地質(zhì)思維的物質(zhì)觀和時(shí)空觀

1、地質(zhì)思維的物質(zhì)觀和時(shí)空觀許洪才谷永昌姚寶剛趙永利來源：《河北地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)》，1995，18（6）：618622地質(zhì)思維是地質(zhì)現(xiàn)象在人腦中間接而概括的反映，如何分析地質(zhì)現(xiàn)象是地質(zhì)思維的重要內(nèi)容。地質(zhì)現(xiàn)象是在一定地質(zhì)時(shí)期和一定空間范圍內(nèi)形成的，包括礦物、巖石、礦床、構(gòu)造等現(xiàn)象的總和，它經(jīng)歷了形成、發(fā)展和演化的復(fù)雜過程。因此，要正確地分析地質(zhì)現(xiàn)象，以及其形成原因，就必須遵循正確的物質(zhì)觀和時(shí)空觀。自然界的統(tǒng)一性在于其物質(zhì)性，而物質(zhì)又存在于一定的

2、時(shí)空中，所以科學(xué)的物質(zhì)觀和時(shí)空觀是研究一切事物形成、發(fā)展和演化的基礎(chǔ)。物質(zhì)的根本屬性是經(jīng)常處在不停地運(yùn)動(dòng)和發(fā)展變化之中，因而客觀地質(zhì)現(xiàn)象也不例外。它既有機(jī)械運(yùn)動(dòng)、生物運(yùn)動(dòng)形式，也有物理、化學(xué)運(yùn)動(dòng)形式。按物質(zhì)觀和時(shí)空觀進(jìn)行分析，地質(zhì)現(xiàn)象形成、發(fā)展和演化可以劃分為漸變型和突變型。二者的主要區(qū)別在于巖漿演化、構(gòu)造演化、生物演化和沉積建造等時(shí)空上是否連續(xù)。地質(zhì)作用多種多樣，形成的地質(zhì)現(xiàn)象也是多種多樣，它們?cè)谘莼瘯r(shí)間上不是自在存在而是進(jìn)入自為存在

3、或稱為自組織存在，它們的多樣性統(tǒng)一在演化之中，而時(shí)空是它們活動(dòng)演化的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。盡管它們的特征及時(shí)空上存在許多差異，然而它們卻按照一定的原理運(yùn)動(dòng)、發(fā)展和變化這些原理主要有層次原理、循環(huán)原理和重演原理它們存在于各種地質(zhì)現(xiàn)象形成、發(fā)展和演化之中，具有一定的普遍意義。1層次原理層次是表征物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同等級(jí)的范疇，任何客觀物質(zhì)系統(tǒng)都可以依據(jù)不同的結(jié)構(gòu)水平，劃分為若干層次，這種劃分是相對(duì)的，而且每一層次又具有其特殊的量和質(zhì)。具體來說，地質(zhì)學(xué)中

4、的層次主要是指地質(zhì)對(duì)象有序地分層，包括水平層次和圈層。由于時(shí)間、空間劃分尺度不等，因此層次可大可小。就整個(gè)地球而言，科學(xué)家按照地球內(nèi)部存在著的兩個(gè)主要不連續(xù)面(古登堡面、莫霍面)，將其分為地殼、地幔、地核三個(gè)大的圈層。以孔拉藹面為界，又將地殼分為硅鋁層和硅鎂層。根據(jù)物質(zhì)成分及物理特征上的差異，又分為上地幔和下地幔。有人根據(jù)地殼演化結(jié)果及其在時(shí)空上的相互關(guān)系和轉(zhuǎn)化，將其劃分為八重態(tài)模式，即地臺(tái)、膨脹期陸洼、收縮期陸洼、陸槽、海嶺、膨脹期海

5、洼、收縮期海洼、海槽。用它們代表由地球脈動(dòng)引起的地殼生消和發(fā)展。地殼歷史及其發(fā)展演化有其特殊的規(guī)律性。根據(jù)地殼運(yùn)動(dòng)、生物演化特征及古地理的巨大變化，分為太古宙、元古宙、古生代、中生代、新生代，同時(shí)它們還可以劃分為紀(jì)、世等年代地層單位。太古宙時(shí)期地殼運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，原巖建造既有侵入巖、火山巖，又有沉積巖，經(jīng)過多次變質(zhì)變形，它們都以不同形式保存下來，通常是以花崗巖類巖石及其演變而來的片麻雜巖為主體，以及少量殘存的變質(zhì)火山—沉積巖石組成的片麻雜巖或

6、花崗—綠巖地體。根據(jù)它們?cè)跁r(shí)空上的包容、切割等接觸關(guān)系及物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等差異，可以劃分為表殼巖、TTG巖系(英云閃長巖、奧長花崗巖、花崗閃長巖)、紫蘇花崗巖、鉀質(zhì)花崗巖、輝長巖、基性巖墻。如重建冀東三屯營地區(qū)太古宙地質(zhì)，提出了我國第一份太古宙高級(jí)變質(zhì)區(qū)新一代的地質(zhì)圖。以新的變質(zhì)變形理論為基礎(chǔ)，以動(dòng)態(tài)的方式重建巖石地層單位和構(gòu)造演化序列，它們都依從于層次原理。元古宙早元古代主要由變質(zhì)微弱的火山巖、沉積巖組成。中、晚元古代除被冰雪覆蓋的

7、高山地區(qū)外，由于海侵和海退，因而使得沉積物在時(shí)空上有規(guī)律地分布。以天津薊縣中、上元古界剖面為例，由早至晚可以劃分為12個(gè)巖石地層單位一組。巖性主要為石英巖狀砂巖、黑色頁巖、泥晶白云巖、含粉砂泥狀白云巖、含礫長石砂巖、海綠石砂巖。而是具有多次活動(dòng)的特點(diǎn)后者利用地幔的對(duì)流，解釋不同地質(zhì)歷史時(shí)期所形成的板塊在洋中脊分離、擴(kuò)大，在俯沖帶和地縫合線俯沖、消失。不同地質(zhì)歷史時(shí)期的地殼運(yùn)動(dòng)，如巖漿侵入、火山噴發(fā)、沉積作用和變質(zhì)作用等也具有循環(huán)性。如志

8、留紀(jì)末發(fā)生的加里東運(yùn)動(dòng)、石炭紀(jì)中期發(fā)生的華里西運(yùn)動(dòng)，都使我國有些地方褶皺上升形成山地，同時(shí)伴有巖漿的侵入活動(dòng)和巖層的形成。循環(huán)原理在成巖成礦作用中也具有明顯表現(xiàn)，如具有周期性特點(diǎn)的蒸發(fā)巖的分布和碳酸鹽巖的形成等。3重演原理所謂重演原理，是指不同地質(zhì)歷史時(shí)期同一地質(zhì)作用及其所形成的地質(zhì)現(xiàn)象多次重復(fù)出現(xiàn)。重演原理在地質(zhì)歷史發(fā)展進(jìn)程中表現(xiàn)明顯在我國不同時(shí)代火山巖的時(shí)空分布中就可見一斑。無論是太古代、元古代、古生代，還是中生代、新生代，都有火山

9、噴發(fā)活動(dòng)，但它們?cè)谛纬森h(huán)境上和變質(zhì)程度上又存在著很大差別。太古宙火山巖通常經(jīng)受了區(qū)域變質(zhì)作用，形成各種綠片巖、角閃片巖、斜長角閃巖、變粒巖、片麻巖和混合巖等；元古代火山巖輕微變質(zhì)，分布廣泛，主要為變玄武巖、變安山巖、變流紋巖(或細(xì)碧巖、角斑巖)等組合。古生代火山巖多為海相、海陸交互相、局部為陸相。中生代火山巖主要為陸相火山噴發(fā)，海相和海陸交互相分布局限。新生代火山巖大部分是陸相。我國地質(zhì)歷史時(shí)期三次大的成煤期，即晚古生代的二疊紀(jì)，中生代

10、的三疊紀(jì)、像羅紀(jì)，都反映了當(dāng)時(shí)陸地森林生長繁盛，氣候溫暖濕潤等多次重演特征。重演現(xiàn)象在地質(zhì)體中形成的構(gòu)造也較常見，主要有環(huán)帶構(gòu)造和條帶構(gòu)造。如變質(zhì)分異條帶、韻律條帶矽卡巖，層狀韻律條帶基性超基性火成巖、韻律環(huán)帶瑪瑙和成分振蕩分帶的礦物等等。自然界地質(zhì)現(xiàn)象的存在和發(fā)展是各種規(guī)律綜合作用的結(jié)果。層次原理通常反映地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)展、演化部分或階段性特征；循環(huán)原理反映地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)展、演化的一個(gè)完整過程；重演原理反映相同地質(zhì)條件或環(huán)境及某些地質(zhì)現(xiàn)象反復(fù)

11、出現(xiàn)的特征。任何一個(gè)地質(zhì)現(xiàn)象和作用發(fā)展、演化過程盡管長短、大小不一，但是它們都有這些規(guī)律存在，在表現(xiàn)方式上是各有側(cè)重的。層次原理、循環(huán)原理、重演原理是對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律、量變質(zhì)變規(guī)律和否定之否定規(guī)律在地球物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中的表現(xiàn)。如反映量變質(zhì)變規(guī)律的火山噴發(fā)、古地磁極反向、恐龍滅絕、外星撞擊地球、地震、地層的連續(xù)沉積與間斷(即旋同性、階段性)等；反映對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律的地殼的上升與下降，板塊的聚合與離散，沉積物的搬運(yùn)與沉積等；反映否定之否定規(guī)律的生物演化，

12、巖石的多次變質(zhì)變形，構(gòu)造的多次活動(dòng)，古地理、古氣候的多次變遷，滄海桑田等?？傊匀唤绲牡刭|(zhì)現(xiàn)象的存在和發(fā)展有著自己的規(guī)律性。有時(shí)盡管錯(cuò)綜復(fù)雜、時(shí)間上不連續(xù)、空間上規(guī)模大小不同，但我們按照物質(zhì)在組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造上量變規(guī)律和質(zhì)變差異，整個(gè)與局部的關(guān)系以及時(shí)間上的演化特點(diǎn)，仍可發(fā)現(xiàn)地質(zhì)現(xiàn)象形成、發(fā)展和演化的規(guī)律，其重要方法就是運(yùn)用正確的地質(zhì)思維，其主要內(nèi)容就是以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)研究不斷演化著的地質(zhì)現(xiàn)象，通過系統(tǒng)思維、多向思維、歷史的思維方法及創(chuàng)造性