高原上的背影——地質學家劉東生

把整個黃土高原“梳理”一遍

　　中國黃土研究發端於20世紀初。瑞典古生物學家安特生曾將北京門頭溝區齋堂馬蘭峪分布的土狀沉積稱為“馬蘭期堆積”（屬晚更新世，距今１萬～１０萬年），也就是後來所稱的“馬蘭黃土”。楊鍾健和法國古生物學家德日進等對黃土高原厚層的土狀堆積進行古生物研究時，首次對黃土高原進行了地層劃分，將黃土高原頂部相當於北京齋堂馬蘭期的沉積稱為馬蘭黃土，而將其餘的厚層土狀沉積稱為“紅色土”。

　　劉東生在三門峽開展第四紀調查時所關心的問題是：“紅色土與馬蘭黃土究竟有何異同？”在發現紅色土中的深色條帶是古土壤的同時，他更想知道紅色土中的黃色層位意味著什麽。研究表明，這些黃色層位沉積物，無論物質成分還是結構均與馬蘭黃土相似，隻是越靠近剖麵底部，結構越緊實。他們分析其原因當為上麵沉積物重壓導致。１９５９年劉東生在《地質月刊》撰文，認定楊鍾健和德日進原先命名的“紅色土”其實也是黃土，是“夾有古土壤層的黃土”。他因此將“馬蘭黃土”稱為“新黃土”，將下麵“夾有古土壤的黃土”稱為“老黃土”，以示區別。

　　１９５７年１月１５日是個值得紀念的日子，中國第四紀研究委員會在這一天成立，著名科學家李四光任主任，侯德封、楊鍾健任副主任，劉東生任秘書長。之所以選擇劉東生負責委員會的日常工作，是因為１９５４年地質所就成立了全國首個第四紀地質研究室，劉東生為室主任，加之劉東生在這方麵的研究已碩果累累，得到了學界的肯定。

　　當年５月，受蘇聯第四紀研究委員會主席格拉西莫夫邀請，劉東生與裴文中一起赴蘇訪問，參加第三屆全蘇第四紀科學大會。在莫斯科，劉東生向蘇聯同行介紹了他編製的“中國第四紀沉積類型分布圖”。他們還參加了會議組織的地質旅行，沿途考察了俄羅斯地台上第四紀大陸冰蓋遺留的沉積物，以及列寧格勒北部的大陸冰川遺跡。這是劉東生首次走出國門。他感到，與國外同行交流接觸，對於拓展視野、活躍思維十分重要。

　　曆時三年的三門峽水庫區第四紀地質綜合考察研究，雖然側重於黃河中遊水土流失的分類、區劃研究及提出應對措施，但也顯示出了劉東生在地質基礎研究上出類拔萃的創新能力。地質所領導認為，劉東生的研究已經開了個好頭，如深入探索必將在黃土的地層、成分、年代、成因等基礎研究方麵有所突破。１９５７年，地質所決定成立以劉東生為隊長的黃河中遊水土保持第四紀地質考察隊，任務是在黃土高原上進行大剖麵地質調查，以求在宏觀上展開中國黃土基礎研究。

　　為了達到這個目的，劉東生提出實施大路線剖麵調查。這時有人提出不同意見，認為第四紀室成立不久，力量有限，財力不足，做一兩條剖麵調查就可以了，用不著大動幹戈。所領導經過多方征求意見後，認為劉東生的方案更能在理論和實踐上取得效果，遂給予了有力的支持。當時，人力不足確為亟待解決的難題，劉東生為此四處奔走求告，最後終於爭取到北京大學和北京地質學院一些老師和學生加盟。隊伍有了，又一新問題出現了，即各條路線之間如何統一工作方法，如果大家各行其是，勢必難以取得好的成果。為了解決這個問題，劉東生想了個辦法，他將山西靜樂地區作為練兵地點，通過集訓使各條路線明確了工作內容，從而統一了工作方法。集訓之後，考察活動即全麵鋪開。根據劉東生的設計，這次考察北起大青山、狼山，南至秦嶺，東起太行山，西至蘭州，共做１０條路線，其中東西４條，南北６條，每條路線約１５００公裏。這是一次規模宏大的野外科學考察，其範圍之廣、測量剖麵之多，幾乎前所未有。任務的艱巨也決定了其艱苦程度前所未有。由於經費拮據，不用說汽車，就連雇傭大牲口也難，因此考察基本靠徒步進行。有的路線荒無人煙，穿過時經常要野外露宿，忍饑挨凍，還需防備狼、豹等野獸的襲擊。“當時沒有先進儀器，察看土層就用眼睛或借助放大鏡。”劉東生回憶說。兩個多月後，他們終於如期完成了預定任務，這次考察他們相當於把整個黃土高原梳理了一遍，進行了一次前無古人的黃土研究的萬裏長征！

　　撒得開，聚得攏。這次大規模的考察活動，劉東生“運籌帷幄之中，決勝千裏之外”的統兵之才得到充分體現。考察也取得了豐碩的成果，積累了大量的中國黃土第一手資料，在有的黃土剖麵，他們還發現了近２０層的古土壤。

　　又一次國際學術交流活動與劉東生結緣。１９５８年格拉西莫夫來華訪問，訪問中他提到，第六屆國際第四紀學術大會將於１９６１年在波蘭召開，希望中國派員參加。對於格拉西莫夫提供的信息，包括李四光在內的中國第四紀研究委員會的領導層十分重視，決定派人與會，並擬定了參會交流的三篇論文的方向和參會人：古人類學研究由吳汝康負責；冰川研究由孫殿卿負責；黃土研究由劉東生與張宗祜負責。李四光親自過問三篇論文的準備工作。

　　一次，劉東生與張宗祜向李四光匯報論文進展情況，李四光提出了很多問題，諸如第一層黃土有多厚？裏麵含有何種化石？礦物成分如何？上麵土壤的顏色、顆粒、結構如何？接著又問到第二層黃土與下麵古土壤的情況。一直問到第八層。然後李四光又問劉東生：

　　“你跑了這麽多地方，你認為哪裏的剖麵最好。”

　　“山西省離石縣王家溝剖麵出露得最好，富有代表性。”

　　“是否可以起個名字，就叫‘離石黃土’？”

　　“把馬蘭黃土下麵這套老黃土命名為‘離石黃土’確實很好。離石是個縣名，大家都熟悉，用地名加黃土命名地層符合地層命名規範。” 劉東生回答。

　　李四光又問離石黃土之下有沒有更老的黃土。劉東生說在山西省大寧午城鎮柳樹溝的剖麵中，頂上是馬蘭黃土，接著有相當於離石黃土的地層，下麵還有一層黃土，裏麵含有很多鈣質結核，結核內有化石，再下麵就是紫紅色含三趾馬化石的紅色黏土，即通常所稱的“三趾馬紅土”。　

　　就赴波蘭參會論文一事，劉東生先後向李四光匯報了四五次，最後是由李四光標定下黃土的基本層序，從上至下分別是：馬蘭黃土—離石黃土—午城黃土，以及黃土之下的新第三紀（現在稱新近紀）含三趾馬化石的靜樂紅土和保德紅土等。

　　與李四光的接觸，讓劉東生領略到了大師的風範。李四光不僅把複雜的黃土層位梳理得一清二楚，而且提綱挈領，抓住要害，其見解之高深與精辟，非一般人所能比，這讓劉東生受益匪淺。

　　1961年，第六屆國際第四紀會議如期在華沙召開。會上，劉東生報告了他與張宗祜的聯名論文《中國的黃土》，獲得了巨大成功。論文影響之深遠，以至於到了４０多年後的２００６年，當年與會的一位英國黃土研究史專家，仍沒有忘記中國學者當時站在講台上發出的振聾發聵的聲音，他在文章中追述說：“劉的報告介紹了中國黃土的研究成果，在國際上，它第一次證實了中國黃土地層的奇跡……山西午城一個１２０米厚的黃土剖麵有１７層古土壤，表明第四紀至少有１７次氣候變化旋回。要知道，那時候國際第四紀都信奉……阿爾卑斯的４次氣候變化的模式，而中國的記錄給出了第四紀氣候變化更為複雜的圖景，中國第四紀黃土研究走在世界前頭。”　

　　遵從李四光的意見，後來劉東生與張宗祜在《地質學報》聯合發表《中國的黃土》一文，正式提出中國黃土岩石地層劃分方案：馬蘭黃土（新黃土）、離石黃土（老黃土上部）、午城黃土（老黃土下部）。對於這一劃分，劉東生在《黃土與環境》一書中歸納出它的意義，認為它將“中國黃土的概念從不到２０米的馬蘭黃土擴大到超過２００米的離石、午城黃土，從僅發育於晚更新世擴大到整個第四紀時期。”這個中國黃土基本地層單元劃分方案一直使用至今，為國內外學者所接受，成為經典。

　　上世紀６０年代初，劉東生根據對黃土高原點與麵的大規模考察，組織編寫了《黃河中遊黃土》和《中國的黃土堆積》兩本專著，繼而又完成了《黃土的物質成分和結構》一書，奠定了他黃土研究的權威地位。

　　１９６６年，席卷全國的“文化大革命”開始了，劉東生被打成“資產階級反動學術權威”，隨之被張貼大字報、審查、趕進“牛棚”。１９６８年他被“押送”到貴陽批鬥，棲身於中國科學院地球化學研究所。到貴陽不久，他被指派參加“克山病與大骨節病的水土病因考察”課題研究。在開創我國環境地學研究的同時，劉東生仍沒有忘記黃土。在門可羅雀的圖書館裏，劉東生借助於出色的英文底子，靜靜地徜徉在國外學術期刊世界中，密切關注著國外學術發展動向，尋覓黃土研究新的切入點。　

　　此時，國外學者依據加勒比海海底岩芯中有孔蟲氧同位素比值計算的古溫度曲線，已經發現第四紀氣候環境的多次冷暖變化。劉東生想，中國黃土高原的黃土與古土壤的疊覆、變化比加勒比海更多，這些是否也意味著地球冷暖的變化？這種冷暖變化與經典的冰期與間冰期論又有什麽關係？劉東生不停地思考著，他感覺到，一個新的研究課題正在向他發出召喚。