叶连俊,中国科学院院士,现任中国科学院地质研究所研究员。1913年7月生于山东省日照县。1933年,叶连俊考入北京大学地质系,在著名地质学家李四光、谢家荣、A·W·葛利普(Grabau)等的教育下,对地质学产生浓厚的兴趣。1937年,他从北京大学毕业,旋即考入经济部中央地质调查所。1945年,叶连俊考取公费赴美实习进修,1947年回国,投入水文工程地质试验研究。
半个多世纪以来,叶连俊的科学活动领域非常广泛,不仅深入研究沉积学和沉积矿床学,而且涉及构造地质学、地层学、地球化学等领域。他先后发表论文100余篇,专著6种。在他的科研成果中,“中国锰矿床的沉积条件”、“外生矿床陆源汲取成矿论及中国磷块岩沉积学”、“华北地台沉积建造”、“中国沉积岩层和沉积矿层的形成与展布、演化与变革的自然规律”和“中国磷块岩”等项目分别获中国科学院自然科学三等奖(1955)、全国科学大会奖(1978)、中国科学院科技进步一等奖(1955)、国家自然科学二等奖(1987),中国科学院自然科学一等奖(1991)和国家自然科学三等奖(1993)。他还培养硕士、博士研究生和博士后研究人员40余名。
作为成功的沉积学家和沉积矿床学家,叶连俊的学术造诣深湛,建树是多方面的,他先后提出过许多重要的地质科学理论学说。
早在50年代末至60年代初,叶连俊就开始研究总结中国外生矿床的形成特点。他认为,外生成矿是地质发展过程中特定阶段的必然内容,矿层的形成代表着一定地质环境中物理化学条件从旧平衡向新平衡的过渡,代表新平衡的开始。外生成矿有其明显的时空分布规律,既有其周期性与特殊性,也有其统一性和方向性;其发展与演化同海陆变迁、古气候转化、生物演化等各种地质作用有着密切的相关性或专属性。1963年,叶连俊根据外生成矿与造海运动、古地理、沉积间断面、有机质以及物理化学条件的关系等事实,提出“外生矿床陆源汲取成矿论”。他认为,成矿的基本环节是在海侵过程中陆源风化物质在有机质存在的条件下海解,成矿物质被海洋底水汲取,然后在物理化学条件的变革过程中重新淀积而成矿。80年代以后,叶连俊和他的研究集体又对中国东部震旦纪和寒武纪的磷块岩矿床进行了全面深入研究,进一步认识到:地壳运动相对稳定的时期,造海运动相对活跃的时期,气候干燥炎热的低纬度地区,大气成分相对缺氧的条件等是重要的成磷背景;成矿的原始物质来源是陆源汲取和海相沉积物中的有机物,直接的沉积来源是陆架区的孔隙水和底水;磷矿的形成多半出现在海侵的初期,特别是在海侵的前沿地带。他指出成磷过程也像其他沉积矿床的形成一样,不是单一因素一次反应的产物,而是一个多因素多阶段复杂过程的结果,其间至少要经过三个大的阶段或步聚:开始是磷质的汲取阶段,发生磷质的富集,形成富磷沉积层;其二是地球化学富集阶段,发生矿源层的形成作用,形成贫磷矿层及结核状磷块岩层;最后是物理富集阶段,发生工业磷块岩的形成作用,形成颗粒结构的层状工业磷矿。他在1986年提出工业磷块岩物理富集成矿的理论。紧接着,又全面剖析了中国沉积矿床的成矿背景、成矿环境、成矿作用和成矿过程,于1989年发表《沉积矿床多因素多阶段成矿论》。90年代以来,他又积极倡导并率先组织开展生成矿作用的研究,这是一个多学科交叉的前沿课题,目前已取得了突破性进展。至此,他早年提出的外生矿床陆源汲取成矿论学说得到了进一步补充、完善和发展。
叶连俊从60年代起在国内最早注意成矿时代问题的研究,在1963年的陆源汲取成矿论的论文中已有所反映。1977年,他总结我国外生矿床的形成、演化与变革规律,指出中国重要的沉积矿床在地史上的形成作用有明显的时代演化特色,以吕梁、加里东及印支期造山运动为界限,可以明显地分出4个成矿期,在每一成矿期中都有各自的矿种组合及不同的成矿系列(共分出3个明显的成矿系列)。还指出沉积矿床的形成是地壳发展演化的产物,在地壳发展的不同阶段,形成不同组合、不同类型的各类矿床;每一成矿系列都是在一次大的造山运动之后开始的,而且多半都以铁开始,其后按时代由老而新依次出现锰、磷、铝、煤、铜及蒸发盐矿床;此外,不同沉积矿床的形成还需要有一定的古气候条件、生物条件和陆源物质分异剥蚀条件。总之,在他看来,沉积矿床的成矿时代、成矿序列和成矿周期都与地壳演化、海水进退、生物兴衰以及古气候的变迁有着密切的成因关系,他提出了“成矿时代的成因”这一重要的成矿理论概念。
叶连俊对沉积建造有较深入的研究,60年代以后,特别是70年代后期,他全面系统地剖析了华北地台晚前寒武纪到第三纪各地质时期沉积建造的特点,并在实践中运用于成矿研究、沉积相、沉积环境和沉积盆地分析等方面。在1983年出版的《华北地台沉积建造》专著中,详细论述了沉积建造的地质意义和建造的划分及命名原则,提出“造山建造”、“造陆建造”、“造海建造”和“断陷建造”以及“正向建造”和“负向建造”的概念,深入探讨了各种沉积建造的发生、演化与地壳运动的关系。叶连俊指出,各式各样各具特点的沉积建造都是在基准面不断升降、沉积物质不断堆积的过程中产生的。基准面的升降可以导致沉积形成作用“起始组成物质”的不同以及剥削与沉积在时间与空间展布上的变化。他还指出,沉积物质的分异是沉积起始物质与古地理环境之间矛盾斗争的产物,基准面的升降是地壳运动的反映,不同的地壳运动以及同一地壳运动的不同时期都可以导致不同情况基准面的升降,因而为沉积形成作用提供不同“质”和“量”的起始组成物质,造成不同性质、不同类型的沉积层或沉积岩体;在一定的大地构造单元区域内,沉积建造的叠置序列能够反映该区地壳运动发展的特点及地史过程。把对沉积建造的研究和认识提高到一个新的水平。
本文标题:叶连俊与我国沉积地质学
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