高原上的背影——地质学家刘东生

把整个黄土高原“梳理”一遍

　　中国黄土研究发端于20世纪初。瑞典古生物学家安特生曾将北京门头沟区斋堂马兰峪分布的土状沉积称为“马兰期堆积”（属晚更新世，距今１万～１０万年），也就是后来所称的“马兰黄土”。杨钟健和法国古生物学家德日进等对黄土高原厚层的土状堆积进行古生物研究时，首次对黄土高原进行了地层划分，将黄土高原顶部相当于北京斋堂马兰期的沉积称为马兰黄土，而将其余的厚层土状沉积称为“红色土”。

　　刘东生在三门峡开展第四纪调查时所关心的问题是：“红色土与马兰黄土究竟有何异同？”在发现红色土中的深色条带是古土壤的同时，他更想知道红色土中的黄色层位意味着什么。研究表明，这些黄色层位沉积物，无论物质成分还是结构均与马兰黄土相似，只是越靠近剖面底部，结构越紧实。他们分析其原因当为上面沉积物重压导致。１９５９年刘东生在《地质月刊》撰文，认定杨钟健和德日进原先命名的“红色土”其实也是黄土，是“夹有古土壤层的黄土”。他因此将“马兰黄土”称为“新黄土”，将下面“夹有古土壤的黄土”称为“老黄土”，以示区别。

　　１９５７年１月１５日是个值得纪念的日子，中国第四纪研究委员会在这一天成立，著名科学家李四光任主任，侯德封、杨钟健任副主任，刘东生任秘书长。之所以选择刘东生负责委员会的日常工作，是因为１９５４年地质所就成立了全国首个第四纪地质研究室，刘东生为室主任，加之刘东生在这方面的研究已硕果累累，得到了学界的肯定。

　　当年５月，受苏联第四纪研究委员会主席格拉西莫夫邀请，刘东生与裴文中一起赴苏访问，参加第三届全苏第四纪科学大会。在莫斯科，刘东生向苏联同行介绍了他编制的“中国第四纪沉积类型分布图”。他们还参加了会议组织的地质旅行，沿途考察了俄罗斯地台上第四纪大陆冰盖遗留的沉积物，以及列宁格勒北部的大陆冰川遗迹。这是刘东生首次走出国门。他感到，与国外同行交流接触，对于拓展视野、活跃思维十分重要。

　　历时三年的三门峡水库区第四纪地质综合考察研究，虽然侧重于黄河中游水土流失的分类、区划研究及提出应对措施，但也显示出了刘东生在地质基础研究上出类拔萃的创新能力。地质所领导认为，刘东生的研究已经开了个好头，如深入探索必将在黄土的地层、成分、年代、成因等基础研究方面有所突破。１９５７年，地质所决定成立以刘东生为队长的黄河中游水土保持第四纪地质考察队，任务是在黄土高原上进行大剖面地质调查，以求在宏观上展开中国黄土基础研究。

　　为了达到这个目的，刘东生提出实施大路线剖面调查。这时有人提出不同意见，认为第四纪室成立不久，力量有限，财力不足，做一两条剖面调查就可以了，用不着大动干戈。所领导经过多方征求意见后，认为刘东生的方案更能在理论和实践上取得效果，遂给予了有力的支持。当时，人力不足确为亟待解决的难题，刘东生为此四处奔走求告，最后终于争取到北京大学和北京地质学院一些老师和学生加盟。队伍有了，又一新问题出现了，即各条路线之间如何统一工作方法，如果大家各行其是，势必难以取得好的成果。为了解决这个问题，刘东生想了个办法，他将山西静乐地区作为练兵地点，通过集训使各条路线明确了工作内容，从而统一了工作方法。集训之后，考察活动即全面铺开。根据刘东生的设计，这次考察北起大青山、狼山，南至秦岭，东起太行山，西至兰州，共做１０条路线，其中东西４条，南北６条，每条路线约１５００公里。这是一次规模宏大的野外科学考察，其范围之广、测量剖面之多，几乎前所未有。任务的艰巨也决定了其艰苦程度前所未有。由于经费拮据，不用说汽车，就连雇佣大牲口也难，因此考察基本靠徒步进行。有的路线荒无人烟，穿过时经常要野外露宿，忍饥挨冻，还需防备狼、豹等野兽的袭击。“当时没有先进仪器，察看土层就用眼睛或借助放大镜。”刘东生回忆说。两个多月后，他们终于如期完成了预定任务，这次考察他们相当于把整个黄土高原梳理了一遍，进行了一次前无古人的黄土研究的万里长征！

　　撒得开，聚得拢。这次大规模的考察活动，刘东生“运筹帷幄之中，决胜千里之外”的统兵之才得到充分体现。考察也取得了丰硕的成果，积累了大量的中国黄土第一手资料，在有的黄土剖面，他们还发现了近２０层的古土壤。

　　又一次国际学术交流活动与刘东生结缘。１９５８年格拉西莫夫来华访问，访问中他提到，第六届国际第四纪学术大会将于１９６１年在波兰召开，希望中国派员参加。对于格拉西莫夫提供的信息，包括李四光在内的中国第四纪研究委员会的领导层十分重视，决定派人与会，并拟定了参会交流的三篇论文的方向和参会人：古人类学研究由吴汝康负责；冰川研究由孙殿卿负责；黄土研究由刘东生与张宗祜负责。李四光亲自过问三篇论文的准备工作。

　　一次，刘东生与张宗祜向李四光汇报论文进展情况，李四光提出了很多问题，诸如第一层黄土有多厚？里面含有何种化石？矿物成分如何？上面土壤的颜色、颗粒、结构如何？接着又问到第二层黄土与下面古土壤的情况。一直问到第八层。然后李四光又问刘东生：

　　“你跑了这么多地方，你认为哪里的剖面最好。”

　　“山西省离石县王家沟剖面出露得最好，富有代表性。”

　　“是否可以起个名字，就叫‘离石黄土’？”

　　“把马兰黄土下面这套老黄土命名为‘离石黄土’确实很好。离石是个县名，大家都熟悉，用地名加黄土命名地层符合地层命名规范。” 刘东生回答。

　　李四光又问离石黄土之下有没有更老的黄土。刘东生说在山西省大宁午城镇柳树沟的剖面中，顶上是马兰黄土，接着有相当于离石黄土的地层，下面还有一层黄土，里面含有很多钙质结核，结核内有化石，再下面就是紫红色含三趾马化石的红色黏土，即通常所称的“三趾马红土”。　

　　就赴波兰参会论文一事，刘东生先后向李四光汇报了四五次，最后是由李四光标定下黄土的基本层序，从上至下分别是：马兰黄土—离石黄土—午城黄土，以及黄土之下的新第三纪（现在称新近纪）含三趾马化石的静乐红土和保德红土等。

　　与李四光的接触，让刘东生领略到了大师的风范。李四光不仅把复杂的黄土层位梳理得一清二楚，而且提纲挈领，抓住要害，其见解之高深与精辟，非一般人所能比，这让刘东生受益匪浅。

　　1961年，第六届国际第四纪会议如期在华沙召开。会上，刘东生报告了他与张宗祜的联名论文《中国的黄土》，获得了巨大成功。论文影响之深远，以至于到了４０多年后的２００６年，当年与会的一位英国黄土研究史专家，仍没有忘记中国学者当时站在讲台上发出的振聋发聩的声音，他在文章中追述说：“刘的报告介绍了中国黄土的研究成果，在国际上，它第一次证实了中国黄土地层的奇迹……山西午城一个１２０米厚的黄土剖面有１７层古土壤，表明第四纪至少有１７次气候变化旋回。要知道，那时候国际第四纪都信奉……阿尔卑斯的４次气候变化的模式，而中国的记录给出了第四纪气候变化更为复杂的图景，中国第四纪黄土研究走在世界前头。”　

　　遵从李四光的意见，后来刘东生与张宗祜在《地质学报》联合发表《中国的黄土》一文，正式提出中国黄土岩石地层划分方案：马兰黄土（新黄土）、离石黄土（老黄土上部）、午城黄土（老黄土下部）。对于这一划分，刘东生在《黄土与环境》一书中归纳出它的意义，认为它将“中国黄土的概念从不到２０米的马兰黄土扩大到超过２００米的离石、午城黄土，从仅发育于晚更新世扩大到整个第四纪时期。”这个中国黄土基本地层单元划分方案一直使用至今，为国内外学者所接受，成为经典。

　　上世纪６０年代初，刘东生根据对黄土高原点与面的大规模考察，组织编写了《黄河中游黄土》和《中国的黄土堆积》两本专著，继而又完成了《黄土的物质成分和结构》一书，奠定了他黄土研究的权威地位。

　　１９６６年，席卷全国的“文化大革命”开始了，刘东生被打成“资产阶级反动学术权威”，随之被张贴大字报、审查、赶进“牛棚”。１９６８年他被“押送”到贵阳批斗，栖身于中国科学院地球化学研究所。到贵阳不久，他被指派参加“克山病与大骨节病的水土病因考察”课题研究。在开创我国环境地学研究的同时，刘东生仍没有忘记黄土。在门可罗雀的图书馆里，刘东生借助于出色的英文底子，静静地徜徉在国外学术期刊世界中，密切关注着国外学术发展动向，寻觅黄土研究新的切入点。　

　　此时，国外学者依据加勒比海海底岩芯中有孔虫氧同位素比值计算的古温度曲线，已经发现第四纪气候环境的多次冷暖变化。刘东生想，中国黄土高原的黄土与古土壤的叠覆、变化比加勒比海更多，这些是否也意味着地球冷暖的变化？这种冷暖变化与经典的冰期与间冰期论又有什么关系？刘东生不停地思考着，他感觉到，一个新的研究课题正在向他发出召唤。