“震旦系”概念的确立

摘 要 20世纪20年代初，在华工作的德裔美籍地质学家葛利普根据地质观察正式提出中国地质学上“震旦系”的概念，但是其内涵还不够准确。抗战期间，北京大学、清华大学和南开大学迁址云南组建西南联合大学，整合后的地质地理气象学系，成为当时国内重要的地学教学和研究机构，形成了西南联大地学家群体的学术谱系。该谱系内众多学者从葛利普提出的概念出发，对“震旦系”年代地层系统展开研究，通过分析以晋宁运动还是冰川作用作为确立震旦系下界的标准，不断推动我国震旦系范围的细化和确立。回顾“震旦系”概念确立的过程，认为包括米士、马杏垣、王鸿祯、黄汲清、刘鸿允等人在内的西南联大地学家群体，其研究成果被学界采纳并确立为学术传统，为推动“震旦系”概念被广泛认同发挥了重要作用。

关键词 西南联大 震旦系 晋宁运动 冰川作用 地学家群体

收稿日期：2020-03-10

作者简介：陶媛媛，1994年生，内蒙古赤峰人，中国科学院大学人文学院硕士研究生。Email∶taoyuanyuan17@mails.ucas.ac.cn。

一 “震旦系”概念的提出

“震旦”一词根据梵文Cīna-sthāna翻译而来，在佛经中泛指中国。该词用于中国地质学领域已有一百多年的历史。1862—1865年间，美国地学家、探险者奔卑来（Raphael Pumpelly，1837—1923）曾在中国北方进行地质调查。后来他在报告《1862—1865年在中国、蒙古、日本的地质调查》（Geological Researches in China， Mongolia， and Japan， during 1862—1865）中首次提出，东亚尤其是中国境内东部沿海地区的山脉构造线方向多为北东—南西，并称之为震旦方向（Sinian Direction）。

其后不久，德国地质学家、探险家李希霍芬（Ferdinand von Richthofen，1833—1905）在对五台山地区的地层研究中也使用了“震旦”的概念。为总结自己在华地质考察工作，李希霍芬于1882年出版了《中国——亲身旅行和据此所做的研究》（China： Ergebnisse eigener Reisen und darauf geründete Studien），书中将“震旦”概念引入了地层系统，作为地层的专有名词使用。他提出的震旦系主要是指山东、山西等地的未整合在基底变质岩上的较老变质岩层。由于李希霍芬对山东、山西地区的研究主要是为了考察煤炭资源，对山东、山西地区的地层结构并没有进行更为深入的研究，因此他并未将震旦系作为一个独立的系一级年代地层单位分离出来。1907年，维理士（Bailey Willis，1857—1949）发表了《在中国的研究》（Research in China），在第三卷中描写考察山西东北部五台山地区，根据变质程度和不整合情况建立滹沱系、泰山系和五台系，笼统的将原震旦系分为两个部分：下震旦系—寒武系、上震旦系—奥陶系，将下震旦系与寒武系分离，但这种划分存在寒武系和奥陶系的界线不明确的问题。

在明确地层规范的基础上，在华工作的德裔美籍地质学家、古生物学家葛利普教授（Amadeus William Grabau，1870—1946）正式提出将震旦系作为系一级的年代地层单位。结合了当时地质调查所学者的意见，葛利普在1922年出版的《震旦系》（The Sinian System）中，根据山西的“滹沱”和北京的“南口灰岩”，明确了震旦系的含义为“代表中国变质杂岩和含有化石的寒武系之下，变质的较老岩系之上的一般不变质或轻微变质的沉积岩系”[1]，认为震旦系是古生界的第一个系，并指出了国内外可能属于震旦系地层的实际例子，我国比较具有代表性的例子为长江辖区的南沱冰碛层、河北省北部的南口灰岩和上部的下马岭页岩。以上几位外国地质学家关于震旦系划分的对比见表1。

尽管葛利普校正了维理士关于震旦系的用法并附之确切的范围，但是他缺乏野外实际考察工作，导致震旦系作为一个原始定义，仍不精确葛利普观点的不精确在于，最初确立的相邻的两个系的界线有缺失或重叠，又体现在缺乏被各学科接受的关于系一级单位的概念和确定界线的方法。尤其是对南方地区，难以寻找五台纪这一地层，曾一度出现将寒武纪以下的那些变质或者不变质的岩层都笼统的叫做震旦纪的现象，使得震旦系的范围无限向下移。。这种情况不仅不利于我国形成统一的地质名词，也影响到地质工作者的实际工作。国际地质时代表中系一级的名称都是来自于欧洲，如在国际上确立以中国层型为标准的震旦系，对我国的地质学研究具有很大意義。因此，中国早期的地学家们纷纷投入到震旦纪地层的研究工作之中，目的即为确立震旦系的明确范围，其中李四光（1889—1971）、章鸿钊（1877—1951）、高振西（1907—1991）、王曰伦（1903—1981）、马杏垣（1919—2001）、王鸿祯（1916—2010）等人均做出了贡献。

1924年，李四光通过对长江三峡东部沿江一带不整合覆于变质的崆岭群上、整合于广义石碑页岩之下的不变质地层确立了该地的震旦系，成为我国南方震旦系划分对比的依据。1934年，高振西通过描述河北蓟县发现的厚度较好、层次露出最全的地层，建立我国北方地区的震旦系的标准剖面，总结了震旦系相关的研究成果[2]。李四光与高振西的研究相对较详细、地层划分比较明确的剖面帮助了解我国南方和北方地区的沉积发展过程，吸引了一批地质学者对我国南、北震旦系的分类、对比、时代隶属等问题进行研究。1936年，章鸿钊沿用奔卑来的震旦方向创立了震旦运动，认为中生代晚期至始新世后，中国东部地壳运动可以分为五期，震旦运动的构造大体上是震旦方向。

抗战全面爆发之后，北京大学、清华大学和南开大学迁址云南，成立西南联合大学。在北京大学和清华大学地质地理系的师生的基础上，西南联合大学设置了地质地理气象系。关于“震旦系”概念的研究，在西南联大的地学家群体中得以延续。

二 西南联大地学家群体及对震旦系的研究

1. 西南联大地学家群体的形成

20世纪前期是中国现代地学的探索和建立基础的阶段。中国地学家群体经历了一个较为缓慢的发展过程，以章鸿钊、丁文江（1887—1936）、翁文灏（1889—1971）、李四光等人为开端，他们曾出国留学，较为系统地接受到西方的地学教育，学成归国后承担了中国的地学调查、教育和早期的研究工作。以他们为中心，逐渐发展出包括我国地质调查机构、高等院校聘请的外国学者在内的我国第一代地学家群体。

抗战爆发之前，国内专门从事地学教育、调查与研究的专业人员仍然非常有限。西南联大的组成部分中的北京大学和清华大学，均有地学学科设置，因此其地学相关的师生群体，成为我国第二代地学家群体中的一个重要代表。但由于西南联大的特殊性，这个群体是一个比较宽泛的概念。学者谢泳认为，西南联大知识分子群应该由在西南联大工作过的教授群体和学生群体两部分适当拓宽。在战争环境之下，不宜单纯以办学时长来界定这个群体，而应该适当扩展到和西南联大发生过联系的知识分子[5]，因此本文在回顾西南联大地学家群体对“震旦系”概念的界定相关研究的时候，也将群体范围从单纯的西南联大地质地理气象系有所拓展，涵盖到与该系发生过学术联系的群体。

率先提出将“震旦系”作为年代地层的葛利普教授，1920年来华之后一直担任北京大学地质系教授，地质地理气象系的教授和学生有一半以上都是来自北大，且接受过葛利普的指导和教育，尤其是王鸿祯、高振西和马杏垣等人，他们在西南联大完成大学学习后留校任助教，此时与葛利普既是师生关系又是同事关系，后者在师承关系基础上遵循他们所依存的学术传统，在群体内部获得优势累积，进而引导了学科的发展，不断扩大该领域的知识。

地质地理气象系师生在西南联大期间参与的研究工作范围较为广泛。除致力于满足经济建设所需要的地质工作以外，他们也着手建立中国的地学体系。根据中国实际地域性的特征，在引入国际地学方法和技术指导下发展地学，“震旦系”是一个既具有我国区域地理代表性的又具有可研究性的选题，因此在葛利普建立了系一级的年代地层概念之后，西南联大地质地理气象系的部分师生根据自身所接受的专业知识教育背景和个人兴趣等原因，继续对“震旦系”及其相关内容进行研究，其中包括“震旦系”的具体内涵、“震旦系”的年代范畴划分、下界线的判定，以及与寒武系的界线等内容。

在这个群体中，做出具有影响成果的包括米士（Peter Hans Misch，1909—1987）、高振西、马杏垣、王鸿祯、黄汲清、刘鸿允等人。尽管他们处于同一个学术群体之中，有着较为一致的学术理念，但在“震旦系”的问题上，他们的学术观点并非完全一致，比如关于“震旦系”下界的确定，便是存在的一个实际分歧。这一点至关重要，因为“震旦系”在地质历史发展过程中占定时的地位，那么作为一个年代地层单位的确定，需要通过其下界的界线所在层型的确定来实现。只有一个确信无疑的界线层型确立之后，才可以为下面更老的地层单位确立顶界标准。因此，西南联大地学家群体对“震旦系”的研究在一定程度上便是围绕这个问题而展开。

2. 对震旦系的研究

对“震旦系”的研究，西南联大地学家群体乃至整个中国地学界长期关注。自这一概念提出直至20世纪末，他们都在不断进行地质调查并围绕最新调查结果进行讨论，不停严肃而认真地根据最新认识提出修改意见，让“震旦系”的概念逐渐精确。在这个长期的过程中，西南联大地学家群体做出了最为突出的贡献。

米士与助教郭文魁在云南野外考察时，发现了澂江（澄江）地区的冰碛层岩石，于是将“震旦系”概念引用到我國西南地区。1939年，米士在中国地质学会昆明分会上报告了在澄江发现的震旦纪冰碛层，而后在晋宁—玉溪地区发现南华系澄江砂岩与昆阳群之间的明显角度不整合。三年后，米士根据对晋宁地区“澄江砂岩”不整合在“昆阳变质岩系”现象的研究，把该地壳构造沉积运动称为晋宁运动[6]。米士将云南东部震旦系分为上中下三部，认为中部和下部的澄江砂岩和下部昆阳群的不整合接触是由于晋宁运动产生的。

晋宁运动是震旦系之前发生的一次范围较广的强烈地壳运动，反映了扬子古陆块与东南古陆块拼合的重大造山运动，该运动形成了一个统一的前震旦系大陆基底，使得震旦系的产生和形成得以实现，因此，晋宁运动作为确定前寒武系的第一个系即震旦系范围的重要地质构造运动，在对震旦系的研究中获得广泛认同。

国际历史地质学者普遍承认的一个传统，是认为周期性的造山运动是地球历史自然的分界线，因此选择普遍的造山运动的分期是具有普适性的。地质学者通过同位素年龄测定，证实晋宁运动属于中元古代末期的旋回造山运动，可以作为年代地层的界线，所以以晋宁运动作为划分震旦系下界的标准，逐渐被地学界所接受，在较长时期内也被我国地质工作者所采用。

以地壳构造运动产生的地层面即晋宁运动导致的不整合面作为“震旦系”下界的标准，以马杏垣和王鸿祯为典型代表的支持这一划分标准得到以马杏垣、王鸿祯等为代表的学者们的支持。但也有为数不多的学者，如黄汲清、刘鸿允、王曰伦等人，认为应该由冰川作用所形成的冰碛层底部所在地层作为“震旦系”下界。

马杏垣通过对五台区地质资料的分析，证明葛利普关于滹沱系及震旦系两个不同名词代表同样岩系的说法存在错误。他认为滹沱系实际上是震旦系盖层所在陆台的基底岩系，经过一系列复杂的褶皱、变质和花岗岩化作用，与盖层震旦系形成的不整合接面。他将震旦系上下界面所代表的时限作为独立的构造旋回，提出了震旦旋回、震旦褶皱、震旦褶皱带等概念[7]。

王鸿祯基本认同葛利普、黄汲清等人观点，认为应该把震旦系作为下古生代的第一个系，其下分别是滹沱系、五台系。他在《从中国东部前寒武纪岩系发育论中国东部大地构造分区》一文中讨论震旦系的下界与上界的问题时，指出震旦系与前震旦系之间的不整合随处可见，并列举了一些地质发现。基于这些事实，他在日后出版的书中，结合同位素年龄高峰值对晋宁运动进行了分期[8]。

关于前寒武划分的原则和命名，一直以来存在着分歧。王鸿祯指出分歧存在的实质是“如何认识地质时代和年代地层划分的普遍性和前寒武纪存在的特殊性”[9]，并对试图通过800Ma、600Ma、400Ma、200Ma形式的等量时间来划分前寒武纪的观点持否定的态度。他认为，用这种划分方法而产生的前寒武系上、中、下的划分不适合中国，中国必须在使用的时候采用明确的“纪”“系”的单位。

黄汲清则认为，滹沱系应该属于前震旦系地层，应该将它独立出来，不宜放在震旦系范围之内。但他提出了不同于米士的划分意见，他认为，如果采用米士的划分方式，震旦系就失去了意义，因此冰碛层以上属于震旦纪，并划归为古生界，冰碛层以下的澄江砂岩归于上元古界[10]。他在领导编制的地图中，将滹沱系列入元古界，区别于震旦系。

1951年，王曰伦领导五台队在五台山区开展地质测量。他们在这次测量中有了关键性的发现，纠正了维理士在地层划分上的错误，弄清了五台山地区的各层单位之间的顺序和接触关系，即弄清了滹沱系与震旦系的时代关系，认为滹沱系就是震旦系，滹沱系变质岩层是冰碛层，从而作出了合理的划分。

刘鸿允从西南联大毕业之后，进入地质调查所，跟随黄汲清工作，因此学术观点颇受黄的影响。他在完成古地理图的编制工作并将研究方向转为震旦系之后，再次到李四光建立南方震旦系剖面的峡东地区进行考察，对剖面内部划分提出了修订意见，其后又对云南中东部震旦地层进行了专题研究。1973年，刘鸿允从同位素年代学角度，对莲沱组不整合面下伏的黄陵花岗岩同位素年龄得出1040Ma和850Ma两个数值，综合考虑后对震旦系的下限年龄取其接近结束的值900Ma[11]。并形成了以冰川作用作为划分标准的观点，认为应将陡山沱组作为震旦系的下界起点[12]。具体观点对比见表2。

以上学者们的研究，为震旦系的划分和下界线的确立提供了基础和主要依据。

三 震旦系下界的最终确立

以黄汲清、刘鸿允、王曰伦为代表的学者提出以冰川作用所形成的冰碛层底部为震旦系下界。在全球范围内，冰碛层广泛存在，在距今8亿至6亿年间地球存在一次大冰期，这个时间范畴下的地层为震旦纪。在我国范围则存在三个冰碛层，分别是长安冰期、南沱冰期和罗圈冰期，冰碛层标准可以在全球范围内适用。而晋宁运动所在地层在强烈的地壳运动下使地层沉积间断出现了地层缺失，从全球范围来看，存在并不广泛，因此晋宁运动标准不利于在全球范围内适用。

但是，至于冰碛层是否能够作为层界来使用，王鸿祯认为有人可能提出有关前寒武纪冰碛层时代的问题。但应指出寒武纪以前，完全可以有两个以上的大冰期，在中国南部和西伯利亚以及欧洲西北部，冰碛层与寒武系是紧密联系的。但是在北美则显然有两个不同时代的冰碛层，且不能对比[13]。因此以冰碛层为界限不利于在世界范围内得到认可。我国学者提倡创立有我国特色的体系，但为了国际交流的共同学术语言，也必须尊重国际惯例[4]。前寒武纪地质时代表尚未完全建立，地层较为混乱，难以寻找规律，所以研究任务并非通过同位素年龄值去标定已有的时代界限，而是通过确立地质事件的界限年龄值。

20世纪七八十年代，刘鸿允的观点得到较多认可。但由于此时中国学者正在向国际地层委员会推荐中国震旦系，经我国学者对震旦系的研究发现，中国震旦系可与各大洲的有关地层进行对比，表明中国震旦系这一段地层的确立具有全球性意义。因此，在相当长一段时期内，中国地学学者的重要任务，就是将震旦系从前寒武地质历史发展阶段中划分出来，作为前寒武系的一个纪（系）列入地质年代表。为在一定阶段内达到稳定，以便为在国际上建系提供基础，1982年，全国地层委员会召开晚前寒武纪地层分类命名会议，会上废除了“震旦亚界”1975年全国底层委员会议将我国南方“震旦系”保存，北方的“震旦系”自上而下划分为青白口系、蓟县系和长城系，总称“震旦亚界”。，并将震旦系这一概念限定用于长江三峡东剖面为代表的地层结构。在这之后一段时间内，以晋宁运动作为划分标准被我国广大地质工作者所接受和广泛应用。虽然地层委员会确定了标准震旦系的固定内涵，但刘鸿允对这一划分仍持不赞同态度。但尽管他未完全放弃以冰碛层作为震旦系下界的标准，他在1982年地层会议后的一段时间的研究中涉及划分问题的，还是都采用了地层委员所确立的标准。

1991年，刘鸿允出版了《中国震旦系》，把对震旦系的研究具体到世，通过古生物学、岩石学、古地磁学等多种研究方法拓展，具体考虑到岩性、岩相，结合同位素和微古植物学等多重因素，论证了我国震旦系的上下界的标志[14]。在书中第三章，作者将灯影组上部重新划分到下寒武统中，并改称渔户村组，认为灯影组下部分可以分出陡山沱组，且灯影组上部分存在假整合的现象，把澄江运动作为划分上下统的界面，采用这样的划分方式不仅支持晋宁运动作为震旦系的下界，同时认同了晚前寒武纪地层分类命名会议上给中国震旦系的具体含义，但在该书中，刘鸿允同时认为应该予以冰碛层作为底界考虑。

《中国震旦系》出版之后，刘鸿允对雪峰—武陵山区的岩石地层单位进行了研究，认为该岩石层与之前确立的峡东地区经典剖面不存在上下关系，而是晋宁运动后的冰川事件所形成的，是南华冰期的沉积产物。这一发现再次吸引学者们重新审视震旦系的范围。

1999年底，全国地层委员会晚前寒武系工作组重新定义了1982年确立的震旦系概念，新的震旦系的范围排除了莲沱组和南沱组，将它们并入新命名的南华系中。南华系的系名来源于刘鸿允在1992年研究中命名的“南华大冰期”[15]，2001年出版的《中国地层指南及中国地层指南说明书》所附的《中国区域年代地层（地质年代）表》开始使用。

之后，我国对震旦系进行了修订，正式将原震旦系解体，以冰碛层之上为重新定义的震旦系。新的震旦系是原震旦系的上統陡山沱组和灯影组，底界置于南沱组冰积岩上，陡山沱组最底部的盖帽碳酸盐岩的底界。以发育冰川事件为特征的原震旦系下统另建新系“南华系”。

雖然2004年国际地层委员会通过了全球末元古系正式采用埃迪卡拉（Ediacaran）系名称，埃迪卡拉系底界的层型剖面为依诺拉马沟剖面（Enorama Creek section），中国震旦系没有在全球范围内确立为标准地层，但是取消使用震旦系未被学者们所接受，埃迪卡拉系对应的地层单位是我国2004年修订的新震旦系，因此在中国范围内仍使用震旦系这一名词，通过中国震旦系加以限定。

从对“震旦系”的研究历程来看，无论是晋宁运动还是冰川作用形成的冰碛层，都可以成为推翻旧的震旦系范围建立新的范围依据，既存的对震旦系范围的界定，是每一个阶段基于当时的认知水平和可勘察的地层状况所决定的。在“震旦系”概念不断发展的过程中，西南联大地学家群体做出了最为突出的贡献。

四 结语

震旦系作为我国唯一创建的年代地层单位，自概念建立以来，关于其具体的划分和位置观点层出不穷，涵义不断修订。对震旦系（纪）地层的研究由包含岩石地层学、生物地层学和年代地层学的传统地层学逐步发展，引入新的技术和方法形成的新的研究领域如生态地层学、构造地层学和时间地层学，如此广泛的研究下，尽管最终没有被确立为国际地层标准，但苏联和日本学者都曾使用该名词。王曰伦称我国的震旦系研究是我国古元界的一个区域性伟大名词[17]，它的确立和使用建立了中国的区域年代地层系统，作为区域地质历史时期的概述和特征描述的重要内容，诠释了我国的前寒武系研究的发展历史，推动了我国开展区域地理的研究，它曾经有望在国际范围内树立一个良好的标准。震旦系从建立开始就凝聚我国众多地学家的心血，在长期应用和研究之后，我国也很难将震旦系概念完全抛弃，因而中国学者大多仍使用中国震旦系这一等同于埃迪卡拉层型的概念。

震旦系的概念从提出到确立，直至该概念被广泛采纳，其间经过了80余年，在此过程中，我们可以清晰地看到葛利普、高振西、米士、王鸿祯、刘鸿允等西南联大地学家谱系中学者的努力，他们在开展震旦系的研究、确定其内涵并推动被广泛认可的过程中，完善了该理论体系，他们的工作具有极其重要的实践意义——根据不同构造发展阶段及不同阶段所出现的不同大地构造单位，探寻成矿规律，预测远景地区，确定震旦系的找矿方向。虽然在确立过程中存在观点上的分歧，但不同观点的存在，以及与之相关的各项研究，不仅推动了中国震旦系的研究，也体现了中国学者尝试在国际范围树立地层标准的雄心。

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The Establishment of the Concept of “Sinian System”

The promoting role of the geographical scholar group of the National Southwest Associated University

TAO Yuanyuan

Abstract： In the early 1920s， German American geologist Amadeus William Grabau who worked in China formally introduce the concept of “Sinian system” in Chinese geology， whose connotation is not accurate enough. During the War of Resistance Against Japan， Peking University and Tsinghua University moved to Yunnan and established the department of geology， geography and meteorology of the National Southwest Associated University， which became an important teaching and research institution of geology at that time And formed the academic pedigree of the group of geoscientists in southwest Associated University. Many geoscientists in this department started from the concept put forward by Amadeus William Grabau to study the sinian chronostratigraphic system， and continuously promoted the refinement and establishment of the Sinian system range in China by taking the Tsinning movement and glaciation as the criteria for establishing the lower sinian boundary. This paper reviews the process of the establishment of the concept of “Sinian system”， and holds that the research results of the geoscientist group of Southwest Associated University， including Mishi， Ma Xingyuan， Wang Hongzhen， Huang Jiqing and Liu Hongyun， have been adopted and established as an academic tradition， and have played an important role in promoting the wide recognition of the concept of “Sinian system”.

Keywords：the National Southwest Associated University，Sinian system，Tsinning movement，Glaciation，geoscientist group