現(xiàn)代科技綜述知識(shí)文庫(kù)：地質(zhì)系統(tǒng)論

1、現(xiàn)代科技綜述系列地質(zhì)系統(tǒng)論科技是人類區(qū)別于動(dòng)物的重要文明之一，是人類對(duì)自然規(guī)律研究和利用的學(xué)科。本文提供對(duì)科技基本概念“地質(zhì)系統(tǒng)論”的解讀，以供大家了解。地質(zhì)系統(tǒng)論是將系統(tǒng)科學(xué)思想引入地質(zhì)科學(xué)研究而提出的一種理論。系統(tǒng)論是20世紀(jì)40年代由貝塔朗菲提出的，以后經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家逐步完善、提高，現(xiàn)在已被普遍用于社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)中，并取得了顯著的成效。系統(tǒng)論的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)事物的整體性、聯(lián)系性、層次性和最優(yōu)化。地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中，很早已孕育著系統(tǒng)科學(xué)的胚胎，如提出的結(jié)晶序列、沉積系列等。然而對(duì)地質(zhì)系統(tǒng)科學(xué)最有貢獻(xiàn)的應(yīng)首推李四光，他在20世紀(jì)20年代已將系統(tǒng)論的觀念引入地質(zhì)科學(xué)，用于地質(zhì)構(gòu)造的綜合研究。至60

2、年代反映構(gòu)造系統(tǒng)規(guī)律的“構(gòu)造體系”的研究已臻完善，他在地質(zhì)力學(xué)概論一書(shū)中對(duì)構(gòu)造體系做了如下的定義：“簡(jiǎn)單扼要的說(shuō)，構(gòu)造體系是許多不同形態(tài)、不同性質(zhì)、不同等級(jí)和不同序次，但具有成生聯(lián)系的各項(xiàng)要素所組成的構(gòu)造帶以及它們之間所夾的巖塊或地塊組合而成的總體?！睒?gòu)造體系是地質(zhì)力學(xué)研究工作中建立起來(lái)的一個(gè)重要概念。一個(gè)構(gòu)造體系就是一幅應(yīng)變圖象，反映了一定方式的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。他把那些看來(lái)似乎是孤立、靜止而凌亂的構(gòu)造形跡，用地應(yīng)力場(chǎng)作為紐帶聯(lián)系起來(lái)，將力學(xué)與地質(zhì)學(xué)結(jié)合起來(lái)，這在地質(zhì)科學(xué)發(fā)展史上不能不說(shuō)是一次重大的飛躍。李四光所倡導(dǎo)的用聯(lián)系的觀點(diǎn)、發(fā)展的觀點(diǎn)、層次的觀點(diǎn)研究構(gòu)造現(xiàn)象的思想方法，與系統(tǒng)論的觀點(diǎn)是完全一

3、致的。李四光早在1926年發(fā)表的地球表面形象變遷之主因一文中，曾深刻地認(rèn)為，在巖石圈之下一定深度可能有一最小強(qiáng)度帶，這一最小強(qiáng)度帶稱殼下層(可能相當(dāng)現(xiàn)今所指的軟流層)，殼下層之下則為重圈。當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)速變化時(shí)，巖石圈各部分跟不上變化的速率，便沿著這一最小強(qiáng)度帶，發(fā)生或東或西的漂移，在漂移速度不同的地塊之間便出現(xiàn)了擠壓褶皺帶或張裂帶。他還認(rèn)為，巖石圈之上是水圈，特別活動(dòng)的海洋體對(duì)地球轉(zhuǎn)速的變化最為敏感，當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)速增加，在造山運(yùn)動(dòng)到來(lái)之前海水從兩極流向赤道；當(dāng)?shù)厍蜣D(zhuǎn)速減慢，海水由赤道流向兩極。他甚至還認(rèn)為：“還可以作另一些有深遠(yuǎn)意義的理論推導(dǎo)，諸如古山脈的走向，氣候旋回的時(shí)間分布，火山活動(dòng)時(shí)期，生物群

4、的遷移等等，但它們將極大地?cái)U(kuò)展我們討論的范圍?！憋@然李四光早期已注意到氣圈、水圈、生物圈運(yùn)動(dòng)與巖石圈運(yùn)動(dòng)的關(guān)系了。李四光將地球分成若干層次并探討各個(gè)層次物質(zhì)運(yùn)動(dòng)相互聯(lián)系的思想，無(wú)疑是符合系統(tǒng)要旨的。在他晚期的論著中，更進(jìn)一步把地球運(yùn)動(dòng)與天體運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，他晚期(1969)的代表作天文、地質(zhì)、古生物資料摘要，就是一部天、地、生系統(tǒng)研究的重要著作。世界上80年代開(kāi)始的“天、地、生”綜合研究的系統(tǒng)科學(xué)思想，是與李四光的基本學(xué)術(shù)指導(dǎo)思想相當(dāng)近似的。80年代的天、地、生綜合研究，積累了大量資料，為地質(zhì)系統(tǒng)論的提出打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1985年高慶華寫(xiě)出了地球自轉(zhuǎn)與地質(zhì)體系的論文及地質(zhì)系統(tǒng)論與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)的專著

5、，在對(duì)比分析了各大地構(gòu)造學(xué)說(shuō)的特點(diǎn)之后，認(rèn)為地球的各種運(yùn)動(dòng)形式中，最重要的是地球的自轉(zhuǎn)。地球在其運(yùn)動(dòng)中由于向心力和離心力聯(lián)合力場(chǎng)作用的結(jié)果而形成各個(gè)圈層。地球表面形態(tài)和各圈層的物質(zhì)在其旋轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生不同形式的運(yùn)動(dòng)，從而出現(xiàn)了各種地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象及相關(guān)的自然現(xiàn)象，諸如大氣的流動(dòng)、海水的進(jìn)退、巖石的形變、地幔物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、各圈層物質(zhì)交換與變化等等。在地球發(fā)展演化過(guò)程中，地殼的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造也發(fā)生了一系列的變化，板塊、構(gòu)造體系、地槽、地洼、斷塊、大地波浪等大地構(gòu)造形跡的形成都與地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。他將各種地質(zhì)現(xiàn)象相互聯(lián)系的總體，稱為地質(zhì)體系。接著，他研究了地球諸圈層的變異與氣象災(zāi)害、洪水災(zāi)害、海洋災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害

6、、地震災(zāi)害、生物災(zāi)害等在空間上的聯(lián)系性，探討了地球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、構(gòu)造場(chǎng)與生態(tài)環(huán)境及自然災(zāi)害的空間關(guān)系；研究了自然災(zāi)害發(fā)生的準(zhǔn)周期性與地球整體運(yùn)動(dòng)的及各個(gè)圈層運(yùn)動(dòng)變化韻律的同步聯(lián)系；研究了地殼運(yùn)動(dòng)、自然變異與自然災(zāi)害的鏈發(fā)關(guān)系，揭示了它們的內(nèi)在聯(lián)系，提出了“自然災(zāi)害系統(tǒng)”的概念，并從系統(tǒng)論的高度探討了其整體性、聯(lián)系性、層次性和最優(yōu)化等問(wèn)題，又于1988年發(fā)表了自然災(zāi)害系統(tǒng)概論。由此將地質(zhì)系統(tǒng)的變化與自然界的變化聯(lián)系起來(lái)，對(duì)地球系統(tǒng)的規(guī)律進(jìn)行了更為廣泛的探索，并將其應(yīng)用范圍從揭示地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象的規(guī)律用于礦產(chǎn)預(yù)測(cè)，向揭示自然現(xiàn)象相互聯(lián)系的規(guī)律和預(yù)測(cè)自然變異的更廣闊的領(lǐng)域發(fā)展。地質(zhì)系統(tǒng)論雖然現(xiàn)在還只具雛形，但可以看出它有可能成為地質(zhì)學(xué)各分支相互聯(lián)系的橋梁，為最終解決地殼運(yùn)動(dòng)問(wèn)題和認(rèn)識(shí)地質(zhì)及相關(guān)自然現(xiàn)象的規(guī)律開(kāi)辟一條寬闊的途徑。相信只要按著這一思路不懈努力，一門(mén)更加綜合更加高層次的新