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李四光計算方法

發布時間:2023-01-15 14:12:51

1. 有關李四光的生平資料及生活學習小故事

1、李四光生平

李四光(1889.10.26-1971.4.29),字仲拱,原名李仲揆,湖北黃岡人,蒙古族,地質學家、
教育家、音樂家和社會活動家,是中國地質力學的創立者,中國現代地球科學和地質工作的主要領導人和奠基人之一,新中國成立後第一批傑出的科學家和為新中國
發展做出卓越貢獻的元勛,2009年當選為100位新中國成立以來感動中國人物之一。[1-3]

2、李四光的故事(李四光的名人軼事-李四光名字由來)

李四光出身於窮苦家庭。原名李仲揆。
1902
年,湖北開始大量興建新式的中小學堂,除了教學生傳統的經書,還傳授科學技術知識。這一消息很快傳到了黃岡,仲揆躍躍欲試,來到武昌,在湖北省學務處填寫
報名表。可能是太緊張了,他誤將年齡「十四」填在了姓名欄里。發現寫錯後,他因為家裡窮,捨不得花錢再買一張表格,正在犯難,抬頭看見前面大廳正中掛的橫
匾上有「光被四表」這四個字。仲揆眼前一亮,將姓名欄里「十」添了幾筆寫成「李」,而在「四」後邊加了個「光」字,改過之後,他滿意地說:「四光,四面光
明,前途是有希望的。」從此他改名為李四光。

2. 李四光做出了什麼貢獻

李四光的貢獻如下:

1、李四光是中國地質學的先驅之一,創立了地質力學,並為中國石油工業的發展作出了重要貢獻。

2、早年對蜓科化石及其地層分層意義有精湛的研究。提出了中國東部第四紀冰川的存在。用力學觀點研究地殼運動及其與礦產分布的規律,建立了新的邊緣學科「地質力學」和「構造體系」概念。

3、畢生倡導以力學觀點研究地質構造的發生、發展及組合的規律,認為各種構造形跡是地應力活動的結果,建立了「構造體系」的概念,創建了地質力學學派。

(2)李四光計算方法擴展閱讀:

李四光人物軼事

1、名字由來

李四光出身於窮苦家庭。因為李四光排行老二,他的父親李卓侯給他起了個響當當的名字:李仲揆。1902年,在洋務派首領、湖廣總督張之洞領導下,湖北開始大量興建新式的中小學堂,除了教學生傳統的經書,還傳授科學技術知識。

這一消息很快傳到了黃岡,仲揆躍躍欲試,來到武昌,在湖北省學務處填寫報名表。可能是太緊張了,他誤將年齡「十四」填在了姓名欄里。發現寫錯後,他因為家裡窮,捨不得花錢再買一張表格,正在犯難,抬頭看見前面大廳正中掛的橫匾上有「光被四表」這四個字。

仲揆眼前一亮,將姓名欄里「十」添了幾筆寫成「李」,而在「四」後邊加了個「光」字,改過之後,他滿意地說:「四光,四面光明,前途是有希望的。」從此他改名為李四光。

2、音樂貢獻

李四光除了是地質學家之外,還是一位音樂迷,譜寫了中國最早的一首小提琴曲《行路難》。

中國地質科學院地質力學研究所研究員馬勝雲稱,李四光在英國留學時迷上小提琴。李四光在英國苦讀7年,1920年回國前,他提筆寫下小提琴曲《行路難》。據上海音樂學院現代音樂室考證,它是有曲譜為證的中國最早的一首小提琴曲。

3. 地質力學和板塊構造學理論與研究方法之比較

通過比較研究,我們可以體會到地質力學和板塊構造學有許多共同點,如都強調水平運動、都堅持力學性質的研究、都重視建造與改造的研究、目前都只能說明中生代以來的地質構造問題等[1]。但是,我們也看到了它們之間有許多不同,特別是在研究思路和理論體系方面存在許多不同,其中重要的有如下幾點:

(1)地質力學從大陸構造開始研究,所以有人又稱其為大陸動力學。它強調地殼的表層滑動;而板塊構造則是從海洋構造開始研究,強調岩石圈深部帶動表層構造的運動。

(2)地質力學重視構造形變研究,認為只有構造形變是不存在多解性的地殼運動的歷史記錄。它研究地殼運動的思路是從構造形跡的共生組合確定構造型式和構造體系,從構造型式和構造體系反演地殼運動的程式,再從地殼運動的程式探求地殼運動的力源。這是一條嚴謹的認識路線。這條認識路線是李四光及其科研集體經過艱辛探索才形成的,它有別於傳統大地構造學只研究大塊體的運動,而有很大的優越性。從某種意義上講,它代表著構造地質學未來的發展方向,因為只要是研究地質構造就必須研究其力學的本質,追究其力的來源。但也有它的局限性,即主要只強調大陸構造和表層構造的研究,對於海洋構造和深部構造的研究比較薄弱;而地殼和岩石圈的運動既有來自天體方面的原因,也有來自地球自身的原因,單純強調地球自轉速率的變化,就顯得不夠全面。板塊構造理論重視塊體的運動,通過古地磁緯度記錄、古生物地理的變化來反演塊體的水平運動,通過各種岩石學標志和構造遺跡來確定古板塊的邊界和古板塊的地質運動。板塊構造學說所運用的這些方法雖然有些本身還存在理論論證問題(如古地磁學)或存在多解性(如某些建造分析方法),但以其方法的多樣性和綜合性能夠最大限度地引用當代地學各分科的最新科學技術方法和手段,使其能夠解決許多在這以前無法解決的地質構造問題,特別是使其能夠進入地學和構造地質學許多前緣課題的研究,如岩石圈深部的研究,藉助岩石圈探針和地球物理學、同位素地質學等許多最新研究手段向岩石圈深部軟流圈乃至地核進軍。如前述及的地幔柱等方面的研究已經成為板塊構造研究的前緣課題,它顯示板塊構造學開始突破岩石圈的范圍,而與地球的核、幔、殼演化研究結合起來。

(3)地質力學與板塊構造學的理論體系存在很大的不同:地質力學創始人非常明確學科要解決的理論問題是地殼運動問題,為了解決地殼運動問題,科學地探索出解決這一理論問題的方法學和認識路線,由此形成了自己的理論體系。如果我們回顧地質力學大陸車閥說的形成過程,我們就不難看出它是從總結區域和全球構造型式和構造體系的空間展布規律發現全球構造格局的緯向、經向和扭動構造型式的展布所反演的全球水平構造力的作用,再進而追索這些構造力的來源與地球自轉速率變化的關系。這樣就形成了一個從地球的整體運動—地球的自轉—控制和發動地球的表層—地殼的運動,再由地殼的運動形成各種構造體系和構造型式的嚴謹的科學和理論認識體系。事實上,總結全球構造格局的基本特徵,不僅全球規模的經向和緯向構造與地球自轉軸有嚴格的幾何關系,而且極區的同心圈狀、放射性斷裂系,大陸內部的共軛剪切斷裂系,EW向的大洋中脊轉換斷層與地球緯度帶(愈近赤道,走滑斷距愈大)也都表現出與地球自轉軸有嚴格的幾何關系、與地球的自轉有成因聯系。

但是,由這樣一個理論認識體系所提出的地球動力機制如同當年的大陸漂移說一樣碰到了極大的困難,即計算表明,李四光所認為的地球自轉速率變化所產生的經向慣性離心力和緯向慣性力就其強度和數量級而言,都不足以發動一場大規模的構造運動和全球規模的構造形變。王仁等[2~4]曾按分層均質流變體模型(緩變模型)計算分析了地球自轉速率變化所致的全球構造應力場。結果表明,地球自轉速率變化所導致的構造應力的量級(10-2~nPa)與現今不同方法實測所得的古、今構造應力量級(MPa)相比,都顯得太小,幾乎可以忽略不計(快速模型所獲得的量級更小)。很難想像,如此小的構造應力能驅動地殼與岩石圈塊體的水平運動。因此,王仁等[2~4]、李東旭(1986)、高慶華(1996)都曾先後認為實際地球體在長時間尺度內表現出流變特性,用緩變模型描述更為合理,且在緩變模型中,應考慮應力隨時間的長期積累效應。若地球在10Ma內長期保持加速或減速,則自轉速率變化所致的應力積累至MPa量級這樣的構造應力就足以產生顯著的構造效應[2~4]。但對於構造應力能否隨時間加大而積累的問題,尚缺乏實驗依據,許多地質、地球物理與力學專家對此尚持否定態度[5]

李四光提出的地球自轉速率變化所引起的地球動力學機制遇到了重大的挑戰,這種挑戰推動了對地球自轉動力作用的研究,地球科學界在否定過高估計地球慣性力(經向離心慣性力和緯向慣性力)的同時,對其他作用力進行了科學評估。

已經提出的驅動岩石圈地殼運動的動力有地幔對流、重力和熱動力、洋脊推力、板塊負浮力、碰撞擠壓力、地球自轉所致慣性離心力、周期性引潮力、西向引潮力、科里奧里力等。

科里奧里力的數量級非常小,對地殼構造運動幾乎不起作用,可以忽略不計。理論計算分析表明,地幔對流能產生MPa量級的構造應力,但地幔對流模式存在很多問題,難以說明地球內部特別是大陸內部的動力學過程,而且受到地幔分層性、大陸巨厚山根等新研究成果的反對和制約。板塊俯沖或陸陸碰撞所產生的構造應力屬於次一級的構造應力場,而非驅動板塊運動的構造應力。熱動力和重力是重要的構造力量,但在驅動板塊運動時主要表現在洋脊推力和地幔對流之中。看來能夠對板塊的拉張與擠壓起到驅動作用的主要是西向引潮力和周期性的引潮力,兩者所致的構造應力都能達到104~105Pa的量級,而且這兩種應力都屬於交變應力。周期性引潮力應力大小與方向都隨時間變化作周期性變化,屬於對稱循環交變應力;西向引潮力僅應力大小隨時間作周期性變化,而應力方向始終向西,屬於脈動交變應力。如前所述,交變應力能降低岩石強度和疲勞極限,而且這兩種交變應力的循環次數均達1010次的量級,因此這兩種構造動力的實際動力學效應相當於105~106Pa以上的靜態構造動力,有顯著的構造動力學意義。但周期性引潮力所致的應力,由於其方向也隨時間作周期性變化,所以對構造過程僅有觸發作用,而無驅動作用;而西向引潮力僅應力大小作周期性變化,應力方向是基本恆定的以西向為主,所以對驅動岩石圈水平運動有重要意義,是導致岩石圈總體西向運動的主要動力,屬全球構造運動的基本驅動力之一[5]

由此可見,驅動構造運動的基本動力仍然與地球自轉有關,只不過不是李四光原來意義上的離心慣性力而是西向引潮力,它可以很好地解釋經向大洋中脊的展布及洋脊推力的產生。

王仁等[3]指出,日、月引潮力,錢德勒擺動和地球自轉速率的短期變化所引起的地應力,在一個范圍內正負交替作用周期性變化不能積累。因此盡管引潮力所引起的應力較大(10-1N/cm的量級),最多隻能起到觸發構造運動的作用。要推動構造運動必須依靠非周期性的力,造成應力的積累。有人認為地球自轉軸可能有過大范圍的移動,地軸只要有20°左右的移動,就足以積累所引起構造運動的應力了。王仁曾採用緩變地球模型(厚度為80~400km的線性黏彈性殼體,內部為不可壓縮流體)進行計算,約在106年左右可將地殼看成完全彈性的,進行應力疊加,將應力積累到10MPa的數量級,它足以引起拉張破裂和垂直於壓應力的褶皺。按王仁的分析,若地球自轉速度在106年內保持同一加速率變化,將在中低緯度產生足夠的東西向拉應力造成洋中脊和全球性剪切破裂網路,同一時期的減速率將可造成極圈的同心弧和放射狀斷裂。問題在於會不會有這樣的加速率時期[6]。交變應力對構造形變的意義是一些構造學者所關注的。眾所周知,滴水可以穿石,岩石在長時間的交變應力作用下會減低強度而易於變形。一方面是客觀上存在著全球性的緯向構造,另一方面形成這種構造的力量又不夠大。這個矛盾看來也只有藉助於長期的岩石流變了。張文佑等[6]從天文地質和地球表面形態、構造形跡等方面進一步系統論證地質力學的理論觀點。他指出,月球、水星、火星等表面反射光像圖所顯示的線狀構造和環形山、火山的排列,也大多為經向和緯向兩種方位,一個旋轉著的天體,其表面構造與其旋轉軸之間必定有很大的聯系。離極力的量級雖小,但在漫長的地質歷史期內,我們不應該用常溫常壓常速條件下岩石力學的概念來理解地質歷史中的岩石在特殊溫壓條件下的長期蠕變。另一方面,地球各圈層的物理、化學性質有差異,可使應力在不均一處集中,離極力的量級可以增大,這一點不容忽視。現在已經確定,有許多緯向構造帶具有平移性質,而且有愈近赤道,平移距離愈大的趨勢。南極大陸有逆時針旋轉的現象,而北冰洋周圍的大陸,又略似有順時針旋轉的現象。李四光早年曾提出由於地球自轉速率變化所引起的岩石圈與水圈之間的相對扁率的變化,張文佑認為這種相對扁率的變化不僅可發生在岩石圈與水圈之間,而且還可能發生在岩石圈與軟流圈之間,地幔與地核之間,以及一切具有不同密度和黏滯系數的地球各圈層界面之間。這種相對扁率的變化對岩石圈構造變形會發生什麼樣的影響是很值得研究的。李四光認為,在角動量基本守恆的前提下,地球內部物質向地心運動,這將使地球轉動角動量矩變小,從而使自轉角速度加快;反之,若地球內部物質向外運動,地球轉動量矩則變大,從而導致自轉角速度變慢。在這種質量再分配過程中(同時加上外部天體的影響),地球自轉軸也可能發生一定程度的偏轉。地球自轉速度與自轉軸的擺動又將導致離極力、科里奧里力、旋轉速度不均一效應的變化與極移應力的產生,以及地球內部各圈層間相對扁率的變化和滑動。地球表面南極為大陸,北極為海洋,其形態如鴨梨狀,而重力均衡則呈倒置鴨梨型;洋脊擴張帶和海溝消減帶大致均呈經向和緯向;極擴張軸與旋轉軸相交,又大致與地球赤道面和黃道面夾角相等(圖1)。約為地軸搖擺角的倍數,這些現象都似乎與地球自轉有關[6]

西向引潮力的存在只能解釋經向構造的形成,而離極力和經向切向力量級又太小,不足以形成緯向構造,看來形成緯向構造的構造動力只有另找答案。馬宗晉等[7]提出全球表層構造格架具有N/S半球與0°/180°半球雙重脹縮非對稱性,本書作者認為從中可能找到形成緯向構造的動力:正是由於南半球地球的膨脹大於北半球,形成環南極洲的大洋中脊,南半球成為水半球;北半球收縮相對大於南半球,從而大陸塊聚集於北半球,成為陸半球,並在北半球形成擠壓性的緯向構造。李四光在他的大陸車閥說中也談到在角動量等恆定律的支配下,當地球自轉速率加快時,地球會相對收縮;當自轉速率減弱時,地球會相對膨脹,因此地球的脹縮除了地球內部能量的集散和重力、熱力的原因以外,地球自轉速率的變化也是一個可能的誘發因素。

圖1 板塊沿球面的旋轉運動( 據 F. Press et al. ,1978) Fig. 1 The rotational movement alongthe global surface( After F. Press et al. ,1978),

近年來積累起來的一些對地質構造現象規律性的認識也進一步揭示地球自轉動力作用的意義,例如Meyerhoff等[8]通過對全球許多構造帶的調查,總結出54種朝東定向的構造現象,其中如火山弧和弧後盆地集中在西太平洋,弧頂指向東方,許多褶皺帶中SN向火山深成岩帶隨時間向東遷移,SN向褶皺帶和盆地中心隨時間向東遷移等。還有,按李四光的說法,大規模的地殼運動發生在地球自轉的加速期和減慢期,但地球自轉速度變化的總趨勢是長期減慢,因而學者們提出是否存在能夠積累應變的長期加速段值得懷疑。不過,地質歷史上的地質陳跡揭示出地球確實存在相對的不均勻膨脹和收縮,這是否可以間接論證地球自轉速率有過周期性的加速與減慢?當代固體地球科學的一個重要發現是地球內部內核、外核、地幔的自轉速度是不等的,並由此產生了一系列重要的地球動力現象,諸如地磁場及其極性倒轉,地幔柱、熱點的移動,地球內部一系列徑向構造和圈層構造等。結合地球內部物質結構等新資料,充分考慮岩石圈的自轉、核幔自轉和岩石圈不同塊體間自轉的差異性,看來是推動地球自轉動力說的一條途徑[9]。Raralli等[10]論證了地幔與液態外核之間的角速度差可以解釋所觀測到的地磁場中心長期緩慢向西漂移現象。

綜上所述可知,隨著科學的進步和對地球自轉動力作用的深入研究,盡管李四光原來的一些觀點和結論受到置疑和修正,但就其理論體系的核心———地球自轉及其變化的動力作用學說來說不僅沒有削弱,反而得到加強。全球構造型式和構造體系的展布與地球旋轉軸有嚴格的幾何關系是不容置疑的客觀事實,其成生與地球的自轉有關,暫時不能闡明並不等於這種客觀的生因不存在,這就是地質力學理論體系的優越之處。它的優越性不只是表現在它的整體論和系統論的科學觀方面,而且還在於它是建立在對(或深刻揭示出)自然界對立統一的法則認識之上。

地質力學除了在動力學機制問題上受到挑戰外,在解釋地質構造的演化歷史方面也受到嚴重的挑戰。李四光一再申明,他所建立的構造體系是中生代以來的,也就是說他的全球構造格局也主要是中生代以來的,他的全球構造格架與地球自轉軸有嚴格的幾何關系,一旦地球自轉軸發生變動,全球構造格局也就會發生變動,地質力學對地質歷史上發生的超級大陸的形成與裂散、大洋的形成與消減和陸塊的漂移至少在目前還無能為力加以合理的解釋。

至於談到板塊構造的理論體系,如前所述,板塊構造說是在海底擴張和大陸漂移等地質事實的基礎上總結出來的。板塊構造的開合機制,是根據岩石圈板塊的開合推導出地幔流是其動力學機制。近年來對熱點的研究和地幔柱構造學的發展,似乎為岩石圈板塊的開合找到了深層的動力學機制。如前文曾經提到的,岩石圈地殼運動的原因既有來自宇宙天體運動方面的原因,也有來自地球內部的原因,板塊說側重從地球內部尋找岩石圈地殼運動的原因,應該說這也是一個重要的方面,這方面正是地質力學考慮不夠之處。誠然,20世紀70年代,人造衛星的空間重力測量已經證實在地幔深處確實存在地幔流。但是由於地球內部的多層結構,這種對流體的規模究竟能有多大?特別值得提出質疑的是那些長達上萬公里的洋中脊如果是由深處地幔流推開的,那麼又是什麼力量能造成地幔內部有如此長的定向性非常強的地幔流圈?衛星激光測量已經可以測出現今板塊的運動速率,它遠遠大過地幔流的運動速率。極其緩慢的地幔流如何能使馱托其上的板塊以較快的速度運移?以上只是涉及板塊開合的地幔流機制還不能得到科學的闡明,更不要談到板塊在形態上和空間展布上有哪些規律,以及支配這些空間分布規律的動力學機制。

上述這些板塊構造論者解釋不了的問題會不會隱藏著因果倒置的問題?如果反過來,用表層構造運動來解釋板塊的運動問題可能迎刃而解。張文佑就用表層一對共軛剪切斷裂受到EW向的拉張應力而形成近南北向的洋中脊[6]。拉張減壓從而造成深處處於潛在狀態的地幔物質轉化成液態而上涌,由於表層構造的定向性從而誘發深部地幔流的定向性。較快運動的表層板塊拖曳導致深部地幔發生緩慢的蠕變流動。這樣看來,板塊構造的空間展布及其運動規律恐怕還要藉助於地質力學的理論和方法才能解釋清楚。近來,地幔動力學的研究趨向於認為對流拖曳在板塊運動中不是重要的驅動力。一些新的觀測資料又重新引起對地球自轉動力作用的重視,地球自轉的動力作用還可能是岩石圈板塊運動變化的原因[11]。Doglioni(1990)從地球自轉的角度對板塊運動提出了這樣一種解釋:岩石圈與下伏地幔間去耦程度的差異,可能是板塊運動變化的原因。他根據世界不同地區板塊運動方向的資料繪制了軟流圈向東流動和板塊朝西運動的流線圖來說明岩石圈與軟流圈相對運動的結果。流線的全球性大起伏可能是由於地球自轉軸不穩定的擺動引起的(轉引自馬宗晉,2003)[11]。但是,板塊的擴張和俯沖機制也不是憑空想像出來的,它是根據地殼岩石圈的構造形變、地震和建造記錄反演的,特別是它能很好地說明幔殼是如何演化的,洋殼是如何形成的,如何通過俯沖機制和碰撞機制實現陸殼與洋殼各自物質的各自循環與更新;洋殼物質如何轉化為陸殼物質;洋陸殼物質之間如何轉化;大陸如何裂解和增生,等等。在地質歷史方面,即便是在前中生代,對海陸變遷、超級大陸的聚合和分裂、沉積盆地的開合和造山帶的形成用板塊構造的理論模式仍然能夠得到很好的解釋。一句話,在闡明岩石圈物質的演化和大陸、海洋構造的演化歷史方面,至少在目前板塊構造學是遠勝於地質力學的。

綜上所述,通過以上地質力學與板塊構造學理論體系、研究方法的系統比較,我們不僅了解到它們之間的異同,更重要的是了解到它們之間有較強的互補性。為了更全面地認識地質構造,對於我們,它們不應該成為互相排斥的學說,而應該互相融合,這方面將在本書的後述章節中做進一步的闡述。

(4)為生產實踐、國民經濟、環境保護服務方面:地質力學強調構造體系和構造型式的研究,而這些地質構造實體對礦產資源的展布、工程地基的穩定性、地質災害的預報與防治等都具有控制和啟示意義。因而盡管地質力學在理論上還有動力機制問題尚未解決,但產業部門如地質勘探和工程地質、水文地質等部門仍照用不誤,這也說明地質力學在指導生產實踐和服務於生產實踐和國民經濟、人民生活方面有極大的優勢;而板塊構造學由於它的研究對象是大的地質塊體(板塊),因而它對生產實踐和國民經濟的意義往往是戰略性和方向性的,不能太具體到每一個微細的地質構造。例如,地震主要發生在活動板塊的板緣地帶,如俯沖帶和碰撞帶,這些地帶就成為地震的多發區。目前,許多國家也多用板塊構造理論來研究地震和預報地震(地質力學則用活動體系來預報地震),而沿板緣地帶常是金屬成礦帶,因而這些地帶也就成為找礦勘探優選的地區。總的說來,由於板塊構造學研究的是大塊體的運動,因而它在地質找礦、工程地質勘測與環境保護方面沒有地質力學那樣具體實用,但是,由於板塊構造對區域構造的控制,因而在地質找礦、環境保護和防災減災方面往往具有區域規劃方面的戰略意義。

總而言之,板塊構造學是戰略性的,在戰術性或可操作性方面較弱;地質力學則既有戰略性又有戰術性。

但是,盡管地質力學與板塊構造學在為實踐服務的領域里在研究思路和所能解決的問題方面有這些差異,我們都無妨讓它們按照各自的研究思路對各自的研究對象進行研究並由此為生產實踐、國民經濟和環境保護方面作出貢獻,而同時求得互補,我想這對全人類和地球科學都是有益的。

參考文獻

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[11] 馬宗晉 . 地球構造與動力學 . 廣州: 廣東科技出版社 . 1973.

4. 李四光簡介

李四光原名:李仲揆出生日期:1889年10月26日逝世日期:1971年4月29日
籍貫地:湖北省黃岡(今團風)縣回龍山香爐灣 家人:父親李卓侯,姐姐李希賢,夫人許淑彬,女兒李林(中國科學院院士)身份:我國著名的地質學家
李四光,出生於湖北省黃岡縣一個貧寒人家。他自幼就讀於其父李卓侯執教的私塾,14歲那年告別父母,獨自一人來到武昌報考高等小學堂。在填寫報名單時,他誤將姓名欄當成年齡欄,寫下了「十四」兩個字,隨即靈機一動將「十」改成「李」,後面又加了個「光」字,從此便以「李四光」傳名於世。
1904年,李四光因學習成績優異被選派到日本留學。他在日本接受了革命思想,成為孫中山領導的同盟會中年齡最小的會員。孫中山贊賞李四光的志向:「你年紀這樣小就要革命,很好,有志氣。」還送給他八個字:「努力向學,蔚為國用。」
1910年,李四光從日本學成回國。武昌起義後,他被委任為湖北軍政府理財部參議,後又當選為實業部部長。袁世凱上台後,革命黨人受到排擠,李四光再次離開祖國,到英國伯明翰大學學習。1918年,獲得碩士學位的李四光決意回國效力。途中,為了解十月革命後的俄國,還特地取道莫斯科。
從1920年起,李四光擔任北京大學地質系教授、系主任,1928年又到南京擔任中央研究院地質研究所所長,後當選為中國地質學會會長。他帶領學生和研究人員常年奔波野外,跋山涉水,足跡遍布祖國的山川。他先後數次赴歐美講學、參加學術會議和考察地質構造。
1949年秋,新中國成立在即,正在國外的李四光被邀請擔任政協委員。得到這個消息後,他立即做好了回國准備。這時,倫敦的一位朋友打來電話,告訴他國民黨政府駐英大使已接到密令,要他公開發表聲明拒絕接受政協委員職務,否則就要被扣留。李四光當機立斷,隻身離開倫敦來到法國。兩星期之後,李夫人許淑彬接到李四光來信,說他已到了瑞士與德國交界的巴塞爾。夫婦二人在巴塞爾買了從義大利開往香港的船票,於1949年12月啟程秘密回國。
回到新中國懷抱的李四光被委以重任,先後擔任了地質部部長、中國科學院副院長、全國科聯主席、全國政協副主席等職。他雖然年事已高,仍奮戰在科學研究和國家建設的第一線,為我國的地質、石油勘探和建設事業做出了巨大貢獻。1958年,李四光由何長工、張勁夫介紹加入了中國共產黨,由一個民族民主主義者成為共產主義戰士。60年代以後,李四光因過度勞累身體越來越差,還是以巨大的熱情和精力投入到地震預測、預報以及地熱的利用等工作中去。
李四光,原名仲揆,1889年10月26日出生,古生物學家、地層學家、大地構造學家、第四紀冰川學家、地質學家。蒙古族。湖北黃岡人。1919年和1927年分別獲英國伯明翰大學碩士和博士學位。曾留學日本和英國。早年加入同盟會,參加辛亥革命。曾任北京大學地質系教授、中央研究院地質研究所所長。1949年10月19日,尚是漂泊國外之時,他已被任命為中國科學院副院長。歸國後,他長期擔任著政府地質部部長和中國科學技術協會主席。李四光歷任第二、三、四屆全國政協副主席,地質部部長,中國科學院副院長,中國科學技術協會主席,世界科學工作者協會副主席。

他是中國地質學的先驅之一,創立了地質力學,並為中國石油工業的發展作出了重要貢獻。早年對蜓科化石及其地層分層意義有精湛的研究。提出了中國東部第四紀冰川的存在。用力學觀點研究地殼運動及其與礦產分布的規律,建立了新的邊緣學科「地質力學」和「構造體系」概念。畢生倡導以力學觀點研究地質構造的發生、發展及組合的規律,認為各種構造形跡是地應力活動的結果,建立了「構造體系」的概念,創建了地質力學學派。提出新華夏構造體系三個沉降帶有廣闊找油遠景的認識並為大慶、勝利等油田的發現所證實。開創了活動構造研究與地應力觀測相結合的預報地震途徑。晚年發表的「天文、地質、古生物資料」對我國學科大交叉的倡導產生深刻影響。對中國地質教育、地質科學和地質事業的發展作出了巨大的貢獻。1955年選聘為中國科學院院士(學部委員)。著有《地球表面形象變遷的主因》、《中國北訓之 科》、《中國地質學》、《冰期之廬山》、《地質力學概論》及文集《天文、地質、古生物》等。1971年4月29日,李四光因病逝世,享年82歲。

李四光,出生於湖北省黃岡縣回龍鎮下張家灣村的一個鄉村教師家庭。童年隨父親入村塾讀「四書」、「五經」,學寫詩文。他勤奮好學,愛好勞動。由於常聽父親講甲午中日海戰,中國慘敗,清政府腐朽無能、喪權辱國的故事,他從小就萌懷著滿腔的愛國熱情。他暗下決心,長大後一定要為中國爭氣,學會造船,打敗帝國主義的侵略。1902年,兩湖開辦新學堂,李四光離開家園,到了省城武昌,考入西路高等小學堂。由於他每次考試成績都名列前茅,因此學習未滿兩年,沒有畢業就被湖北省選派官費留日深造。1904年7月,到達東京,入宏文書院習日語。

1905年8月,由孫中山先生親自主盟加入中國同盟會,成為第一批會員中年齡最小的會員。孫中山見其年輕,勉勵他要「努力向學,蔚為國用」。從此李四光更加堅定了刻苦學習,報效中華的決心。1907年7月,考入大阪高等工業學校舶用機關科,學習造船機械。初步實現了他為祖國學習造船的心願。1910年7月,畢業歸國,任武昌湖北中等工業學堂教師兼工場場長。第二年秋夏之交,參加清廷舉行的留學生回國第六次廷試,成績優等,獲「工科進士」稱號。同年10月10日,武昌起義成功,推翻了清政府,武昌成立了鄂軍都督府,李四光先任都督府理財部參事,後被選為湖北省實業部部長,1912年改為實業司司長。不久,袁世凱竊權,篡奪了革命果實,辛亥革命失敗。李四光懷著郁悶的心情,憤然辭去了實業司司長的職務。計算自己年齡還不太大,不如再讀書10年,准備一份力量。1913年7月,獲臨時稽勛局通知,官費保送留英學習,入伯明翰大學。考慮到為祖國造船,不能沒有鋼鐵,要鋼鐵就得先搞冶煉,因此先學了采礦一年,又感到采礦離不開地質,再又決定轉到理科地質系,開始專攻地質學。走上了「科學救國」的道路。

李四光在英學習期間,在導師W.S.包爾頓(Boulton)教授的指導下,他一面博覽群書,一面實地調查,不僅在學術上造詣日深,而且在文字語言上提高也很快。英、日、德、法各國文字,均可運用。他視野遼闊,信息敏捷,基礎知識深廣。1918年6月,在伯明翰大學通過了畢業論文《中國之地質》的答辯,獲自然科學碩士學位。

畢業後,他婉謝了國外的高薪聘請,1919年考察歐陸地質後,接受了國立北京大學校長蔡元培先生的聘書,於1920年5月,回到了北京,出任北京大學地質系教授,他一面為祖國精心培育人才,一面積極參與北京大學一些重要的校務活動。在不少重要的科學研究工作中,取得了創造性的成就。他聲譽日著,很快成為當時北京大學的名教授之一。1927年冬,應蔡元培邀請,南下到上海,參加中央研究院地質研究所的籌建工作。1928年1月,中央研究院地質研究所成立,李四光任所長,一直到中華人民共和國成立時為止。抗日戰爭爆發前,仍兼任北京大學地質系主任和教授。

1934—1936年,根據中英兩國交換教授講學的協議,應邀赴英講學,在倫敦、劍橋、牛津、都柏林、伯明翰等8所大學,講授中國地質學。講稿整理後在倫敦正式出版《中國地質學》,此書除英文版外,還有俄文譯本和摘要漢譯本。學術界給予很高的評價。英國李約瑟(Joseph Neebham)博士稱作者為「最卓越的地質學家之一」。1936年回國途中過美國,在他的學生朱森協助下,對美國地質做了一次由東到西的實地考察。回國後住在廬山做第四紀冰川研究工作。第二年「七七」事變,全國燃起了抗日烽火。李四光率領中央研究院地質研究所同仁,輾轉內遷。

1938—1944年夏,基本上以桂林良豐為基地,依靠廣西地方當局的支持,開展了廣西地質的調查研究,填制了廣西地質圖。並多次長途跋涉考察南嶺東段地質,考察川東、鄂西、湘西、桂北和貴州高原等地的第四紀冰川遺跡。撰寫了大量的學術論文。其間還創辦了桂林科學實驗館,親任館長,為戰時研製必要的科研實驗器材和儀器。1944年11月,日軍入侵,中央研究院地質研究所再度搬遷重慶。由於旅途過度疲勞,李四光病倒在沙坪壩,幸醫療及時,愈後健康顯著減弱。1945年4、5月間,應重慶大學、中央大學聯合邀請,向兩校地質系師生作《地質力學之基礎與方法》的學術報告。這是他20多年來研究地質力學的第一次總結。1945年8月15日,日軍宣布投降,全國人民無不歡欣鼓舞。但是,不久出現了內戰陰霾,李四光為此憂心忡仲,焦慮不安。

1946年秋,離開重慶東下直抵上海養病,未去南京,此時他有祖國雖大,似乎難覓容身之地的感觸。待到1948年2月,借出席在倫敦召開的第18屆國際地質學會,偕夫人許淑彬乘船再度赴英,並經挪威接受奧斯陸大學授予的哲學博士學位。1949年10月1日,李四光在英倫海峽之濱得知中華人民共和國成立的喜訊,特別興奮。立即准備起程回國,為了擺脫國民黨駐英大使館的阻撓,獨自化名先行,經巴黎至巴塞爾,等候夫人一道至義大利登輪,在海上漂泊數月,1950年4月6日經葉劍英派人接應,由香港到達廣州,終於回到了祖國。5月6日到北京,及時地會見了中央領導周恩來、董必武等同志,作了長時間的交談。

李四光回到新中國後,除擔任中國科學院副院長外,還任中國人民政治協商會議第一屆全國委員會委員。在中華全國第一次自然科學工作者代表大會上,被選為中華全國自然科學專門學會聯合會主席。9月,中國地質工作計劃指導委員會成立,李四光任主任委員。1952年9月,中華人民共和國地質部成立,李四光任部長,直到1970年地質部改為計委地質局時才離職。1958年9月,中國科學技術協會成立,李四光被選為主席。同年12月,加入中國共產黨。1969年4月,出席中國共產黨第九次全國代表大會,被選為第九屆中央委員會委員。1970年8月,任中國科學院黨的核心小組第一副組長和國務院科教組組長。1971年4月29日逝世,享年82歲。

李四光一生,經歷了祖國幾次偉大的社會變革。他由一個樸素的愛國主義者,參加了民主主義革命,走上了「科學救國」的道路,最終成為一名共產主義戰士。畢生為繁榮中國近代科學事業,提高地質科學水平,發展地質工作,做出了光輝的業績。他留下了數百萬言的科學論著和豐碩的科研成果,以及他創造性的治學精神、治學方法和奉獻精神,都是祖國科學文化寶庫中的重要財富,後人應當繼續發揚光大之。

李四光早年為悼念一個好學生曾寫過此詩,亦為其畢生從事地質科學研究的光輝寫照。

崎嶇五嶺路,嗟君從我游。

峰巒隱復見,環繞湘水頭。

風雲忽變色,瘴癘蒙金甌。

山兮復何在,石跡耿千秋。

附李四光簡歷

1889年10月26日 出生於湖北省黃岡縣回龍鎮下張家灣村。

1904—1907 年留學日本,入東京宏文學院普通科學習。

1905年8月 在東京加入中國同盟會。

1907年—1910年7月 入大阪高等工業學校舶用機關科學習造船機械。畢業歸國後任湖北中等工業學堂教師。

1911年10月—1912年8月 先後任湖北軍政府理財部參事,湖北軍政府實業司司長,湖北省同盟會支部書記。

1913年10月—1918年6月 入英國伯明翰大學,先學采礦,後學地質學。畢業時獲自然科學碩士學位。

1920年 歸國,任北京大學地質系教授。

1928年1月 任中央研究院地質研究所所長。

1931年 英國伯明翰大學授予自然科學博士學位。

1934年—1936年4月 在英講學,接受挪威奧斯陸大學哲學博士學位。

1937年11月 率中央研究院地質研究所遷廣西桂林。

1948年8月 赴英出席在倫敦召開的第18屆國際地質學大會。

1950年5月 回到北京。出席中國人民政治協商會議第一屆全國委員會第二次會議。任中國科學院副院長,中國地質工作計劃指導員會主任,中華全國自然科學專門學會聯合會主席。

1951年4月 當選為世界科學工作者協會執行委員會副主席。

1952年9月 任中華人民共和國地質部部長。

1956年2月 成立地質力學研究室,兼室主任,1958年室改成所,兼任所長。

1958年6月 被蘇聯科學院授予國外院士。8月任中國科學院原子能委員會主任。9月任中國科學技術協會主席。12月加入中國共產黨。

1969年4月 被選為中國共產黨第九屆中央委員會委員。

1970年8月 任國務院科教組組長。

1971年4月29日 逝世於北京。

5. 李四光的資料

1889年10月26日,李四光出生在湖北黃岡縣的四龍山鎮。因為他是父親的第二個兒子,所以,父親給他起名叫李仲揆。
少年時的李仲揆,刻苦學習,成績一直優秀。1902年,14歲的李仲揆聽說省城辦了一所官費的高等小學堂,凡是學習好的都可以去報考;特別是聽說那裡不學「四書五經」,而是教授國文、算學,成績優秀者還能出國留學。因此,李仲揆終於說服了父母,帶著借來的幾個盤費,徒步到省城報考。
李仲揆辦理了報考手續,買了一張報名單。是由於太興奮,太緊張?還是沒見過世面?李仲揆提筆在姓名欄中端端正正寫下了「十四」二字,而不是「李仲揆」。
「糟糕!」他差點叫起來,「怎麼能把年齡當成自己的名字呢!」
無論怎樣後悔,也已經晚了。重新買一張報名單吧,身上剩下的錢已經不多了,何況還要住宿、吃飯。
李仲揆雙眼注視著「十四」二字,一簇思維的火花在幼小的頭腦中迸發出來。他重新提起筆,把「十」字改成「李」字,然而,這「四」字與「仲」字的筆劃和字形卻相差太大,確實是難以改成。難道還能改叫「李四」不行!不真成了人們平時說到不相乾的人而代用的「張三」、「李四」了嗎!
第一次離家出門就遇到了這樣的難題,他急得鼻子尖都滲出了汗珠。忽然,眼睛一亮,瞥見大廳正中掛著一塊橫匾,上面刻著「光報四表」四個大字,李仲揆急中生智,在「四」字的下面,加上了一個「光」字。
「李四光」!李仲揆端詳著自己起的新名字,心裡充滿了勝利者的喜悅:好!四面光明,光照四方,前途大有希望!
他以第一名的成績考取了南路高等小學堂。從此,李四光便「取代」了李仲揆。他那富有戰斗性和科學精神的一生,也正如他的名字一樣,光照四方!
年輕的李四光,曾被派往日本學造船,派往英國改學地質,取得了地質學碩士學位。他不為國外優厚的待遇和工作所動,學成後毅然回國了。
李四光在地質科學上為祖國贏得的第一榮譽,就是發現了中國內地有第四紀冰川遺跡,以大量的實據,推翻了那些國內外學術權威認為在中國不存在第四紀冰川的理論,為我國進行地質研究,奠定了真實可靠的理論基礎。
李四光熱愛地質科學,為地質科學而獻身的精神,在人們心中傳為佳話。
1930年,一位失業的大學生在上海街頭徘徊。他忽然看到熙熙攘攘的人群中,有一個他熟悉的背影,那就是李四光老師。
奇怪,他的學生為什麼能在背後很遠就認出老師呢?
原來,李四光從事科學研究,一向是一絲不苟,對學生的要求也是嚴格的,連走路,也要學生練好基本功。他經常對學生說,搞地質經常到野外去工作,腳步就是測量土地、計算岩石的尺子,要求邁出的每一步的距離都要相等,並且要記住自己每一步的步長。
李四光要求學生做的,自己首先做到。他養成了一個習慣,走路不緊不慢,步子大小相等,邁一步就是0.85米。不論到哪兒,他彷彿老在度量距離。
所以,他的學生只看見他那走路的模樣,就能認出他來。
李四光搞科研,每天總是要到街上路燈通明時分,才騎著自行車回家;愛人總是焦急地等待著他回來吃飯。但是當他一出現在愛人面前時,家庭的氣氛馬上就變了:他臉上白一道、黑一道的泥痕,總是讓人看了好笑。每當這時,愛人總是開玩笑地問他一句:「又到哪兒演出了?」等到接過他的手提包,發現帶去的饅頭只咬了幾口,愛人一切都明白了,眼裡噙著淚水,趕快走進廚房去。
繁忙時,李四光連回家吃飯也忘了,愛人等急了,只得派女兒去叫他。一天,為撰寫一篇學術論文,竟忘記天晚該回家了。他正在凝神思考時,偶爾抬眼,瞅見一個小女孩靜悄悄地站在桌邊,他未加理會,又低頭繼續寫作,並輕聲催道:「你是誰家的小姑娘啊?天這么晚了,快回家吧,不然你媽媽該等著急啦!」 這時,只聽見小女孩埋怨說:「爸爸,媽媽不是等我著急,是等你在著急哪!」李四光聽到孩子叫他,才恍然大悟:原來這小女孩是自己的女兒李林。他不由得笑出聲來,忙答道:「這就回家,這就回家。」

6. 關於地球的年齡,科學界有什麼定論

對於地球46億歲的結論還存在各種爭論。如我國地質 學家李四光認為地球大概在60億年前開始形成,至45億年前才成 為一個地質實體。前蘇聯學者施密特根據他的「俘獲說」,從塵埃、隕石積成為地球的角度進行計算,結果推測出76億年的年齡值。

地球自轉 地球的旋轉在緩慢下來。我們每一年半會有一個「閏秒」。如果現在它慢下來,那麼它應該曾經快過。更快的旋轉會創造更強的科里奧利效應,而我們知道那就不可能有生命存在了。

7. 李四光院士的歹字型構造體系與年日本9級特大地震

徐道一

(中國地震局地質研究所)

一、引言

1966年3月8日在河北邢台發生強烈地震,造成人員巨大傷亡。在3月8日晚,李四光在參加周總理召集研究邢台地震工作的會議上提出:地震是可以預報的。周恩來總理在另一次會上說:「三八節那天地震後,有些科學家說,地震預報世界上沒有解決。李四光獨排眾議,認為世界上未解決,我們為什麼不能解決。」(鄭明煥,1981)。從這時起,李老急國家和人民之急,擔任中央地震工作小組組長,負責組織中國地震預測、預報工作,並從地質力學角度,開展地震預測、預報研究。他為開創我國的自主創新地震預報事業起到了關鍵性作用。

在地震預測實踐中,李四光親自預測了一些地震。如在1966年4月10日周總理召開研究地震發展趨勢的會上,他提出:「深縣、滄縣、河間這些地區發生地震的可能性是不能忽視的。」後來,1967年3月27日發生了河北河間6.3級地震。又如在1967年10月20日科委地震辦公室一次會議上,李四光指出:「應向灤縣、遷安地區做些觀測。如果這些地區也活動的話,那就很難排除大地震的發生。」後來,1976年7月28日凌晨在唐山發生7.8級地震,同日下午灤縣發生7.1級地震。

近40多年來,國內外一些學者仍然在頑強堅持「地震不能預測」的論調,可見當年李老在將近80歲時能成功地進行地震預測是多麼高明!

進入21世紀後,中國大地震頻繁發生,一些學者應用李老的歹字型構造體系對一些大地震進行了較好的預測研究(包括黃相寧對2008年汶川地震的中期預測),並得到實踐的成功檢驗,筆者在已發表的文章(徐道一,2009;徐道一等,2011)中進行了介紹。

「歹字型構造」是李老在1929年提出的一個新名詞,它為一系列輾轉彎曲的弧形褶皺帶和壓扭性斷裂帶及其間所夾的地塊構成的類似「歹」字的扭動構造,被歸屬為旋扭構造體系類型,一般規模巨大,形態清楚,發育歷史悠久。

2011年3月11日在日本發生了Mw=9級特大地震。筆者依據青藏滇緬歹字型構造體系和亞洲地震的關系對該地震有正式的、基本正確的中期預測,在徐道一等(2012)論述中對日本9級地震中期預測及其依據,本文對預測情況僅作簡略介紹,主要介紹日本9級地震與歹字型構造體系和亞洲地震的關系。

二、對日本9級特大地震的中期預測及其對應

從2008年起,筆者多次在內部報告中提到要注意在日本南部可能發生8級以上大地震的中期預測意見。「日本南部」是指北緯38°以南①,大致是日本的主體島嶼的南半部。後來又在向2010年中國地球物理學會年會提交的論文中提出:「在亞洲(包括中國大陸的西部),今後幾年(群發期的下降時段)還存在發生8~8.3級地震的可能性的背景。由於從2005年10月巴基斯坦巨震向東遷移到2008年5月四川汶川巨震,應注意未來發生8級大地震地區有可能在日本南部、中國台灣,以及菲律賓一帶。」(徐道一,2010)。筆者多次內部報告和論文中提出的預測意見可歸納如下:

預測地區:日本南部、中國台灣以及菲律賓一帶。

預測震級:8~8.3級。

預測時間:今後幾年。

上述的「今後幾年」是以提出上述預測意見成文最早的時間(2008年6月20日)開始計算的。2011年3月11日在日本發生了9級特大巨震。預測三要素與日本9級特大地震的三要素對比結果表明,這一中期預測是基本正確的(徐道一等,2012)。

三、青藏滇緬印尼歹字型構造體系的控製作用是提出日本9級地震預測的主要依據

此次對日本9級特大巨震預測的主要根據是:依據2005年10月巴基斯坦巨震向東遷移到2008年5月四川汶川巨震的實際情況,提出還要向東遷移到日本南部等地。上述推理的根據與李四光院士的青藏滇緬印尼歹字型構造體系有密切聯系。

在2005~2008年亞洲發生了許多個7~8級大地震,為什麼僅挑選上述那兩個地震呢?這是因為在2008年汶川8.3級巨震後,筆者找到中國大陸一些8級巨震(包括汶川巨震)與李四光院士提出的青藏滇緬印尼歹字型構造體系存在密切聯系(徐道一,2009),認為,「汶川巨震發生之後,使我認識到:可以把表2中的災害鏈延伸到巴基斯坦巨震;在發震時間方面,印度尼西亞巨震A與巴基斯坦巨震的間隔時間是9個多月,而印度尼西亞巨震C與汶川巨震的間隔時間是8個月左右。這說明:上述的印度尼西亞巨震、巴基斯坦巨震、汶川巨震之間存在較好的關聯性。」(表1)。

日本9級特大巨震發生後,發現它與巴基斯坦大地震、汶川巨震之間不僅在空間上存在由西向東遷移的空間關聯性,而且在時間上也存在較好的關聯性(表2),三者之間的兩個時間間隔都為2年8個月左右。

表1 2004年、2007年印度尼西亞巨震分別與巴基斯坦、汶川巨震的時間間隔

註:本表是徐道一(2009)文中的表2、表3的簡化和修改補充。

表2 巴基斯坦大地震、汶川巨震和日本9級特大地震的時間間隔

這進一步說明,通過印度尼西亞巨震、汶川巨震等與青藏滇緬印尼歹字型構造體系的密切關系研究得出的預測結論是正確的,由此所選出的兩個大地震的確存在內在時空聯系,可以據此作出中、短期預測。

四、青藏滇緬印尼歹字型構造體系與日本大地震的關聯

1.印度尼西亞特大地震與日本特大地震的關聯

從歷史上看,處於青藏滇緬印尼歹字型構造體系尾部的印度尼西亞發生一些大地震後,對位於西太平洋地震帶的日本地震活動會產生顯著的影響。

例如,由表3可見,1883年在印度尼西亞發生特大地震。由於當時還沒有現代地震儀,以及缺失其他信息,對該地震無法定出公認的震級,但也有被定為8.7級的報道和有「死亡十萬人,損失非常嚴重的記錄」。過了8年多,在日本發生8級(一說為8.4級)特大地震,也造成非常嚴重的損失。這兩個地震與表3下部的2004年印度尼西亞特大地震、2011年日本特大地震的情況可以比照。表3中兩個印度尼西亞特大地震之間的時間間隔為121年4個月,兩個日本特大地震之間的時間間隔為119年4個月,上述兩個時間間隔相差僅為2年。

表3 4個特大地震的基本參數

註:①據中國地震局監測預報司編.亞洲地震概要.北京:地震出版社,2007,113。

②即濃尾大地震。

因此,當21世紀初,亞洲大陸的地震活動中心遷移到印度尼西亞以後,影響到在日本發生特大地震,這是有先例的。

2.青藏滇緬印尼歹字型構造體系在亞洲地震活動中的關鍵性作用

在徐道一(2005)文中提出:「從19世紀末開始有現代地震記錄以來,在亞洲發生的最大的3次特大巨震見表2。由表2可見,2號與1號特大巨震相隔53年;3號與2號特大巨震相隔54年。兩個時間間距幾乎相等,僅相差1年左右。3個特大巨震顯示了很好的時間有序性……3個特大巨震發生的緯度都局限於在東經90°~97°的小范圍內,也是很值得注意的一個現象。」上文中的「表2」在本文中為表4。

表4 亞洲3次特大巨震(M≥8.6)目錄

(據徐道一,2005,有修改補充)

前兩個特大巨震位於青藏滇緬印尼歹字型構造體系頭部的兩個穹隆體附近(徐道一,2009),它們的震級是這一時期中亞洲最大的,周圍地區有很多火山、溫泉分布,顯然與地下深處熱能和物質上行有關。而2004年特大巨震位於歹字型構造體系的尾部,它們都屬於青藏滇緬印尼歹字型構造體系。

因此,從100年左右尺度看,青藏滇緬印尼歹字型構造體系對亞洲大陸的大地震活動是扮演了關鍵性控製作用的角色。

五、亞洲地震與日本地震的關聯

筆者發現,亞洲1934~1970年期間6個8級地震之間存在相當規則的時間間隔(5個時間間隔在2130~2210天之間),從1934年在尼泊爾(中國西南邊界附近)發生8級大地震開始,先向西遷移到土耳其,然而轉向東遷移,經巴基斯坦、中國、蒙古,最後1963年在日本發生大地震,合計發生了6個8級地震(Xu et al.,1998)。

從1997年11月西藏發生瑪尼大地震開始了又一輪的類似遷移,經印度(離1945年巴基斯坦大地震不遠)、中國西部,又在日本、俄蒙中交界地區發生大地震,合計也發生了6個8級左右地震。依據與上一輪大地震的空間遷移,筆者對2003年9月27日發生在俄蒙中交界的大地震在震前有較好的中期預測(徐道一,2004)。

上述兩輪的開始時和兩輪中間在中國西部(或附近)發生的大地震都位於青藏滇緬印尼歹字型構造體系之中或它的附近地區。

最近這一次大地震的遷移,則是在位於青藏滇緬印尼歹字型構造體系尾部的印度尼西亞特大地震的控制之下,在2005年巴基斯坦發生大地震以後,經四川汶川,也是最後在日本發生特大地震。

3次亞洲大地震的類似遷移可進一步說明,李四光提出的青藏滇緬印尼歹字型構造體系對亞洲8級地震的關鍵控製作用。這是此次能作出「基本正確中期預測」的關鍵所在。

六、討論

1.李四光對1970年通海大地震有過中期預測

80年前,李四光院士提出歹字型構造,後來曾多次進行論述。他主要關注兩個巨大的歹字型構造,即青藏滇緬印尼歹字型構造體系和北美西部歹字型構造體系。開始關注地震預測以後,他及時注意到青藏滇緬印尼歹字型構造體系與現今地震活動的關聯。

1970年1月5日在雲南通海發生了7.7級大地震。1970年春夏之交,筆者到雲南通海進行地震考察時,在震中區「意外」看到一個地應力觀測台。台站人員告訴筆者,他們是依據李四光的預測意見,在1969年在通海建立了台站,以便得到前兆觀測資料。這表明:盡管1966~1969年中國大陸地震活動地區是在華北,李老已預見在雲南通海附近可能發生大地震。

雲南通海已位於青藏滇緬印尼歹字型構造體系之中,可推測,李老作出上述的預測可能與他提出的青藏滇緬印尼歹字型構造體系的概念有一定程度的關聯。

2.李四光學術思想中的整體性方法論

孫殿卿等(1993)指出:「李四光學術思想中體現了整體論、系統論、活動論以及學以致用與辯證發展的自然科學觀、求實創新和理論與實踐統一的科學方法論。」李老具有深厚的中華傳統文化基礎(徐道一等,2004),提出兩個巨型的歹字型構造是從總體上把握地球表層的主要特徵,把亞洲大陸的青藏高原與印尼島弧作為一個整體性體系進行考察。李老提出「構造體系」的名詞,它的含義是:「簡單地說,是許多不同形態、不同力學性質、不同序次和不同等級,但具有成生聯系的各項結構要素所組成的構造帶以及它們所夾的地塊組合而成的總體。」(李四光,1973)。上述的「成生聯系」是指一個地區中同一方式的動力作用形成的各種構造形跡的內在聯系。因此,李老是應用整體性方法提出巨型歹字型構造體系概念的。

但是,許多人對整體性方法的理解不同,如有學者認為:「古代的整體論是樸素的、直觀的,沒有把對整體的把握建立在對部分的精細了解之上。隨著以還原論作為方法論基礎的現代科學興起,這種整體論不可避免地被淘汰了。」(畢思文,2001)。這一看法具有片面性,由上述認識是不可能真正了解整體性方法的重要意義的,也難以做到還原性與整體性方法的結合。

本文論述的應用歹字型構造體系概念成功作出中期預測日本9級特大地震的實例表明,主要是應用整體性方法就可取得實效。對比之下,日本學者應用許多高精尖還原性方法(如高密度GPS觀測網、高精度地震台站網等),取得了數量巨大的「精細」數據,並沒有對這次日本9級地震提出符合實際的中、短期預測。

類似事例很多,不一一列舉。這說明,整體性方法不一定非要在「精細了解」的基礎上,它也不應被淘汰,而是要大力發揚。問題的關鍵所在是不能把兩類方法對立起來。當然,有時候需要把整體性方法與分析性方法相結合,也是能取得滿意實效的。

七、結束語

近30多年來,由於過分強調板塊構造假說,李四光的學術思想受到實質上的忽視,李老晚年主要關心和從事的地震預測、預報的思路和方法也受到實質上的排斥。現在,他在80年前提出的歹字型構造體系的創新理念在21世紀的地震預測,尤其是在日本9級地震的中期預測中,顯示了新的生命力,而對比之下,板塊構造「登陸」遇到了困難,尤其是在地震預測中顯得無能為力,有些學者更得出「地震不能預測」的錯誤看法。

因此,這需要我們很好地去繼承和發揚光大李老的學術思想,廣泛應用到地震預測以及尋找礦產資源中去。

參考文獻

[1]畢思文.新概念地質力學.北京:地質出版社,2001,10

[2]李四光.地質力學概論.北京:科學出版社,1973

[3]孫殿卿,崔盛芹,王澤九.李四光學術思想探討.中國地質科學院地質力學研究所所刊,1993,(15):1~8

[4]徐道一.2003年9月27日俄蒙中邊界7.9級地震的中期預測及其重要意義.中國地震,2004,20(4):341~346

[5]徐道一,孫文鵬.李四光先生的學術成就和學術思想——紀念李四光院士誕辰115周年.地質論評,2004,50(6):659~661

[6]徐道一.中國大陸的巨震活動有可能趨向平靜.自然雜志,2005,27(1):8~10

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[11]鄭明煥整理.李四光同志年譜簡編.見:李四光研究會籌備組中國地質學會地質力學專業委員會編,李四光紀念文集.北京:地質出版社,1981,129~140

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8. 我想知道李四光的簡介

李四光(1889~1971)中國地質學家,地質力學的創始人。字仲揆,湖北黃崗人。早年加入同盟會,參加辛亥革命。於本世紀20年代創立了地質力學,為地質理論作出了巨大貢獻。他運用力學觀點來研究地殼運動現象,將各種構造形跡看作地應力活動的結果,建立了「構造體系」這一地質力學的基本概念,為探索地質自然現象提供了新方法,為研究地殼運動規律開辟了新途徑,開創了地質科學的新局面,在國際上享有崇高聲譽。他的理論為我國石油勘探作出巨大貢獻。例如他運用地質力學分析我國東部地區地質構造特點,認為新華夏構造體系的三個沉降帶具有廣闊的找油遠景,從理論上否定了「中國貧油」論。大慶、勝利、大港等油田的相繼發現證實了他的科學預見。在地震地質工作方面,他強調在研究地質構造活動性的基礎上,觀察地應力的變化,為實現地震預報指出了方向。此外,李四光早在20年代初,實地考察了我國太行山麓、大同盆地、廬山和黃山等地,先後發現第四紀冰川遺跡,推翻了國際上許多冰川學權威斷言中國無第四紀冰川的錯誤結論。李四光曾留學日本、英國,曾前往法國、德國和瑞士等地考察。1949年以前曾任北京大學地質系教授,中央研究院地質研究所所長等職。1949年後,曾任中國科學院副院長,中國古生物研究所所長,中國科學院地學部委員,中國科學技術協會主席,地質部部長等職,並當選為第一、二、三屆全國人民代表大會代表,中國政治協商會議第二、三、四屆全國委員會副主席,中國共產黨第九屆中央委員會委員。

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