李四光地球系统整体观的发展 发展地质力学的创新思维

( 一) 大陆运动起源的探索

李四光早年就学于英国伯明翰大学。1920 年回国担任北京大学地质系教授。1921 ～ 1925 年，对中国地质进行了广泛的研究，内容涉及区域地质、矿产地质、地层、古生物、冰川、地势、地震、火成岩等诸多方面。

在当时，关于大陆运动起源的问题，各个学派，甚至每个放眼世界的地质工作者，都提出了自己的看法:

传统学派，主张地球在她长期存在的过程中。由于逐渐失热或其他原因而收缩; 以致海洋部分，特别是太平洋部分，显著地发生了沉降; 而在大陆部分，总的趋向，也是朝着地心下降，但在局部地区，也可能发生相对的上升下降运动; 因之发生了褶皱现象和各种断裂现象。这一派的看法，是以垂直运动为主的，局部的水平运动，是由于垂直运动而引起的次生运动。

另一学派，是主张以水平运动为主的。他们在认识了均衡现象的基础上，认为主要由硅铝层构成的大陆，是浮在由硅镁层构成的基底上面，并且认为大陆能够在它的基底上面和由硅镁层构成的海底上面，发生水平滑动; 还认为大陆的各部分也能够发生大规模的相对水平位移。

人们最注意的一派，是以魏格纳大陆起源说为代表; 实际上，在魏格纳以前，早已有人提出大陆漂移说。不过，魏格纳的提法，比较全面，也比较系统，并且提出了比较多的证据来支持他的说法。其中显得比较突出的证据是: ①在某些地质时代，地球表面上古气候带的巨大变化; ②大西洋东西海岸线形状的相符性; ③南北美大陆和欧非大陆上，特别是南美大陆和非洲大陆上，某些古生物群的密切联系; ④南美洲和南非洲某些建造特点的相似性; ⑤晚古生代南半球大陆，包括印度半岛在内的 “冈瓦纳大陆”上冰川流动的方向，等等，都广泛地引起了人们的注意。

另一派，也和魏格纳大陆漂移说近似，其不同之点在于: 约里提出了关于硅铝层岩石放射性作用和大陆表面形状的关系问题。

还有一派，认为地球内部不断发生对流，轻的物质向上，较重的物质向下; 其结果，在某些地带把大陆拖开，使它们分裂，海洋从而侵入。在分裂的那一方面，大陆的海岸留下张裂的痕迹，例如，北美海岸以至内陆和西欧海岸以至内陆，就遗留着由于这种拖动而被拉断了的古生代山脉。在另一方面，大陆碰到了海底较重和较硬的硅镁层的抗抵，而发生了大规模的挤压现象。由于这种挤压，就形成了大型的地槽，以及由地槽转变过来的雄伟山脉。南北美洲大陆西岸的科迪勒拉地槽和安第斯、科迪勒拉等巨大山脉，就是这样形成的。这种看法的后一部分，即南北美大陆的东部和欧非大陆分裂; 南北美大陆的西部向太平洋方面推挤，和上述两派的看法，基本上是相同的。

各式各样的大陆漂移说曾轰动一时，但在所谓正统学派顽强抗拒下，逐渐搁浅了。

在各个学派纷争的影响下，李四光于 1926 年，发表了 《地球表面形象变迁之主因》一文。这篇文章，在批判了一些传统学派的同时，根据大陆上大规模运动的方向，推论了那些运动起源于地球自转速度的变化; 提出了 “大陆车阀”自动控制地球自转速度的作用。

这一套理论实际上是李四光从全球构造的特点出发，将地球作为一个整体，研究地壳运动问题的开始，也是地壳运动整体观的开端。但是，李四光并不满足于此，他自我认为: 这一观点不是没有一点实践基础的，但是这样立论，大体上说，也和其他各派的学说一样，在方法论上存在着很大的缺点，于是他进行了更为广阔的探索。

( 二) 全球运动与全球变化研究

从 1921 年开始，至 1937 年，李四光花费了很大的精力研究地层古生物和冰川。

这一阶段是从 1921 年研究中国北部石炭、二叠纪沉积物开始的。中国北部是一个丰富的产煤地区，那些主要的煤层与石炭、二叠纪的地层有密切的联系。这些石炭、二叠纪的地层，当时统称为太原系。紧接着它上面的山西系，其中一部分，后来称为 “石盒子系”，是与主要的含煤地层有关的。太原系，主要是由陆相地层构成的，其中夹有若干海相地层。

关于太原系的时代问题，有过长期争论。在太原系中，当时发现的化石并不多。后来，在许多地点出露的太原系海相地层中找到了丰富的微体古生物群，特别是 科; 在其中的陆相地层中，例如在 “唐山煤系”中，也找到一些植物化石。

到 1924 年，从莫斯科盆地中典型的中石炭统地块区，取得了大量的 科标本和若干腕足类标本。经过详细的比较和鉴定证明莫斯科系中的海相生物群和太原系下部海相地层中所含的生物群，有密切的联系。根据这一发现，我们就把太原系分为上下两段: 下段称为本溪系，系海陆交互地层; 上段仍称太原系。

在中国南部，晚古生代地层发育的情况，和北部很不相同。在南部，石炭纪和二叠纪的地层，海相占优势。这些海相地层的划分和年代的鉴定，也曾发生过相当激烈的争论。在那些石灰岩中所含的 科化石，对解决上述争论，起了重要的作用。因为我们在中国南部的所谓黄龙灰岩、壶天灰岩等厚度颇大、岩质颇纯的海相地层中，以及在中国南部的所谓船山灰岩、栖霞灰岩、马平灰岩等厚度相当大、分布相当广泛的海相地层中，均发现了大量的 科化石，这些化石的某些种属，与中国北部狭义太原系中所含的 科化石相同。这就证明了，中国南部这些占主要地位的晚石炭世和一部分石炭-二叠纪过渡的海相地层，与中国北部以陆相为主夹有若干海相地层的太原系，是同时代的产物。

那么，就产生了这样一个问题: 当时海侵海退的现象，为什么有这样南北的差异?

经过对地球上其他地区，当时海侵海退现象，作了初步比较，1928 年发表了 《古生代以后大陆上海水进退的规程》一文，对古生代以后大陆上海水进退规程的初步探索，得到了一种假说: 大陆上海水的进退，不完全像有名的奥地利地质学家苏士所提的那样，即海面的运动，或升或降，是具有全球性的，而是可能还有由赤道向两极又反过来由两极向赤道的方向性的运动。这个假说，又引起了一个问题，为什么海洋会发生这样具有方向性的运动? 当时初步设想，这可能是由于地球自转速度在漫长的地质时代中反复发生了时快时慢的变化。这种设想，有没有点正确性，当然还存在着很多问题，不过，它对地壳运动的起源，起了相当重要的启发作用。它的作用，在于提出了这样一个问题:即大陆运动，包括区域性的构造运动，是不是也会受到这种地球自转速度变化的影响呢? 如果是的，如果构成大陆的岩石，受到了长期地应力活动的作用，它具有一定刚性和塑性的话，那么，当大陆和海洋发生南北向的方向性运动以后，在大陆上，也应该留下相应的痕迹。

李四光对大陆运动、海洋运动的研究，以及对冰川的研究，实际上是他对地球岩石圈、水圈、气圈作为一个整体，进行全球运动与全球变化研究的开始。从而为地壳运动问题研究开创了一条新的道路，体现了李四光系统整体观的学术思想。

( 三) 构造体系与构造系统研究

地质科学中很早已孕育着系统观点的胚胎，如结晶系列、沉积系列、成矿系列等，其中特别应该提出的是李四光为此所作的贡献。李四光研究的领域十分广泛，除了构造地质的研究外，对中国地质、第四纪冰川等方面的研究均著称于世，有一些论文还广泛地涉及地球物理、地球化学、矿床地质、海洋、气候、天文和实验地质学。在他所研究的诸多领域中，集中反映他的学术思想是构造体系的研究。

对构造现象本质的探索，李四光是从认识一些个别的和特殊的现象开始的。起初，见到乌拉尔那样褶皱强烈的山脉，在东西两面的广大平原之间突起，好像一条长蛇，南北蜿蜒，这不能不说是欧亚大陆中一个突出的奇异现象。为什么有这样一条山脉?光说它是由一个南北向地槽在回返阶段中转变而成的，这只是把问题向后推了一步，并不能满意地回答，为什么在欧亚大陆之间，曾经存在着那样一个地槽。大家知道，乌拉尔主要是在晚古生代经过一次巨大的构造运动而形成的一条山脉，很难设想，它是孤立的。实际上，在它的东西两面的大平原———所谓俄罗斯地台和西伯利亚地台以南，还存在着相当复杂的一套弧形山脉: 西边从高加索以西，东边到阿尔泰山系，都是属于被这套弧形山脉所穿插的地带。当时知道，这些弧形山脉之中，有些是大致和乌拉尔同时产生的。虽然它们之间的距离相隔很远，走向也不同，但它们之间是不是有成生的联系呢? 这个具体问题的提出，实际上，是认识山字型构造的开端，也是认识构造体系的萌芽。光靠当时所掌握的事实，当然，还不能得出任何结论，在此谈这些经过，主要的目的，不在于这个设想正确不正确，而是想揭露当时如何冒着很大的危险，打开一条思路，到实践中去，认真地检验，这种构造型式或构造体系的概念，究竟行不行得通。

1928 年前后，在南京、镇江一带，初次发现了宁镇山脉这个大致东西向的弧形构造。它的弧顶位于镇江一带，向北凸出。在它的南面相当辽阔的平原中，出现一条茅山山脉。这条山脉的伸展方向，是大致南北的; 它和宁镇山脉一起形成了一个构造体系。这个构造体系的特点，基本上和乌拉尔出脉及其以南的复杂的弧形山系所形成的构造体系相符合，不过具体而言，方位相反罢了。到这时候，对山字型构造体系的认识就进了一步，但还不够落实还需要扩大范围，在野外进行大量的观测工作，看看是否在我国境内还存在这种类型的构造体系。当时为了方便工作，暂把这个构造体系的南北向的组成部分，称为山字型构造的脊柱，它前面的弧形构造带，称为前弧。

宁镇山脉-茅山这个山字型构造和横跨欧亚大陆的那个山字型构造; 不仅是规模相差很大，前弧凸出的方向相反，而且还有许多不同之点。这里就引起了一个问题，宁镇山脉-茅山山字型构造究竟是自成一个独特体系，还是另一个构造体系的组成部分? 只有通过更广泛的实践，才能解决这个问题 .

同年，在广西台地 ( 那时不叫地台) 东南西三面也发现了由复式褶皱构成的弧形山脉体系。它的弧项位于宾阳县城东南，东翼以镇龙山-瑶山大背斜为主体，经贵县、武宣、象县与修仁等县，再走荔浦、灌阳，抵达零陵与道县之间的紫荆山地块; 西翼以大明山背斜为主体，经上林、隆山、都安等县，继之循都阳山背斜，往西北进入贵州境内。当时设想，这可能是一个山字型构造的前弧。当年参加工作的同事们，满以为在柳州附近应该见到它的南北向脊柱，但是，事实上不是这样。经过半年以后，这些同事们，在广西北部工作，才发现了古老变质岩层构成南北延长的强烈褶皱带，确定了构成广西山字型体系的脊柱。

此外，还发现了淮阳山脉也是一个弧形构造。它的弧顶在位于湖北黄梅、广济之间。它的北面就是一般称为淮阳地盾的地区。地盾的概念，阻挡了淮阳弧可能是一个山字型构造前弧的设想，也阻挡了我们认识宁镇山脉和淮阳弧的联系。在此，从地盾、地台等观点来分析地质构造，和从构造体系观点来分析地质构造，就发生了严重的分歧。淮阳山字型构造问题，直到新中国成立以后，才算得到了解决。

在 20 世纪 20 年代的末期，除肯定了几个山字型构造的存在以外，还发现了其他一些不同类型的构造体系。对这些不同类型构造体系的认识，模拟试验，起了一定的作用。就当时所认识的构造类型和它们分布的范围、规律，以及它们在地壳运动问题上的含义，在 1929 年作了一次总结。这个总结，概括了不同类型构造的特殊本质，明确了构造体系的概念，确定了与每一类型构造体系有关地区的构造运动的方向和方式，推断了大陆和海洋运动的主因。

按照这一观点到 20 世纪 40 年代他已经做了大量工作，初步划分了中国与东亚的构造体系。至 60 年代，其构造体系的研究已日臻完善。

构造体系概念的建立，在构造地质学领域中无疑是一场革命，它把对构造的研究从孤立的形象描述，追索到力学机制，然后从局部应力场与全球应力场的角度，找出了它们的内在联系。因此，构造体系的观点实际上就是构造地质方面的系统论和整体观。

对构造体系的含义，他在 《地质力学概论》一书中写到:“……简单扼要地说，构造体系是许多不同形态、不同性质、不同等级和不同序次，但具有成生联系的各项结构要素所组成的构造带，以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。”由此可见，构造体系全面体现了系统论所概括的整体性、联系性、层次性和最优化等特点。

在确认了构造体系的存在之后，他紧接着又提出了构造体系之间的等级与序次观念和全球构造体系的联系性和整体性的见解。他认为，小型构造体系受中型构造体系的控制; 中型受大型控制; 大型受巨型乃至全球构造体系所控制。一个层次的构造体系，从其整体性的力学机制来说，就是一幅协调统一的应变图像，反映了一定方式的构造运动。小型、中型、大型、巨型的层次级别，分别反映了局部性的、区域性的乃至全球应力场的特征，从而为研究全球构造系统和解决地壳运动的整体性问题开创了一条逻辑严密的新途径。

“体系”具有 “系统”的同一内涵，体系的级、序也与系统的层次观念是一致的; 只是构造体系是针对具体地质构造的系统观术语，而系统论则是泛指事物的概括性系统观术语，但它们的本质是一致的。

( 四) “地质力学”的开创与发展

1956 年 10 月 1 日，李四光完成了 《地质力学概论》 专著初稿。

该稿是李四光在第一稿的基础上修改、补充而成的，全书近20 万字，图版 8 幅。第一章，有关地质构造的若干传统概念述要。概括了传统地质构造的主要概念，严肃指出了某些传统概念的缺点。第二章，地质力学的方法。将地质力学几十年形成的一套独特的工作方法系统地化为 7 个步骤: 一、鉴定每一种构造形迹或构造单元 ( 结构要素) 的力学性质; 二、辨别构造形迹的序次，按照序次查明同一断裂面力学性质可能转变的过程; 三、确定构造体系的存在和它们的范围; 四、划分巨型构造带，鉴定构造型式 ( 明确地把已经认识了的构造体系分为三大类型: 1.横亘东西的复杂构造带; 2. 走向南北的构造带; 3. 各种扭动构造型式: 多字型构造、山字型构造、入字型构造、旋卷构造和棋盘格式构造等) ; 五、分析联合和复合的构造体系; 六、探讨岩石力学性质和各种类型的构造体系中应力活动方式; 七、模型实验。本章是本书的重大章节。第三章，当前地质力学中存在的问题归纳为 8 个方面: 一、构造运动时期的鉴定; 二、古构造型式的鉴定; 三、各级构造型式对矿化带和矿田的控制作用; 四、构造型式所涉及的地壳深度; 五、各级结构面或构造面显示力学含义的特点; 六、个别褶皱型式的决定因素; 七、岩石的弹塑性能的统一性与松弛现象; 八、在岩层中不显示构造迹象的应力作用和现时尚在活动的应力分配情况的探测。提出了进一步钻研的问题，展示了发展的前景。第四章，地壳运动起源问题，对构造运动发生的时期、方式和方向，以及起源和动力的来源进行探讨。

本书是李四光在地质科学实践中，用运动的观点、系统的观点分析研究地质现象，从中找出其内在本质的联系和规律，上升到理论高度的总结，是地质力学文库中的经典著作。

( 五) 地球系统整体观的探索

李四光学术思想中的整体观也是针对具体的地球所表现出来的。首先，他自始至终把地球这个整体看做是考虑一切地学问题的出发点，任何地质规律都是在巨大的球体的地质条件下产生的，而且是在不断变化的转动着的地球上出现的。所以他提出了一个永恒性的命题，即我们所要研究的构造，为什么会在那个时候，以那种方向，在地球的那个地点上出现。实质上，这是一个对地质构造的成因在地球坐标系和时间演变相配合的四维空间内求解的问题。在此前提下，他逻辑地考虑到全球构造之间在球坐标系内的统一协调问题。正因为如此，他把环球分布的巨型纬向构造体系叫做协调山脉。一方面他是用小达尔文的协调函数来解释纬向构造的等间距性; 另一方面这也是关于球坐标系中任何构造解释必须符合协调条件的一种表现。

还有一点就是地球构造成因的动力学解释问题。李四光在20 世纪初期，已经注意到约里 ( Urey H. C. ) 教授所做出的大致25 ～ 35Ma 时间地壳下部的岩石就会发生一次熔解的结论，并且认为 “构成重圈最上层的壳下层是非常黏性的，大陆是有些弹性的固体，好像是漂浮在壳下层之上。”当大陆发生漂移时，在它前进的一侧必然发生 “强烈的冲突……形成边缘褶皱……和边缘弧。”这一看法与大陆漂移说是不无相似之处的。如果李四光对大陆漂移的方向不再去做进一步的研究，我们相信他有可能支持对流学说。使他提出另一种观点的主要原因，是他仔细研究了各个大陆的漂移方向，他发现大陆块或者向赤道漂移或者向西漂移，为了解释大陆运动的定向性就必须寻找运动方向与地球坐标系一致的动力，于是他参照对古生代以来海水进退方向的研究成果，提出了 “大陆车阀说”，将大陆漂移的动力归因于地球自转所产生的纬向与经向的水平切力。

李四光对他最早提出的 “大陆车阀”理论并不满意，他认为此理论 “在方法论上存在很大缺点。主要的缺点在于: 用的资料不够广泛、不够细致、不够落实，而是片面地抓住一些事实，或者若干现象，参考一些第二手资料，就急急忙忙地提出大的理论来。”因此，他很快又转入了扎扎实实的构造研究工作。他认为构造现象是地壳运动的陈迹，是研究地壳运动问题最可靠的根据。经过几十年的实际工作，他终于确立了纬向构造、经向构造和扭动构造三大类型。从世界各地构造体系分布和组合的规律来看，地壳的区域性运动方向和地壳整体运动的大方向是统一的，即不是经向水平运动，就是纬向水平运动。对全球断裂系统的研究结果证明，普遍发育在世界各处的纬向、经向、北东向、北西向断裂起因于纬向或经向力的挤压: 而且这种网格断裂还见于其他星球。另外在一些非固相星球上还发现了纬向构造带。这些资料说明了地球自转对全球构造的控制作用。

李四光的地球系统整体观的另一个侧面是地球各圈层的统一性问题，这在他最后的一本纲要性巨著 《天文、地质、古生物资料摘要》( 1970) 中关于天、地、生、人的统一性表达得相当充分和透彻。

李四光在 20 世纪 20 年代初期已经对大陆漂移与海洋运动的关系进行了研究。他认为特别活动的海洋体对地球转速的变化最为敏感，当地球转速增加时，在造山运动到来之前海水从两极流向赤道，赤道地区发生海进; 当地球转速变慢时，海水由赤道流向两极，赤道地区发生海退。这种规律嗣后也被孙殿卿、高庆华、穆迪 J. D. ( Mood J. D. ) 等人的工作进一步证实。据研究，在我国地质历史上发生过多次大规模海水进退，其周期与地壳运动的周期是一致的。

李四光在 《地球表面形象变化之主因》一文中甚至还写到“还可以作另外一些有深远意义的理论推导，诸如在山脉的走向、气候旋回的时间分布、火山活动周期、生物圈运动与岩石圈运动的关系等。”根据作者等的研究证实，无论在空间运动方向上，还是在时间旋回上，大气的运动和变化及海水运动和地壳运动的步调是相当一致的。徐炳川研究了石炭纪古生物的迁移现象，发现生物群北迁和南移的步调与海水进退规律也是一致的，而且生物群的分区界限往往就是巨型构造带。

地球多圈层运动变化的相关性无疑反映了作用于各个圈层的动力系统的统一性。由此李四光晚年把他的视野再次扩展到宇宙，开始考虑结合天体运动与变化的规律研究地球及其各圈层的运动与变化问题。他在 《天文、地质、古生物资料摘要》中清楚表述的思想是，越来越多的资料证明，天体运动和变化对地球整体的变化，地球自转速度的变化，地球各圈层物质的运动和变化都有显著的影响。例如，银河年的周期约为 280 ～300Ma，与大规模地壳运动时间间隔一致; 地球上大规模的海侵往往是出现于太阳远银心点，而大规模海退则出现在近银心点; 地球在靠近银心点时膨胀，自转速度减小，在远银心点时缩小，自转速度增大; 太阳活动 11 年、22 年、57 年、90 年等不同尺度的周期性变化，影响到地球整体的气候变化、海平面变化、地震构造活动; 月球引潮力的变化可以诱发地震，等等。地球是天体大家族的一个成员，看来只有结合更高一个层次的天文系统进行研究才能真正了解地球系统的整体规律。

李四光教授的地球系统整体论思想的又一个显著特点，是他将地球作为一个开放的系统去研究。他在研究大冰期的成因时，不仅注意到了太阳辐射热减少，地球自转轴对黄道面倾斜角的改变，银河系的旋转等条件的影响，还注意到地球自转、海水-大气系统温度的变化对冰川生长及消融的影响。与此同时，他也研究了地下热能的作用。

李四光教授在矿产、地震等预测、预报方面也获得了很辉煌的成就，这主要是与他的地球系统整体观的思想分不开的。地质科学发展到 20 世纪 80 年代，已深深感到仅仅应用把组成地球的各个部分 ( 海洋圈、大气圈、岩石圈、生物圈) 孤立起来的传统科学方法，是不能很好地解决人们面临的资源、环境、灾害等问题的，因此，整体观思想在地质科学中的应用范围越来越广。

20 世纪 80 年代以来，地球的活动已进入一个新的活跃时期，各种地质灾害与自然灾害都有增强之势。我们以地球系统科学思想为指导，将各种自然灾害作为一个灾害系统来看待，全面研究天、地、生、人等巨系统及其各个子系统的发展变化，从监测、预报、防灾、抗灾、救灾、援建等方面综合筹划减灾对策，这与李四光教授所倡导的地球系统整体观的思想是完全吻合的。

“八五”期间，根据李四光先生生前撰写的 《地质力学的方法与实践》大纲，在孙殿卿院士指导下，由苗培实等组织实施。经过数年的努力，至 1996 年完成了李四光的遗愿，编著了五篇七部专著和一幅全球构造图:

第一篇 地质力学概论，李四光著，孙殿卿、苗培实等修订

第二篇 构造体系各论，王治顺等编著

第三篇 岩石力学与构造应力场分析，陈庆宣、王维襄、孙叶等编著

第四篇 地壳运动问题，高庆华等编著

现今地壳运动问题，马宗晋等编著

第五篇 地质力学在矿产资源勘查中的应用，刘迅等编著

地质力学在环境地质中的应用，邵云惠等编著

全球构造体系纲要图，苗培实等编

这一套著作的编著，汇集了在李四光亲自领导下取得的成就和他逝世后 20 年的研究成果，集中反映了地质力学向纵深发展取得的成果和李四光地球系统整体观学术思想。

总之，李四光先生一生为之呕心沥血的地球系统的整体观自始至终呈现朴素的辩证唯物论的内涵，和为社会实践服务的思想，深入地加以研究和弘扬这一学术思想，将为发展地球科学理论与实践起到重要的作用和作出积极的贡献。

李四光的系统整体观是发展地球系统科学的宝贵指导思想~

我国对地球系统科学的研究历史更早，李四光是研究地球系统科学的先驱，李四光学术思想贯穿始终的是地球系统整体观，他不仅将构造体系、全球构造看做有联系的整体，用全球运动统一协调的观点进行解释，而且将天文、地质、古生物、人类与地球的大气圈、水圈、岩石圈以及各类地质现象和地球的各种场都作为一个整体系统进行研究。李四光坚持的系统整体观是研究地球系统科学宝贵的指导思想。
通过本书的论述，很显然，我们提出的地质系统整体观与美国国家航空航天局 ( NASA) 顾问委员会提出的地球系统科学的观点，基本上是一致的。
不过，在我们最初提出这一观点时，由于当时许多人热衷于“板块构造”，这一方面的研究没有引起普遍的重视。
在地质固体地球科学发展方面，《21 世纪中国地球科学发展战略报告》是这样认为的: “在诸多不同方面积累了大量观测和局部认识的条件下，才有了 20 世纪 60 年代 ‘板块构造理论’的诞生。然而，一个突出的现状是，虽然板块构造理论很好地阐释了现今的全球构造，特别是大洋岩石圈的生长机制、运动规律、消亡过程及其效应和动力学。但是，全球大陆岩石圈在地质历史中的复杂行为，使基于大洋岩石圈的 ‘板块构造理论’一些基本概念在 ‘登陆’过程中遇到了许多难以逾越的障碍，特别是在解释大陆远为复杂的物质增生与消减过程以及陆内地质作用等问题上遇到了困难。研究表明，大陆地区与大洋地区至少在上地幔的深度范围内存在巨大的动力学差异，现有的板块构造理论不能简单地搬来解释大陆的动力学过程; 并且由于板块构造理论所阐明的主要是岩石圈的运动学，因而人们正在通过向地球深部内层进军，发展阐明从地核到地表整个固体地球系统的全新构造观与动力学新理论。因此无论是从进一步深化板块构造理论还是从发展新的地球动力学理论出发，都有必要把探索大陆动力学和全球构造的本质作为当前和今后一段时期内固体地球科学研究中最重要的课题之一……”同时认为大陆动力学是继 “板块构造”之后固体地球科学发展的新里程碑。
根据一般系统论原理和李四光的学术思想，我们认为地球是一个开放的自组织系统，其各个组成部分必然具有联系性、层次性和整体性。板块构造只是其中的一个层次，为了研究它们的规律，必须以系统整体观为指导进行更为全面的研究。1998 年马宗晋、高庆华在科技日报发表了题为 《李四光地球系统观的创新思维与可持续发展》〔19〕一文，明确提出: “……如果我们把地槽、台背斜、裂谷、俯冲带等看做地壳上巨型构造形迹，把韧性剪切带等看做在特定条件下形成的压性结构面，将板缘构造与板内构造、‘建造’与 ‘改造’、海水运动与地壳运动、气候变化与全球变化等种种现象，用联系的、整体的、发展的观点进行系统研究，可以肯定势将推动地球系统科学大跨度的发展。”
总之，李四光的学术思想是我国宝贵的 “知识资源”。他是我国科学界首先着眼于全球，而致力于全球整体观，做出多方面知识开拓的先导者之一，发掘与发扬其系统整体观学术思想，会为国家经济建设、社会可持续发展，推动地球系统科学的发展等诸多方面做出自主性的科学的贡献。

通过以上数十年的工作，使笔者体会到李四光学术思想的核心是地球系统整体观，他从初始的大陆车阀说，逐步向构造系统整体观—地质系统整体观—地球系统整体观方向创新发展，从而推动了地质科学的发展，相继出版了《地球表面形象变迁之主因》、《地质力学概论》、《地质力学与地壳运动》、《地质力学的方法与实践》等经典性代表著作。从李四光学术思想研究路线图(图2-1)中可以看出，下一步的工作，应该在地质力学研究的基础上，以地质系统整体观和地球系统整体观为指导，向地质系统科学、再向地球系统科学发展。

图2-1 李四光学术思想研究路线图

当前地球系统科学作为地球科学的发展方向已成为全世界地学家的共识，世界各国地学家都在谋求发展地球系统科学的新途径。地质系统科学是地球系统科学的一个组成部分，其研究内容彼此是一脉相承和具有共性的。在这种情况下，笔者认为由我国提出的地质系统整体观，是可能成为研究地质系统科学的一条可以采用的途径的。只要将地质系统整体观研究与地质实践相结合，建立本土化的地质系统科学，进而构建地球系统科学是完全有可能的。
因此笔者认为，在21世纪地球科学发展战略中，中国人应该有志气作出更大的贡献。这是我衷心的期盼。从已经完成的论著成果可以看出，我国地质系统科学的研究，迄今不仅形成了地质系统整体观的指导思想，而且初步建立了地质系统科学构架，已经具备发展地质系统科学的基础条件。通过我们对李四光学术思想的学习与研究，感到构造系统整体观—地质系统整体观—地球系统整体观是一脉相承的。如果认为地球系统科学是以系统整体观研究地球系统的科学的话，那么地质系统科学则是以系统整体观研究地质系统的科学，而地质力学则主要是以系统整体观研究构造系统的科学。地质力学与地质系统科学都是地球系统科学体系的组成部分。
在李四光学术思想和孙殿卿等前辈亲自指导下，以及诸多同仁的帮助下，作者从1965年开始，一方面致力于地质力学研究;另一方面也参照《地球表面形象变迁之主因》提出的问题扩大了研究领域，逐步形成地质系统整体观;且在《天文、地质、古生物资料摘要》一书的指导下，努力向地球系统整体观方向探索。地质系统整体观与地球系统整体观的内涵是一致的，但是其研究的内容虽然也涉及地球运动及其各个圈层的活动，但主要是地壳运动在地壳表层产生的各种现象;而地球系统整体观研究的内容则更为广阔，包括地球运动及其各个圈层变化活动所产生的各种现象。
20世纪80年代以来，地球系统科学思维在地球科学中得到普遍接受，地球系统科学已经成为地球科学的前沿领域，地球科学研究进入新的发展阶段。在这种情况下，为了弘扬李四光地球系统整体观思想，必须与时俱进地创新发展地质力学。

《看看我们的地球》贡献?
答：推荐语：地质学家带你一起探索地球的奥秘与神奇。给孩子的地理科普入门读物！内容提要：《李四光：看看我们的地球》采用文学随笔的形式，讲述了地壳的形成、冰川的起源、地震的形成与预防、地球的年龄等问题，行文严谨，语言生动，将枯燥的科学知识饶有趣味地娓娓道来，兼具知识性与趣味性，是一...

开放的地球系统
答：就是把某一系统当作封闭状态来处理。地球系统不是封闭系统，地球的某个圈层不是封闭系统，某个国家的地质或地理问题更不是封闭系统。把地球系统及其子系统或其中某一部分当作封闭系统的观点都与客观事实不符。当代地球科学的发展正愈来愈走向真理，必须更新观念，方能适应当代科学发展的历史潮流。

地球系统、成矿系统和勘查系统
答：总结矿床学的发展过程和趋势,广大矿床地质专家已取得共识,强调要从地球系统演化的大背景来研究成矿环境和成矿过程,也即将矿床成因和成矿系统研究提高到地球系统科学的层次。同时,成矿系统研究要更好地为矿产勘查服务,使理论探索更好地应用于找矿实践。因此,笔者将“地球系统-成矿系统-勘查系统”这一三连环概念,作为...

景观生态学的起源与发展
答：这一阶段生态学发展具有以下特点:一是整体观的发展,二是研究对象的多层次性更加明显,三是生态学研究的国际性,四是生态学在理论、应用和研究方法各个方面获得了全面的发展(国家自然科学基金委员会,1997)。目前,生态学的发展正朝着综合化、交叉化方向发展;其研究对象亦从自然生态向人工生态转变;研究尺度从中尺度向...

地球科学的发展简史与未来展望
答：说其古老,是因为有关地球科学知识的萌芽与积累从人类诞生的那天起就已开始;说其年轻,是因为地球科学的主要学科的真正创立只是最近几个世纪的事情,并且迄今为止,地球科学虽已发展成为一个较为完善的科学体系,但其中仍存在许多重大基础理论问题未获解决,并且还不断地涌现出新的重大科学问题。地球科学的发展历史大致可分...

地球系统科学中的岩浆岩岩石学研究进展
答：“地球整体性”的观点及“各层圈间相互作用”的观点,是地球系统科学两个最基本的观点。它正逐渐成为...也只有符合这个总趋势,岩浆岩岩石学才能得到更加迅速的发展。 1.2 岩石学已经成为新兴的地球物质科学的...4 岩浆岩的成因 对岩浆岩成因,即岩浆起源及演化机制的研究,是揭示岩浆作用与构造运动、深部过程之间内在...

什么是系统自然观?
答：第一、揭示了自然界的系统性、整体性和层次性；第二、揭示了自然界物质系统的开放性、动态性和自组织性第三；揭示了时间的不可逆性，提出了内部时间”的概念；第四、揭示了自然界在循环发展中有序与无序、进化与退化的辩证统一。系统自然观其次提供了系统思维方式。把对象当做一个系统的整体加以思考，...

地球有哪些特点
答：进入21世纪,地球科学发展到“地球系统”的新阶段,强调地球岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间的相互作用,进而从整体地球系统的视野,对地球各圈层的相互作用过程和机理进行研究。当前更多的对地观测体系(卫星、地表台站等),更细的时空分辨率以及更强的数据处理(超级计算机),正逐渐促进人类对地球的科学认知,增强人类适应...

地球的起源与发展史?
答：在地球的形成过程中,由于物质的分化作用,不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来,并被太阳光压和...然而无论是高温起源说还是低温起源说,地球总体上经历了一个由热变冷的阶段,由于地球内部又含有热源,...通过若干前生物演化的过渡形式最终在地球上形成了最原始的生物系统,即具有原始细胞结构的生命。至此,...

美国何时提出地球系统和地球系统科学概念
答：答案：1983年提出 地球系统和地球系统科学 意义：21世纪，地球系统科学将以全球性、同意性的整体观、系统观和多时空尺度，研究地球的整体行为。地球系统科学理论的构建，将使人类更好的认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类做造成的损害。