(shù)十年的時間,才能擺脫舊觀念的束縛。為了避免這種現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生下去,我們編寫了本專題,向廣大同行和青年學(xué)者,介紹新的整體性的流體地球科學(xué)的基本原理。作為一種全新的科學(xué)觀指導(dǎo)下的理論,其知識表達方式與現(xiàn)有地球科學(xué)知識體系有很大不同,以幔汁輻射理論為統(tǒng)綱,簡明扼要地介紹了幔汁的由來、成分及作用,提供了支持這些觀點的實驗觀察證據(jù)(而不是按現(xiàn)有的地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)的專業(yè)領(lǐng)域表達知識),這樣才能凸顯出新地球科學(xué)內(nèi)在的統(tǒng)一性、整體性。
但對于已經(jīng)習(xí)慣于現(xiàn)有知識體系的讀者來說,這種表達方式和他們舊的習(xí)慣相捍格,一時不好入門。所以,本篇文章,按現(xiàn)有的學(xué)科分類,逐一闡明新理論將引起的重要變革。
我們并不是完全排斥現(xiàn)有的地球科學(xué)專業(yè)劃分模式。按照新的流體地球科學(xué)原理,仍然可以按地質(zhì)構(gòu)造學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)等專業(yè)來傳授知識。但是,所不同的是,各門專業(yè)知識其背后都有幔汁輻射這個總原理、這個統(tǒng)綱在起作用,每門專業(yè)知識就不再是分散的、零亂的、局部觀測結(jié)果的雜拼,而是對一個統(tǒng)一的地球來自不同角度的更深入的認識。
在新的流體地球科學(xué)原理的指導(dǎo)下,未米地球科學(xué)知識的構(gòu)建方式也將發(fā)生深刻的變化。當一批又一批的年青人從開始時就接受到新的理論洗禮的話,他們自然會創(chuàng)造出許多新的知識構(gòu)建方式。
3.當代地球科學(xué)主要領(lǐng)域存在的問題及變革方向①
當代地球科學(xué)知識是個龐大的體系,由數(shù)不清的研究文獻構(gòu)成。比較典型的代表是各個專業(yè)領(lǐng)域的大學(xué)教科書。他們是新進入這個領(lǐng)域的年青人最先接受到的知識讀本,而其打下的知識框架,將會影響這些人的一生。從知識形態(tài)上講,這些教科書也是較簡明、系統(tǒng)地表達舊的地球科學(xué)觀的文本。所以,我們將其視為具體的批判對象?,F(xiàn)在出版的任何一種地球科學(xué)的各專業(yè)領(lǐng)域的教科書,無論是多么新近出版的,都是在舊的固體地球觀指導(dǎo)下編寫的,足以反映舊的觀念。限于篇幅,恕不一一列舉具體書目,只是提示讀者,下文中提出的各種問題,所批評的知識對象,大部分都存在于這些教科書中。
系統(tǒng)地改寫現(xiàn)存的地球科學(xué)各專業(yè)領(lǐng)域的教科書,是項龐大的工作,有待于各領(lǐng)域的學(xué)者(特別是年輕學(xué)者)共同完成,也非這篇簡短的文章所能盡述。這里,筆者只是將于2006年就提出的《對西方當代地球科學(xué)理論的懷疑與新見(84個問題)》按大致的學(xué)科,重新列舉如下。這些問題已足以動搖現(xiàn)有的各學(xué)科知識的基礎(chǔ),在提出這些問題的同時,有些地方也點出了解決問題的方向(總的原則是以“幔汁輻射理論”作為解決問題的總綱)。
1.當代大地構(gòu)造學(xué)(含地質(zhì)構(gòu)造學(xué))中存在的理論缺陷
1.板塊理論。
板塊說除了可以被接受的事實材料以外,值得認真加以重新審鑒、重新識別的還有多處。就筆者膚淺所見,歸納起來(其中也包括眾多前人觀點)可以列舉如下:
(1)“五個缺證”:
①證明不了俯沖帶的普遍存在。
②證明不了地幔對流。
③證明不了存在Plume、Hot spots。
④證明不了存在只是物理性質(zhì)意義上產(chǎn)生巖漿作用的純熱流(實際上是載熱、生熱的物質(zhì)流體)。
⑤證明不了存在殼幔循環(huán)。
(2)“四個矛盾”:
①大洋底不全是玄武巖,存在大量中酸性巖漿巖。
②洋底中發(fā)現(xiàn)大片殘留沉沒的古陸。
③晚第三紀以后的青藏急速隆升不再是印度板塊的俯沖擠壓。
④洋殼俯沖擠壓不可能導(dǎo)致弧后拉張。中國大陸東部不是弧后拉張。
(3)“五個無力”:
①無力回答板塊運動驅(qū)動因素究竟何在,它只闡明了形態(tài)學(xué)、運動學(xué)問題,沒有回答機理學(xué)、動因?qū)W問題。
②無力回答中生代以前的海洋、大陸演化歷史。
③無力解釋大陸地質(zhì)。
④無力回答巖漿作用、熱液作用、變質(zhì)作用及成礦作用的化學(xué)原理。
⑤無力把水圈、氣圈、巖石圈相互作用以及無力把氣象、海洋、地震、火山、厄爾尼諾、森林區(qū)域性大火等自然災(zāi)害聯(lián)系為一個整體地球科學(xué)。
(4)“八個疏漏”:
①忽視地幔流體的重大地球動因?qū)W功能。
②忽視對Mantle Plume的化學(xué)組成破解。
③忽視上地幔軟流層、底辟體及地殼低速帶的成因。沒有潰變概念。
④忽視裂谷作用。
⑤忽視重垂直運動。
⑥忽視地殼、地幔運動的多幕性、久遠性,歷史觀點薄弱。
⑦忽視陸沉區(qū)。環(huán)太平洋兩岸的構(gòu)造、巖漿、成礦的對比是一種誤導(dǎo),兩邊差異很人,也不可比。
⑧地球動力學(xué)只在力、熱兩個范疇中求解并未能走出理論困境,僅僅考慮這兩個因素(當然,它們都很重要,是不可少的重要條件)是不夠的。深部流體這一參數(shù)的引入,將會使地球動力學(xué)方程演算重新起灶。
2.顫動構(gòu)造(Meyerhoff父子)理論,是對板塊學(xué)說一個徹底的批判,有重要歷史價值。但它忽視地幔流體的重要性。
3.拆離(伸展)構(gòu)造,是大陸構(gòu)造的重要新進展,理論躍進。但缺乏與地球物理密切聯(lián)系。尤其是忽視地幔流體的參與,忽視拆離和伸展起源于幔殼的潰變體上隆,尚未脫離固體地球觀的窠臼。拆沉之說不妥,下地殼輕,在上地幔軟流體中沉不下去。
4.在大陸構(gòu)造研究上許多古海溝、俯沖的恢復(fù)都很牽強,硬套板塊思路。尤其是把地球內(nèi)部流體看作俯沖帶下去的海底沉積物和水的循環(huán)是很成問題的。
5.在大地構(gòu)造研究上只考慮力、熱是不夠的。普遍是忽視幔殼的潰變(由幔汁滲入引起)。最初的板塊動力來自何方?一直是謎。至于構(gòu)造摩擦熱也經(jīng)不起推敲,摩擦熱很有限。很多強摩擦的剪切帶上并不見巖漿。
現(xiàn)在的大地構(gòu)造只考慮地殼是太淺了。一定要和上地幔軟流體的活動相聯(lián)系。凡是只限于注意地殼中的力熱影響難以有重大的理論突破。至于把熱歸之于地球內(nèi)部放射性熱,也與事實不符。地幔中U、Th、K含量極低,不可能造成熔融。地幔從來沒有全部熔融過,這是常識。大地構(gòu)造研究不可缺少對巖漿活動規(guī)律研究這一重要內(nèi)容,而巖漿活動本身就表明不光是力熱的因素。大地構(gòu)造是地幔流體參與下幔殼潰變運動的產(chǎn)物。
6.大地構(gòu)造只注意研究巖片、巖塊的形變、位移、碰撞、分裂而忽略物質(zhì)成分研究,不利于深刻規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。運動學(xué)不等于動因?qū)W。
現(xiàn)在的大地構(gòu)造研究還遠遠上升不到地球動力學(xué)的認識高度。不是實際資料不夠,實際上世界各地地質(zhì)研究和各種探測結(jié)果已經(jīng)相當豐富。不必等待國外同行,中國人為什么不能提出新理論?
7.地幔柱理論是空洞的,只靠用有機樹脂做的人工加熱實驗與自然界相差甚遠。地球是硅酸鹽固體,有巨人的粘滯性及內(nèi)摩擦。另外地球內(nèi)部不存在類似筒狀、羽狀熱柱。半個多世紀了,連是什么化學(xué)成分都沒有解答。我們的研究證明,這是幔汁噴流。
8.熱點說也有類似重要缺陷。事實證明不存在脫離物質(zhì)的單純熱性。熱流的載體究竟是什么?至今未給解釋。試問光是熱流怎么有時出現(xiàn)巖漿,有時出現(xiàn)熱液,有的生成油、氣?為什么還有低溫巖漿(NaCO3熔漿才550℃)?金伯利巖為什么沒有巖漿?金剛石為什么沒有被熱流燒掉?……全球劃分出來60多個熱點區(qū)完全可以用幔汁噴流區(qū)來代替。須知,當初提出Plume、Hot Spot的學(xué)者都是搞物理的,缺少地球化學(xué)知識,居然把地球只看成是單一物理體。然而地球是物質(zhì)的,物性不可能脫離物質(zhì)。
9.地幔對流說又是一個理論誤區(qū)。此說也是搞物理的人士提出的。他們(尤其是西方學(xué)者分科太窄太偏)不知道地球的地質(zhì)研究成果。例如無論是地幔還是地殼都已經(jīng)分出好多層,表明沒有地幔對流,雙層對流也缺乏依據(jù)。再說,對流的推動因素是什么?如果是熱,豈不又陷于幔柱、熱點的上述理論陷阱之中?地幔對流熱物質(zhì)上升,為什么冷的一半又能下降到深部?理論的虛構(gòu)性之強,稍有頭腦者不可能信以為真。洋殼重可以俯沖,大陸殼輕,不可能產(chǎn)生俯沖。
10.大地構(gòu)造的板塊理論把板塊越分越小。原來地球只劃分了6片,后來劃出了幾百片。實際與昔日稱為“陸塊”含義重復(fù)。當然,板塊一詞今后可以沿用,但板塊構(gòu)造理論在大陸上是失效的,登不了陸。2002年美國構(gòu)造學(xué)家發(fā)表白皮書正式承認了這一缺點。他們現(xiàn)在提出“流變”是更重要的構(gòu)造理論。
11.一旦把大地構(gòu)造基本概念轉(zhuǎn)向“幔殼流變”,就等于宣告統(tǒng)治地球科學(xué)幾百年的固體地球觀的壽命終結(jié)。我們20多年前即提出了應(yīng)該代之以“流體地球觀”(強調(diào)地質(zhì)運動主要動因源自類似病毒的幔汁潰變效應(yīng),而固體則是被動的)。后來我們又提出“氣體地球動力學(xué)”和“幔汁輻射”為地球動力學(xué)的基本內(nèi)因。
12.人們往往重視大量因子。其實它們并不重要。真正觸發(fā)動蕩的是小量超臨界因子。大最因子是保持平衡的條件。但當環(huán)境變化到穩(wěn)定將要被破壞的臨界點時,此時只需要疊加上一個小量因子,即可觸發(fā)事件的發(fā)生。近期我們對地幔流體的研究證明,地球內(nèi)部最具決定性的促變因子是由地核向外輻射的H、H2流(氫流),是它造成了地幔流體(幔汁)。幔汁由氫型幔汁向上穿透下中地幔到上地幔后變成富Na、K的堿性幔汁;然后再向上進入地殼后轉(zhuǎn)為氧型幔汁。這類幔汁只要有0.n%(體積)即可使原來為穩(wěn)定固體的幔殼發(fā)生幾千萬、幾億km3大規(guī)模潰變、腫脹。最近全球的GPS定位測量證明,南半球在膨脹,北半球在收縮。這是用地幔柱、熱點、地幔對流三大舊有理論無力解釋的。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)不僅幔汁是地球膨脹之因,我們還發(fā)現(xiàn)上地幔的8個潰變具體標志。前述的“流變”就是其中之一。早在1990年我們即發(fā)現(xiàn)地幔的應(yīng)變速率及有效粘滯度會隨幔汁的滲入、斷鍵、弱化、致熔而大大加快和變小?,F(xiàn)已被眾多新進展所證實。
13.今后的大地構(gòu)造研究應(yīng)向深入研究幔殼潰變軟流運動過渡。著重研究遍及全國及全球種種地球物理精密測量的各地區(qū)深部存在的種種狀態(tài)的低速體、軟流體。這里才是重要的地球內(nèi)動因信息庫。過去幾十年的大地構(gòu)造只注意地殼運動,下一步最好把注意力集中到上地幔的軟流潰變運動。
14.現(xiàn)在人們已經(jīng)注意到地幔隆起,往往把成巖、成礦和構(gòu)造活動與此地幔隆起掛鉤。但是要小心,因為:
(1)地幔隆起已經(jīng)不是活著的低速體、軟流體,恰恰是已經(jīng)“死”了的過去任何地質(zhì)時代的低速體、軟流體。
(2)地幔隆起已經(jīng)不再具備地球內(nèi)動因效應(yīng)。它早已冷卻、固結(jié),其中的地幔流體早已向上消散。而且時間也難以確定,很可能是海西期、加里東期或更老的。越老聯(lián)系起來越渺茫。
(3)當代地球物理所測得的結(jié)果只能適用于分析近期地質(zhì)活動,頂多上推到晚第三紀。再往早推就會更加多解。因為盆地沉降中心老在游移就是一證。
15.盆地之下的低速軟流體總是不斷遷移。盆地是許多油、氣、煤、鈾、多金屬等的聚寶盆。至今盆地研究滿足于層析地層學(xué)。熱了一陣子,現(xiàn)在又涼了。那種精細工作太繁瑣,只能小區(qū)域精雕細刻,不可能也沒有必要整個盆地實施。另外,盆地的分類只注意大地構(gòu)造分類,只是把盆地當成破盆,忽略許多物質(zhì)成分成礦的地球化學(xué)。實際上存在“盆地礦套”的新認識。盆地至少有以下屬性:①破盆;②水盆;③氣盆;④煤盆;⑤油盆;⑥鹽盆;⑦堿盆;⑧酸盆;⑨熱盆;⑩鈾盆;(11)沙漠盆。
16.拉張盆地里的所謂巖漿巖,除玄武-安山巖之外所謂的流紋斑巖、粗面巖等侵入巖實際上是地層或玄武巖的切層熱液硅堿交代巖。
17.大地構(gòu)造的動力只考慮到一個板塊沖撞另一個板塊,這只是第一步。除運動學(xué)、形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究外,尚需考慮地球的三大動力來源:①重力;②自轉(zhuǎn)速度變化;③天體作用力(地球固體潮和幔汁潮以及磁影響)。重力在決定水平運動上的重大作用長期被人忽視,好像重力只影響垂直運動。其實不然,應(yīng)該看到潰變體上隆必然會產(chǎn)生頂界面的斜坡(只要有1/1000斜度即可)。由于潰變體己經(jīng)不再產(chǎn)生摩擦阻力,斜坡面之上的巖石圈必然產(chǎn)生重力滑動的水平位移,造成裂谷開裂及大陸漂移。如有另一板塊擋路,于是發(fā)生碰撞。
2.當代巖石學(xué)中存在的問題
巖漿作用中的錯誤結(jié)論
1.花崗巖漿分異出熱液。熱液主體不可能來自巖漿分異而是來自幔汁。
2.酸性小巖體不是巖漿后期補充侵入,它們是高溫幔汁硅堿交代體。
3.巖漿分異鮑溫序列②與自然現(xiàn)象有矛盾。
4.結(jié)晶分異是老概念,早已過時?;猿詭r漿也不例外。
5.巖漿是受熱而熔融的理論不符合事實,熔融不是單純的加熱,必須有流體參與。
6.巖漿一交代之爭是不必要的,這不是非此即彼的二元簡單對立。
7.花崗巖體晚期Na轉(zhuǎn)折是表面看問題。不是鈉轉(zhuǎn)折而是高溫鈉交代。自變質(zhì)實際上也是堿交代。
8.花崗巖的磁鐵礦型、鈦鐵礦型分類的荒唐。
9.花崗巖成因分類的繁瑣。長期陷于無謂的成因激烈之爭。另外把富硅巖稱為酸性巖不妥,酸不等于硅。
10.巖漿巖巖石學(xué)分類的截然劃分,有非此即彼之嫌,忽視中間過渡。
11.玄武巖漿的低比例熔融的認識欠妥。雙峰巖不是巖漿巖,是玄武巖的硅堿交代巖。
12.橄攬石一斜方輝石一單斜輝石的難融程度遞減順序的實驗結(jié)果與自然實際不完全相符。
13.堿性巖定名的神秘化,其中一系列的礦物奇怪命名復(fù)雜、晦澀,沒抓住要領(lǐng)。
14.實驗巖石學(xué)中不考慮地幔流體是嚴重的理論缺陷。巖漿是氣成的。
15.把超基性巖當作始祖性巖漿值得懷疑。
16.金伯利巖被歸為巖漿巖類是個問題。它不是巖漿巖,是氣礫巖、氣砂巖。
17.油氣盆地中的所謂流紋巖、粗面巖實際上是砂頁巖或玄武巖的硅堿交代巖,不是巖漿巖。
18.爆破角礫巖定為巖漿巖不妥,它是熱液巖。
19.斑巖有的是巖漿巖,有的是高溫熱液交代巖。
20.綠巖系成因認識的混亂,研究表明它是MAS③過程產(chǎn)物。
21.蛇綠巖套中硅巖成因說成是有孔蟲沉積,不妥。
22.云英閃長巖、煌斑巖等成因解釋的混亂。
23.巖漿礦床并不是巖漿造礦,只不過是熱液在巖漿介質(zhì)中交代作用的金屬富集。這種熱液實際上是幔汁。
24.曾熱鬧了一陣子的花崗巖體地層層序單元填圖現(xiàn)在早己經(jīng)涼了。
3.變質(zhì)作用中的理論缺陷
1.變質(zhì)作用只注意PTt(P壓力,T溫度,t時間)是有缺陷的,流體參與不能忽視。
2.變質(zhì)巖的巖性恢復(fù)還原法很不完善,只注重單巖性恢復(fù)是不夠的。沒有認識出來古老的變質(zhì)了的古老碳硅泥巖系。研究證明碳硅泥巖系乃是晚太古、整個的元古界最重要的沉積巖系,而且是一系列大型Fe、Zn、Cu、U、Au等層控礦床的賦礦圍巖??走_(茲)巖系沒有新意,實際上就是變質(zhì)了的碳硅泥巖系。埃達克巖也只是一個新名詞,沒有多深含義。
3.層控礦床是個陳舊的老概念,早已過時。
4.“退變質(zhì)”的概念是一個誤判。它就是一般的熱液作用疊加,和早期變質(zhì)作用無關(guān)。
5.“灰色片麻巖”的神秘化。實際上就是變質(zhì)了的碎屑沉積巖系。
6.變質(zhì)巖只注意變質(zhì)忽視變形和構(gòu)造;同樣,構(gòu)造學(xué)又只注意形變忽略質(zhì)變,都是西方割裂型思維。二者同時俱在,不可分開研究。
7.變質(zhì)巖研究受巖漿萬能論影響至深,把本來是交代巖全部還原為巖漿巖。變質(zhì)巖原巖恢復(fù)也很少有熱液蝕變巖、構(gòu)造巖的恢復(fù),很不妥。
8.“正變質(zhì)”“副變質(zhì)”的劃分太粗。有西方非此即彼的思維缺陷(“正”是指原巖為巖漿巖;“副”則指沉積巖系)。這種二分法必然把蝕變巖、構(gòu)造巖開除在外。
9.變質(zhì)作用絕非封閉體系,也非等化學(xué)相變。把變質(zhì)巖的變質(zhì)級別分為麻粒巖相綠片巖相,是只考慮溫壓忽略流體作用,不完全符合自然實際?;旌蠋r系又該放在何處?
10.把偉晶巖歸于巖漿巖不合適,歸于巖漿后氣成也有問題。偉晶巖實乃碳硅泥巖系地層或巖體頂蓋相在幔汁參與下的變質(zhì)分相(淺色體)產(chǎn)物。它與巖漿作用可以無關(guān)。
4.當代礦床學(xué)(成礦學(xué))存在的錯誤認識
1.熱液不是從酸性階段開始,它是從強堿性階段開始的。
2.熱液中H2O的來源分析不妥,H2O主要是深部H2、CH4氧化。地層水的作用被夸大。
3.H、O同位素模式圖④害人不淺,應(yīng)當徹底拋棄。
4.熱液成礦早期巖漿水到晚期大氣降水參與的結(jié)論公式化,也應(yīng)當放棄。
5.自然界不存在獨立的內(nèi)生低溫熱液作用,在其前和深部肯定還有高溫、中溫階段。
6.超大型礦床的提出是一個理論誤導(dǎo),是主觀想象;研究后的結(jié)論和研究前差不多,并無新意。
7.低溫熱液礦床實乃高溫幔汁的最遠一端而已。成礦作用怎么能歸結(jié)為簡單的溫度問題?
8.熱液蝕變礦物定名異常混亂。這“化”、那“化”之間到底是什么關(guān)系?
9.熱液礦床成因分析是當今礦床學(xué)中弄得最混亂的一個領(lǐng)地,典型的一頭霧水,胡亂解釋,極不嚴格。
10.熱液成礦只對礦體本身精細解剖不可能得出完整的成礦規(guī)律認識。成礦時的溫度,壓力,包裹體成分,pH值,含鹽度,O、C、S、D同位素分析,稀土分量模式等數(shù)據(jù)成了公式和八股。它們只是一些成礦條件,有的僅僅是些標志,不能看作成因。成因主要回答礦源、遷移、富集過程和機理。
11.把熱液成礦按元素劃分是找礦事業(yè)的需要,但在理論研究上對了解熱液成礦總體規(guī)律很有害。西方思維方式是熱衷于分類,而且分類太細、太死。我們還需要歸類、合并。不可能一個元素礦床一個熱液成因。
12.熱液成礦中的礦源問題的無端神秘化和胡亂推測。礦源基本上是來自堿交代作用對巖石中分散礦質(zhì)的交代、帶出。熱液成礦忽略礦根相的堿交代研究,是一大理論疏漏。
13.熱液中的石英長期不被人關(guān)注。實際上它是熱液成礦、找礦非常值得剖析的信息庫。我們稱之為“硅謎”。
14.熱液研究奇怪的是只注意水(H2O),這是一大偏見。普遍忽視堿(Na、K)。我們稱之為“堿盲”(很多深妙的成礦機密恰好蘊于此中)。
15.奇怪的是石油、天然氣居然從熱液礦床這一大類完全劃了出去。說生物成礦,至今疑點重重?,F(xiàn)代新進展證明石油、天然氣也是熱液作用成礦,是幔汁上涌的減壓降溫相變產(chǎn)物。
16.生物成礦是少數(shù)個例。一有有機質(zhì)就說是生物遺體,這是一種非理性的臆斷。新進展表明黑色巖系地層中碳主體是深源無機碳噴流。
17.當前把熱液作用成礦只歸結(jié)于“熱水沉積”“海底煙囪、Sedex⑤”,結(jié)論太膚淺。至于水巖(玄武巖)反應(yīng)和海水下降受熱又上升,均是臆想,和實際不符。
18.鈾必須呈U6+遷移,只有還原才能成礦的認識是片面的。U4+也可以遷移,不發(fā)生還原只要酸化也成礦。
19.砂巖型鈾礦的氧化還原理論有很大缺陷。沉淀U的不是什么植物殘屑、黃鐵礦、粘土礦,主要是天然氣(H2、CO、CH4)的還原和酸化。石油對地層U起重要的預(yù)富集作用。砂巖型U是表生條件下的常溫堿交代作用機制。干旱區(qū)地下水是堿性水。
20.國外沒有“碳硅泥巖型鈾礦”一說。這是中國人的發(fā)現(xiàn)。元古界碳硅泥巖系是巨大的鈾庫,是澳加不整合脈型鈾礦的理想基底。
21.許多金屬礦床由于缺少測齡條件不知何為“礦巖時差”。根據(jù)礦床緊靠小巖體就認為是巖漿分異成礦的認識不妥。
22.許多研究者不知道堿交代作用以及成礦的重大價值。熱液堿交代作用地球化學(xué)原理至少有22條基本規(guī)律。這22條實際上就是22個問題(現(xiàn)在歸在一起只算一個問題)。
23.國際上也不是不注意流體的重要性,但概念狹窄,只提及地下水、變質(zhì)水、熱液、油氣、巖漿。其實這只不過是地殼流體,很淺。更重要的是應(yīng)特別研究地幔流體,尤其是其中的H2,堿金屬Na、K和烴類。
5.應(yīng)建立新的“自然災(zāi)害學(xué)”
1.現(xiàn)在在國際上還沒有形成“自然災(zāi)害學(xué)”的獨立學(xué)科分支。而在中國已經(jīng)把自然災(zāi)害預(yù)測及成因合在一起,架起一個自然災(zāi)害學(xué)的框架。
2.很明顯,迄今為止國際上是把自然災(zāi)害人為割裂成不同災(zāi)種、不同學(xué)科、不同管理職能部門,例如:
(1)地震單獨分出,有地震專業(yè)、地震研究機構(gòu)、地震預(yù)測預(yù)報機構(gòu)以及專門刊物,好像它是一個獨立的地質(zhì)作用。故此研究必然導(dǎo)致地震不能預(yù)測的錯誤理論。另外地震預(yù)警不是地表預(yù)測。
(2)海嘯、厄爾尼諾、濤動、冷洋、冰封等則歸于海洋學(xué)科,由海洋部門的海洋專業(yè)研究,好像與其他分支學(xué)科無關(guān)。然而這種孤立考察問題造成許多認識困惑。
(3)區(qū)域干早、熱災(zāi)、森林草原大火、沙漠化、沙塵暴、霧霾、臺風(fēng)拐向、特大暴雨、冷災(zāi)、暴雪、氣候變暖、溫室效應(yīng)等,統(tǒng)歸氣象部門,并認為這些災(zāi)害只是大氣環(huán)流異常,只局限于大氣圈的研究,與其他分支學(xué)科無關(guān)。而且不恰當?shù)靥貏e強調(diào)和地質(zhì)作用無關(guān),強調(diào)氣象學(xué)研究的是百年尺度以內(nèi)的事件,而地質(zhì)作用動輒以百萬年(Ma)為單位,故在上述災(zāi)害成因上對后者可以忽略不計。地球是由巖石組成的固體地球,對大氣災(zāi)害不產(chǎn)生影響。這些立論全部欠妥,須重新認識。我們的研究證明以上結(jié)論都是不恰當?shù)摹5厍蚺艢鈱庀鬄?zāi)害有決定性的影響,強大的地球排氣可以產(chǎn)生13種災(zāi)害效應(yīng),不考慮將會遇到很大的理論困惑。另外,前已述及地球排氣天天時時在不均勻進行,怎么說是Ma尺度?我們已經(jīng)有了多年衛(wèi)星熱紅外、水汽、CO排放等監(jiān)測資料及圖像作證。
(4)近代新進展證明災(zāi)害鏈的存在,一種災(zāi)害(例如巨震)往往會引發(fā)氣象上的大洪災(zāi)害,反過來大旱又可繼之大震。地質(zhì)災(zāi)害管的是:①滑坡;②泥石流;⑧地陷等。地質(zhì)災(zāi)害實際上不只是這幾種。整個的大地構(gòu)造本身就是規(guī)模最大的自然災(zāi)害。近北極的許多國家天天是凍害、嚴寒、雪災(zāi)、冰災(zāi);非洲大陸年年處于極旱狀態(tài),如果漂移到歐洲,也同樣是綠草茵茵。我國的西北幾十萬年之久的旱災(zāi)、缺水、荒涼等,這都決定于海陸分布不合理。
3.上述重大自然災(zāi)害的分類和歸屬是不合理的。我們的研究表明它們是共同的成因只是表現(xiàn)不同而已。這個共同的成因是——地球排氣作用。上述各種重大自然災(zāi)害具有一個共同的成因而且是地球排氣作用這一結(jié)論,應(yīng)當實事求是地講,是西方地球科學(xué)中從來沒有過的見解。這是一個既有重大理論意義又有重大預(yù)測預(yù)防實踐意義的結(jié)論。
4.地震的成因除了傳統(tǒng)主流理論所說,外加應(yīng)力超過巖塊強度導(dǎo)致斷裂而發(fā)生地震以外也有氣裂、氣脹致震成因。我們認為地震是在地應(yīng)力作用下地球排氣中的氫原子(H)、氦原子(He)及氫分子這自然界三大破裂能手在地下巖塊的閉鎖部位通過氣裂、氣脹使巖塊斷裂造成的。這已經(jīng)被衛(wèi)星熱紅外多年數(shù)萬張監(jiān)測圖像所證明。
5.森林草原大火,絕不只是林業(yè)部門的事。據(jù)我們研究,乃是地球排氣中的可燃氣體(H2、CO、CH4系列等)沿深斷裂上涌滲入林區(qū)腐殖層積聚到臨燃濃度(大約5%~6%體積),稍有火星(包括靜電火花)即可同時多處起火。森林大火只用天氣太熱、太旱、雷擊、人為火種蔓延等解釋是不妥的,都未能接觸到問題的實質(zhì)。
6.沙漠成因也不應(yīng)只歸諉于遠離海洋的大陸氣候。這不是主要原因。西伯利亞更深入大陸但森林千里;很多沙漠就在海邊,也是矛盾。我們的研究表明,沙漠區(qū)均為強烈地球排氣區(qū)。深部氣流溫度很高(500~1000℃)載熱上來使地下溫度升高不保墑,到了大氣中又使大氣增溫使過路云流不能冷凝降雨長期干旱。再加上盆地發(fā)育第四系黃土、第三系白堊系大量砂巖、頁巖,風(fēng)化出沙子供應(yīng)無窮。另外旱災(zāi)成因也是地球排氣強化使大氣長期升溫不易降雨所致。
7.區(qū)域性大水、洪災(zāi)一片汪洋,極為可怕。起因在于特大暴雨,降水量遠遠大于泄水量成災(zāi)。多年來特大暴雨被認為是純粹氣象學(xué)問題。眾所周知,迄今為止特大暴雨的預(yù)測及成因均屬世界性難題。其實之所以難,是難在把特大暴雨看成單純的氣象學(xué)問題。我們認為主要決定于災(zāi)區(qū)地球自然排氣強度加大,氣溫升高,大氣改為垂直運動,云層立起厚度加大,降水量幾倍地增大,故成特大暴雨。后來我們專門去人到長江4個地段現(xiàn)場氣體測量,證實長江裂谷是排氣谷,沿江H2、CO、CH4等的確強烈噴氣。
8.臺風(fēng)突拐是造成1975年河南大水的主要原因。突拐的原因是南洋盆地、周口盆地強烈噴氣,氣流使大氣升溫,造成減壓區(qū),吸引臺風(fēng),在駐馬店地區(qū)與南下冷空氣相遇,集中強降大雨,堤壩被沖垮發(fā)生大水。三國演義的火燒新野及水淹七軍同樣也是發(fā)生在南陽盆地南北。南陽盆地和周口盆地都有油氣田也證明向上排氣。
9.特別值得指出,凡是油氣田都有長年油氣泄露。奇特的是油氣田開發(fā)之后地震就減少,級別降低。世界各大油氣田(包括我國)都有此規(guī)律。這從另外一方面證實了許多地震是地球排氣造成的。
10.許多海難、空難也是地球突然排氣加強造成的惡果。例如百慕大、英國北海巫婆洞、我國的渤海灣。1998年我們即撰文呼吁要注意渤海,沒人理解。結(jié)果是2002、2003、2004、2005年接二連三在渤海發(fā)生輪船失火沉船事故。如不注意,今后還會發(fā)生。
4.建立全新的地球科學(xué)在實踐上的重要意義
新地球科學(xué)的建立,不僅意味著理論上的刷新,也將在實踐中產(chǎn)生重大效益和重大變化,本文只列舉兩個方向。
1.解決我國面臨的日益緊迫的能源和環(huán)境問題
眾所周知,包括我國在內(nèi)的各國環(huán)境日趨惡化(干旱、洪澇、沙塵暴、沙漠化、森林大火等)及能源緊缺(特別是油氣)早已向固體地球觀提出了嚴峻的懷疑和挑戰(zhàn)。特別是能源危機,在我國隨著國民經(jīng)濟迅猛發(fā)展,石油、天然氣的需求缺口越來越大,能源對國外進口的依賴性和不安全性日趨嚴重。在此情況下我們?nèi)绻匀粓猿止腆w地球科學(xué)觀,把地球只看成由單一固體巖石組成,那么今后在上地殼的油氣采光(更確切地說可用儲量枯竭)之后就再也沒有新的希望。若干年后我國每年將會有3億噸石油及當量天然氣的缺口,即使其他同家能保證及時供給,外匯支出也是很大的負擔。國際局勢動蕩,石油價格上漲,會嚴重制約我國經(jīng)濟的高速發(fā)展。能源問題對我們真的是生命攸關(guān)。
幸好,我們發(fā)現(xiàn)在中地殼(地下10~20千米)還有一大層規(guī)模更大的充氣圈有可能通過深鉆開發(fā)。初步估計,僅渤海灣深部(地下10千米)就有可能發(fā)現(xiàn)300億噸石油當量的天然氣(約30萬億立方米)。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),在其他地區(qū)舉凡地下地球物理低速高導(dǎo)體都有可能打出工業(yè)氣流。低速體正是理想屏蔽條件下的充氣體、氣儲。下面的壓力很大,氣儲量比上地殼大得不可比擬,完全可以自噴,開采條件遠遠優(yōu)于現(xiàn)在的上地殼油氣開發(fā)。
深鉆技術(shù)(10千米級深鉆)早已在前蘇聯(lián)科拉半島上過關(guān)(終孔深度12.6千米)。但遺憾的是,他們當初打的對象是古老的穩(wěn)定地盾,屬于最不活動區(qū),故有氣但無工業(yè)氣流。另外德國KTB深鉆(九千多米深),打深鉆的目的是研究地殼結(jié)構(gòu),不是為了找天然氣,雖見氣流,但無工業(yè)意義。在瑞典,美國人Gold打的兩口深鉆倒是在古老花崗巖中打出了石油及CH4氣。但孔位選址不合適,那里是個隕擊坑,氣早逸失甚多,故因無工業(yè)氣流而告終。相信如果目標是專門來找油氣,而且孔位選址在地下發(fā)育低速高導(dǎo)體處開鉆,定會有驚世之果。
2.解決環(huán)境和重大自然災(zāi)害問題
眾所皆知,氣象災(zāi)害(如旱災(zāi)、熱災(zāi)、洪災(zāi)、特大暴雨、沙漠形成、區(qū)域性森林草原大火、臺風(fēng)突拐等),海洋災(zāi)害(厄爾尼諾、海底風(fēng)暴、海嘯等)的成因及預(yù)測世界性難題的解決,看來只是從大氣圈、海洋圈封閉系統(tǒng)的內(nèi)部運動研究可能是不夠的。至今為止,氣象學(xué)、海洋學(xué)把地球視為純粹的固體,其中不會有強大的氣流??墒且坏┌l(fā)現(xiàn)地球確實還含有巨量的高壓下的壓縮氣體(比大氣圈多數(shù)百倍),強烈的向上噴流(筆者形象地稱之為地球哮喘)而且對氣象、海洋、地震災(zāi)害的形成有重大影響,問題就要重新考慮了。我們近些年來的研究表明,在地球內(nèi)部還存在至少四個巨大的充氣圈而且越深氣體越多。地球內(nèi)部的四個充氣圈自淺向深順次是:①上地殼充氣圈(即現(xiàn)在人類開采的油、氣、煤層氣、固相水合甲烷、鹵水氣、地下水中氣等);②中地殼充氣圈(即現(xiàn)代地球物理測出的低速、高導(dǎo)、低密度、高熱流體,深度10~20千米),此中充滿了高壓氣體(數(shù)千大氣壓),淺層地震與其密切相關(guān),震源多出現(xiàn)于該充氣圈頂部;③上地幔充氣圈,深度更大(40~80千米),它也就是地球物理測出的軟流體、低速體,中深地震與其有緊密聯(lián)系,此圈中充滿了壓力更大(數(shù)萬大氣壓)的氣體,我們已經(jīng)在地幔巖捕虜體極為密集的氣液包裹體中發(fā)現(xiàn)地球深部氣體的遺跡并做了許多工作;④外地核充氣圈,壓力更大,數(shù)百萬大氣壓,是溶解于液態(tài)Fe中的強大氫氣流。前已述及,地球內(nèi)部(特別是深于上地殼)的流體均呈超臨界態(tài)存在,既不是水液,也不是巖漿,而是高壓縮高密度的極強還原性氣體(例如:H2、CO、CH4,和地表上的大氣成分截然不同)。地球排氣作用(degassing,outgassing)和哮喘就是在強大的溫度差、壓力差、粘度差、密度差驅(qū)動下高壓氣體自發(fā)反重力不均勻的向上輻射噴流。這當然會對大氣、海洋、地震等災(zāi)害的孕育和發(fā)生產(chǎn)生不可忽視的影響(至于詳細的論證在此不贅)。值得強調(diào),上述認識并無否定氣象學(xué)、海洋學(xué)、地震學(xué)對天災(zāi)成因精深研究結(jié)果之意。只不過是說,今后是否再增加一個地球排氣因素的考慮。如果用氣象學(xué)的術(shù)語來說,那就是在“下墊面”之下再增加一個“外強迫項”。多年來氣象學(xué)、海洋學(xué)、地震學(xué)界同行也一再強調(diào),類似重大自然災(zāi)害成因的世界性難題亟須吸收多種相關(guān)領(lǐng)域研究者的參與。
在此順便指出,對于地球排氣作用的研究在前蘇聯(lián)已有相當廣泛、深入的成果問世。從1976年至今(指2006年)至少召開過四次全蘇(俄)“地球排氣”專題學(xué)術(shù)會議,上百名不同領(lǐng)域研究者進入了這一研究隊伍行列。地球排氣作用現(xiàn)在正成為現(xiàn)代地球科學(xué)中最重要、最有發(fā)展前景的前沿方向之一。近幾年筆者利用衛(wèi)星熱紅外圖像觀測,發(fā)現(xiàn)地球天天時時在不均勻地大規(guī)模強烈向外排氣,并有上萬張的實際圖像觀察為證。地球排氣作用的存在是有很多方面證明的,不僅得到地球科學(xué)研究的證實,而且還得到了現(xiàn)代衛(wèi)星遙測高新技術(shù)的全球觀測結(jié)果證實。不過,現(xiàn)在人們對此還疑信參半,但不久即將大白于世。我們要敏銳地察覺到這一點。
這里不妨把視野再放遠一些。筆者認為,今后通過有計劃的國土深鉆可以給地球人工放氣(正好同時又是可貴的能源和化工原料)來控制大氣氣溫進而改造氣候,消除干旱、沙漠化、沙塵暴、特大風(fēng)暴、森林草原區(qū)域性大火、熱災(zāi)、竟日不散的霾霧以及阻止重級地震的發(fā)生或降低其強度。所有這一切都不是不可能的。這方面的關(guān)鍵問題是要克服固體地球觀的概念束縛,朝側(cè)重研究地球內(nèi)部氣體的方向傾斜。不然,我們就不會去研究和試探。由于存在成見,偏見,認為上述種種設(shè)想不屑一顧,致使這條中同人很有可能獨創(chuàng)的金光大道長期不得開拓,等洋人這么做了,我們再來跟后。
5.研究地球科學(xué)的思維方法的重要性
科學(xué)研究成果一般體現(xiàn)在發(fā)表了多少文章,寫了多少報告,著了多少書。這是必不可少的評價基礎(chǔ)。但還需要再進一步,在科研征途上看看有哪些假說提出。這是又一類評價指標。不是假說也行,觀點、見解、難點也可以。這是成果精華的濃集點,幾個點一經(jīng)列出軌跡就很清晰。這里是筆者研究智慧學(xué)中摸索出來的一種研究方法,可稱之為觀點軌跡法?,F(xiàn)在提出來,供人家討論。一旦談自己也就難免顯得自賣自夸,但為了做學(xué)問,也顧不得他人這種可能的議論了。姑妄言之,姑妄聽之罷。
本人多半生以來大體提出過以下一些假說,圖示如下:
上述八個假說經(jīng)過幾十年國內(nèi)外有關(guān)學(xué)術(shù)研究進展證明基本上是屬實的,同意者、支持者、印證者越來越多(當然不同意者也許更多)。同意不一定證明就對,不同意也不一定證明就錯。關(guān)鍵決定于實踐。即使有許多問題實踐不了,也并非不能檢驗,可以采用多源信息聚焦法以確定結(jié)論的大體誤差范圍或正確程度。特別是地球科學(xué)很多問題無法實踐,但人們的認識仍然可以不斷接近真理,隨著資料的增多、概念的轉(zhuǎn)變和時間的推移,人們會不斷加以修正和增多屬實的部分。
從上述軌跡中可以得到做學(xué)問上的什么啟悟呢?現(xiàn)提出以下幾點:
1.要善于學(xué)習(xí),多瞧著點,多琢磨著點,百川匯海、有容乃大。學(xué)的要害是識貨。不識貨,怎么學(xué)?誰最會學(xué)習(xí),誰最得便宜。讓千萬人替自己長腦袋或者會借別人的腦袋是最大的妙招。任何一個發(fā)揚,必要條件是繼承;任何一個發(fā)揚,又決不能只限于繼承。一定要舍同求異,與眾不同。不要重新發(fā)明電燈泡。
2.在學(xué)術(shù)上要處處時時持懷疑態(tài)度,進行無頭銜思考。這樣就不會迷信權(quán)威、迷信洋人。中國人有的是聰明才智,奈何讓洋人牽著鼻子跑!
3.沒有知識、知識面不寬都不行,但更重要的是要不滿足于知識。知識豐富并不等于創(chuàng)造。知識本是他人智慧的產(chǎn)物,一旦傳遞給第二者就立即下降為知識,過一段時間后繼續(xù)下降為常識,最后為新知所取代。要知道,知識中有新有陳,有高有低,有正有謬。在科學(xué)研究中對知識不要迷信是必須具備的起碼素質(zhì)。只有對當代的知識、結(jié)論、理論不滿足,方才有創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)的可能。要有勇氣提出不同見解,不怕非議和反對。在學(xué)術(shù)界最要不得的是面子!
4.要善悟。悟可以稱之為六未:①視人之所未見;②思人之所未想;⑧從人之所未事;④謀人之所未計;⑤揭人之所未然;⑥創(chuàng)人之所未造。悟是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的靈魂。悟有許多悟法,現(xiàn)就個人膚淺心得列舉如下。
辨義思維(悟法之一):任何事物、知識、信息其中都有含義,要善于識辨其中的含義。這含義除了別人已經(jīng)闡釋的以外肯定還有別的。一定要把這個“別的”發(fā)現(xiàn)出來。
彌漫思維(悟法之二):任何事物都有具體的邊界與其它事物相區(qū)別。既要承認這些邊界,但不要讓它限制住。重要的是不承認它,可以自由任意出入,這才能做出大學(xué)問。無界論是大悟,靈悟通用,無物界,無事界,無業(yè)界。在任何領(lǐng)域中產(chǎn)生與發(fā)展出來的智慧和靈悟均可移植借鑒于其它領(lǐng)域之中。兵法、藝法、科法、技法……在靈悟上完全互通、互映、互含、互補。筆者在科學(xué)—哲學(xué)—文學(xué)之間實在看不出多少界限。這就大大擴張了思維翱翔、馳騁的空間。如果知識是海洋,靈悟則是太空。
振蕩思維(悟法之三):任何具體事物都可視為零層次,其上下還有許多層次?;钴S的思維會大幅度上下穿層次進行思維振蕩和大跨度串連,出大悟。
限定思維(悟法之四):任何具體事物既是實在、存在,同時又是被在,一定有外在環(huán)境制約著它才能存在。不要就事論事,要充分看出它們以外和后面還有什么。
非人思維(悟法之五):人們看問題總不知不覺以己之心去度物之腹。這在研究地球時往往會出大錯。不能拿人所熟悉的地表或淺部地質(zhì)現(xiàn)象和產(chǎn)物去想象地球深部。一般都說認識來源于感覺,可是如果人們的感覺極為有限則又將如何?筆者認為沒有直接感覺也有可能導(dǎo)致對那些地球深部超感覺的事物和規(guī)律有較為正確的認知。這就要靠悟,靠非人思維,用地球的尺度來研究地球。
轉(zhuǎn)換思維(悟法之六):概念妥否是人們認識事物正誤的大前提,成也蕭何,敗也蕭何。例如推行改革開放,必須首先在概念上掃除障礙;大陸固定論是大陸活動論的障礙;固體地球觀是地球科學(xué)發(fā)展的障礙,在地球動力學(xué)因素上不是固體決定論,決定因素是流體,特別是氣體等等。概念要轉(zhuǎn)換,方才有生機,否則將陷于死板。
靈渠思維(悟法之七):任何復(fù)雜的事物都是基塊接口的有機組合。要善于在各個認識系統(tǒng)之間找到學(xué)術(shù)接口或理論串綱。只要把橋一搭,于是“一橋飛架南北,天塹變通途”。靈渠位于廣西全安,十幾公里長的靈渠在大山中一旦打開,于是湘江的長江水系與漓江的珠江水系得到貫通,秦始皇才得以運兵南下平定整個大西南。
奇正思維(悟法之八):奇中出正,正中出奇。這是筆者把孫子兵法向科技競爭中的移植,在治學(xué)中大受其益。本人的前述各種學(xué)說都是這一悟法的運用。所謂奇正也是做到前述那六未。正者為一般常規(guī)性思維;奇者創(chuàng)造性思維也!
同理思維(悟法之九):在天地生人之間盡管大千世界復(fù)雜的很,但在內(nèi)里實質(zhì)上是同結(jié)構(gòu)、同機制的。一旦有所掌握,于是心目頓時明亮,遇事遇物不會困惑??鬃釉缇驼f過,他“四十而不惑;五十而知天命;六十而耳順;七十而從心所欲,不逾矩”,據(jù)筆者體會大概是掌握了萬事萬物間的同理思維。
不充足判斷的充足化(悟法之十):這是又一個奇妙的思維生悟技巧。人們的一般習(xí)慣性思維總認為證實一個規(guī)律要證據(jù)盡可能的充分。但是這會誤導(dǎo)人們沒完沒了地追求膚淺的所謂看問題“全面”,大大拖延了重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的時間。實際上這種充分和全面是不必要的。真理不以證據(jù)多少而轉(zhuǎn)移。有的人以為必須取到100個證據(jù)才能保證立論牢靠,但另外的明眼人一看就知道這是繁瑣,用不著這么多。一味強調(diào)證據(jù)不足難以相信,這是思維功力不善、悟性不高的表現(xiàn)。實際上也許只要6~7個甚至4~5個最關(guān)鍵、要害的那幾條就足夠了。近些年美國普賴斯利用小波(wavelets)變換處理一張人頭相片的結(jié)果很能說明問題。當他刪掉77%只取23%小波信息后照片并沒有什么變化,后來再減到只取5%的信息,照片仍然沒有走樣、失真。這反映95%的原有信息是多余的。
筆者底下進一步把上述各點概括為以下幾句話:
人生征途萬水千山,
關(guān)鍵的就那幾步;
做事行為千思萬慮,
要害的就那幾條;
著書行文連篇累牘,
精華的就那幾頁;
言談話語滔滔不絕,
有用的就那幾句!
環(huán)顧四周,人們在認識事物規(guī)律上存在著極大的浪費。本來稍有啟蒙就該立即意會的,卻非得瞎碰亂撞費很多心血花很大代價之后方才有悟點點。有鑒于此,筆者認為人們的認識應(yīng)該大搞節(jié)約。此中最大的希望在于靈悟,而靈悟并不神秘,很具體,每個人都可以做到(但必須長期注意磨練用心得法)。現(xiàn)就個人膚淺心得,概括如下。
多年的地質(zhì)科學(xué)研究實踐結(jié)果表明,把注意重點和把觀測量、信息量幾乎全部集中放在微量成分的精雕細刻而置成礦系統(tǒng)主成分于不顧,是很難擺脫掉管中窺豹只見一斑的局限性的。研究多年可能跳不出圈去,只看到那無窮無盡的特殊性。而這類特殊性的隨機、偶發(fā)、誘惑性又如此之強,如果缺乏戰(zhàn)略駕馭,就難免坐井觀天。如果我們在采用本體論從現(xiàn)象向內(nèi)里深入層層本質(zhì)解剖的同時,再采用限定論從外部制約條件和環(huán)境加以深究細析,這才能夠敢于撇開和超過種種元素礦床和巖石類型間截然相分的壁壘,根據(jù)數(shù)目少得多的主成分這萬變不離其宗的“宗”批亢搗虛;采用彌漫思維,從固相思維的禁錮中走出,不承認類別間界線的不可出性和不可入性(無界論),打破學(xué)科、問題間傳統(tǒng)概念上的障礙;淡化權(quán)威意識,進行無頭銜思考,一次掂量,二次懷疑,三次不滿,使頂禮膜拜的習(xí)性趨近于零;利用反演法,把眾人有關(guān)“事物是怎樣的”種種研究結(jié)果作為新的起點,進行概念轉(zhuǎn)換,變成了“它們說明什么”,觸類旁通,舉一而三反,擺脫掉本體論的羈絆和糾纏;通過辨義思維對那眾多的資料和信息元進行提取,以斜讀書、斜思索的方式進行多角度、多信息聚焦與信息發(fā)散,輻輳交替,融會貫通;通過振蕩思維進行大幅度多層次上的穿梭和大跨度上的串連,取得原理性規(guī)律條綱的粗坯構(gòu)型;繼而用自己的和國內(nèi)外的新發(fā)現(xiàn)、新進展對此構(gòu)型進行檢驗試錯與印證并舉以增強其理論上的普適性和穩(wěn)定性;同時用新的項目、專題研究結(jié)果在關(guān)鍵要害的問題上畫龍點睛,以提高結(jié)論的抗駁能力和真理品位。
晚清國學(xué)大師王國維引用了晏殊、柳永、辛棄疾三人的各一句詞合在一起描繪做學(xué)問的先后三種境界:
“昨夜西風(fēng)凋碧樹,獨上高樓,望盡天涯路”;
“衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴”;
“眾里尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處!”
誠然如是,但那只是治學(xué)的一個階段而己,對于始終處于變化發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)來講,可貴的不是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)什么,而是還要發(fā)現(xiàn)什么。
世界級球王貝利說過:“我最漂亮的球是下一個!”
悟玄機之于大地,撥云霧而見青天!
注釋
①缺少地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)基礎(chǔ)知識的讀者一時難以讀懂本節(jié)的內(nèi)容,那不要緊。初次只需記住,當代地球科學(xué)領(lǐng)域存在很多問題即可,待日后補充地質(zhì)學(xué)、大地構(gòu)造、巖石學(xué)、礦床學(xué)基礎(chǔ)知識后,再回過頭來讀本節(jié),定會大有收獲。
②鮑文(溫)反應(yīng)序列表示玄武質(zhì)巖漿隨著溫度降低,礦物從巖漿中結(jié)晶的順序。
隨著巖漿溫度由高到低慢慢冷凝,鐵鎂硅酸鹽結(jié)晶序列是橄欖石→輝石→角閃石→黑云母→石英→沸石,表示深色的礦物(鐵鎂礦物)從巖漿中晶出的先后順序,相鄰礦物之間晶格架發(fā)生顯著變化,所以在上下兩類礦物間不存在類質(zhì)同像替代關(guān)系。
鈣鈉硅酸鹽結(jié)晶序列是:鈣長石→培長石→拉長石→中長石→奧長石→鈉長石,反映巖漿巖結(jié)晶過程中淺色礦物(斜長石系列)的生成順序。該系列的礦物在結(jié)晶過程中成分呈連續(xù)漸變的關(guān)系,從高溫到低溫依次為鈣質(zhì)斜長石向鈉質(zhì)斜長石方向變化。
鮑文反應(yīng)序列是鮑文根據(jù)鈣堿性系列玄武質(zhì)巖漿做的冷卻結(jié)晶實驗得出的經(jīng)驗原理,故其也只適用于鈣堿性系列玄武巖漿。
③MAS是指Mafic volcanism(鐵鎂質(zhì)火山巖),Alkali-metasomatism of mafic rocks(堿性交代巖),Scavenge(清掃作用形成的沉積巖)的首字母組合。
構(gòu)成綠巖系的三段式:下部超基性、基性火山巖;中部安山巖、流紋巖;上部沉積巖。在杜樂天先生的文中分別被稱為鐵鎂質(zhì)火山巖、堿性交代巖、清掃作用形成的沉積巖。MAS的新意在于認為安山巖、流紋巖并不是巖漿巖,而是基性巖的硅堿交代巖;另外,沉積巖乃是碳硅泥巖系,此巖系(包括其中的礦床)是堿交代排除的“垃圾”成分的沉積產(chǎn)物。
④H、O同位素模式圖是對水巖同位素交換巖化過程三個階段中同位素變化的一種形象表達。
由于不同來源的流體具有不同特征的氫氧同位素組成,因此成礦流體的氫氧同位素組成成為判斷成礦流體來源的重要依據(jù),各種類型天然水具有不同的氫氧同位素組成。近年來人們認為水巖反應(yīng)是熱液礦床形成的重要機制之一,水巖同位素交換演化過程分為3個階段:大氣降水沿構(gòu)造裂隙下滲階段;面型蝕變階段;成礦溶液沿裂隙上升成礦階段。
⑤Sedex型礦床是指海底噴流、噴氣沉積作用形成的多金屬礦床,它們往往也伴生特定巖石組合的沉積建造。
Sedimentarv rock-hosted exhalative sulfide deposits此類礦床多為層狀、薄板狀、透鏡狀,且常有多層礦體。礦床中??梢姛崴练e成因的硅質(zhì)巖、重晶石層和鈉長巖層。它們常構(gòu)成沉積建造的重要部分。礦體厚度從幾十厘米到上百米,延長可達數(shù)十公里。