在二十一世纪即将来临之际，地质学面临着一系列非常复杂的新课题。在找矿与勘探条件愈来愈艰难的情况下，仍要保证满足对各种矿物资源日益增长的需要。现在西方流行着矿物埋藏枯竭，“资源恐慌”的说法，必须规定经济发展限度，降低资源开采速度等等。这样，空前地需要一种新思想，要求明确诸如维尔纳茨基（В. И. Вернадский）的生物圈学说之类的地质学基础研究的意义。今天，我们可以满意地说，地质科学越发展，维尔纳茨基的基本思想的实际价值就越明显。
首先，维尔纳茨基生物圈的概念是怎样形成的呢？其专题著作《生物圈》在1926年问世，而生物圈学说中所包含的思想早在他还是一位矿物学家时就形成了。在1908年，他发表的概论性著作《试谈描写矿物学》中就对矿物形成过程中生物的作用给以重视，同时考察矿物作为人类活动的一种产物的发展变化。在这篇专著中，有些整个章节指出在过去的沉积片麻岩层和各种结晶片岩中石墨和半石墨的有机特性。所以说维尔纳茨基有关矿物学的著作中就产生了地球化学、生物地球化学、生物圈学说，后来成为人类活动圈学说的萌芽。所以，我想特别强调矿物学在地质学思想发展过程中的作用和意义。
我还想强调维尔纳茨基的一种思想。他总是重视地壳发展中的外力作用。我们还记得，当初还没有岩石学，更谈不上沉积岩石学。在《试谈描写矿物学》一书中他就指出远在先寒武纪的沉积作用。当时有关地球的确切年龄，地壳几十亿年的历史还没有完整的资料。在本世纪初，大多数地质学家都根据康德 - 拉普拉斯假说认为地球最初是熔融状态，由于逐渐冷却而形成了地壳。实际上在地质学界，这种思想完全占据了统治地位，并在此基础上开始了整个地质学的探索。直到现在对成矿的认识还往往不同形式地依据这种假说。
二十年代初，维尔纳茨基这样写过在地球早期沉积过程的作用：“在先寒武纪岩石学的专题研究中，制定变质作用这一学说的同时，长期积累了有关古代沉积变质岩层岩石学的资料，有的虽零碎，却很有意义，也记述了变质作用之后保存下来的沉积结构和构造并为复原变质岩原始沉积面貌做过尝试。这一切，都是先寒武纪岩石学这一新学科的幼苗借以能茁壮成长的肥沃土壤。”引用这一大段话是为了说明维尔纳茨基深信，早在先寒武纪沉积作用就广为发育。没有先寒武纪岩石学，没有关于远古地质年代外力作用的概念，就不可能产生维尔纳茨基所说的生物圈学说的地质学原理。
所以说，矿物学与岩石学是产生生物圈学说的基础。根据对矿物成因的深刻认识（已在《试谈描写矿物学》中有所总结），对地壳从先寒武纪以来发展过程中所发生的沉积作用有清楚的认识，他于1926年就写出了专题著作《生物圈》。维尔纳茨基认为生物圈的概念是“有生命活动的特殊地壳”，他写道：“生物圈中我们不能将物质分为活的与死的两类”，而应将它们看作是相互关联的一个整体。B. N. 维尔纳茨基阐述了生物的巨大地质作用：“……地表上没有更比整个生物经常起作用，就其最终结果来说更强有力的化学作用了”；“……地壳上的一切，包括其重量的99%的物质，从生化观点来看，其重要性主要决定于生命。”从这些引话中可以看出维尔纳茨基对生物圈的认识，也相当全面地描绘了一位科学家早在二十世纪初就提出的有远见卓识的思想。
从“生物圈”一词问世之日起已过去半个多世纪了。生活不仅说明了维尔纳茨基天才的概括和预见的正确性，这些概括与预见也得到了飞快的发展。
在维尔纳茨基之后，生物圈学说是如何发展的呢？
首先，他的关于太古沉积岩的思想得到了确认并有所发展，如同他在二十年代所说：“一门新学科——先寒武纪岩石学的树苗”现已成长为一门独立的学科，下面将要谈到，形成为一支新的重要学科，即先寒武纪沉积地质学（外动力地质学）。
近二十年来对先寒武纪地质综合体进行的岩石学研究表明，沉积作用（外成作用）不仅显生宙有，新地期（нeoгeй）也有。这些作用在整个先寒武纪，以至比其早的时代和太古代都广为存在。现在我们谈的不是维尔纳茨基所提到的岩浆作用和超变质作用盛行时遗留下来的沉积岩凤毛麟角似的零星细节问题，而是关于先寒武纪岩石学知识的完整体系问题。
现在已无可争议地确认远古沉积岩起自38亿年前，30 ~ 35亿年前的沉积岩已成为普遍现象。在所有地盾上发现并考证过都有沉积岩，当然也有一些是变质岩。有关原始岩石风化的痕迹，风化物的搬运与沉积方法以及事实上已知的各类型沉积岩的积聚等事实愈来愈多。
已确认，在整个已知的地球地质年代里一直有外成作用。我们在先寒武纪发现有与显生宙同类型的沉积岩。我们还不知道在其它沉积形成条件下或其它类型大气圈、水圈中生成的岩石。现在无可争议地证明，沉积变质岩是先寒武纪地盾的基底，过去的花岗岩地壳应解释为陆地地壳的远古沉积变质地壳，陆地地壳内的岩浆岩往往是最初沉积岩受深层超变质作用的产物。
这就使我们有可能不是简单地提先寒武纪岩石学问题，而使用一个更广泛的概念“先寒武纪沉积地质学（外动力地质学）”，这门学科研究变质作用前外成作用的各种表现形式（风化、搬运和沉积）。
为什么我们提先寒武纪沉积外动力地质学呢？这是因为许多地质学科都研究显生宙的沉积作用，研究的范围也很广泛。既然沉积物最初的特性需要确认为是受变质作用的产物，并可将变质岩作为沉积岩的变体，那么把整个外成作用，包括先寒武纪古气候、古地貌、岩石成分、凝聚作用等理解为变质作用，有时是多次变质作用才能剖析，所以对先寒武纪的外成作用需进行应有的研究。
先寒武纪沉积地质学和岩石学对有时变化很大的沉积岩和岩石结构的原始成分有独特的复原方法。
先寒武纪外动力地质学成了研究“古代生物圈”的科学基础，维尔纳茨基如此英明预见的正是这个生物圈。再次着重指出，今天我们可以自信地说，在整个地球的地质年代里，从太古代，元古代到显生宙都有外成作用。
维尔纳茨基曾预言：“花岗岩是远古的生物圈”，但这只是科学预见，还需要证实。
对碳、石墨、隐晶石墨、半石墨等在最初的沉积变质岩中的分布状况进行专门研究，首先表明碳的生物生成特性。先寒武纪不同时期的岩石以及各地盾中均有生物生成碳广泛分布的痕迹。
石墨、隐晶石墨、半石墨等的地质条件和埋藏形式，将它们看作是显生宙一类的岩石以及沥青学、同位素、地化、生化方面的专门研究无可辩驳地证明碳组成的生物生成。已确定，先寒武纪岩石中生物生成碳的含量同显生宙相近。碳组成的平均含量在0.1 ~ 5.7%之间。很多碳是分散的，也有含碳量达20 ~ 30%的矿层，厚度有几十公尺。
因此，我们撇开先寒武纪沉积变质岩层中碳组成的研究就可以确认，活的有机物质至少也存在了35亿年之久（南非，斯瓦士兰系，翁维尔瓦赫特层）。这一数字非常接近太古沉积岩——西格陵兰伊舒阿地区偏石英岩38亿年的年龄。
不仅可以根据碳的生物生成来判断从太古代起生命的历史，还有其它许多证据。
过去认为，在太古代大气充满碳酸气，不可能有碳酸岩。现在认为先寒武纪碳酸岩如同显生宙一样是一种普通岩石，对先寒武纪碳酸岩碳的同位素成分的研究证实了碳酸岩的生物生成特性。在整个地质年代中，先寒武纪碳酸岩所含的碳酸岩成因的碳还是有机成因的碳含量均是稳定的。这证明，碳的生物循环从先寒武纪早期开始，即34亿年之前就有。地壳的碳的两种形式在生物直接参与下可以产生稳定的平衡。所以说，地壳的碳多次经过生物循环；先寒武纪碳酸岩的生物生成沉积同显生宙的一样是一种普遍作用。
对先寒武纪显生宙碳酸岩和有机物中碳同位素成分的演化进行分析，使我们得出一个非常重要的结论，标明地壳的碳存在于碳酸岩和有机物两形式间同位素分馏程度的常数是一个行星的重要生化常数。这一常数证明，在35亿年前就存在地壳各活动地圈（如大气圈——水圈——成层岩石圈——生物圈）相互作用体系；指出这一体系在同位素方面，当然也在地化方面与当代的稳定平衡状态相当接近；这一常数也作可为确保地壳的碳在地化循环中的稳定性的全球外力变质机械作用的独特尺度，这种循环的主要因素是在变质作用中先寒武纪沉积变质地层碳氢物和碳酸的去气作用。
地壳中碳的两种基本形式的同位素稳定平衡确定至少发生在35亿年以前，这完全肯定地表明，地球活动圈的形成应当是在先寒武纪早期，即35亿年前，因为只有在这种情况下，生物圈和沉积作用（由于这些作用，才确定上述外围各地圈的化学、同位素平衡）才能获得自身发展的必要时间。
这一结论恰好与当代行星宇宙学和宇宙化学关于原始星云物质凝聚，化学分化等假说相吻合，根据这些假说，最早的水圈、大气圈形成，基本上进入地球的最后引力阶段。
硫的同位素地球化学还可以提供证明在先寒武纪曾有一个相当厚的生物圈。斯威士兰和阿尔丹地盾岭格尔层先寒武纪早期所生成的沉积硫酸盐矿体中硫的同位素成分证明，地球上稳定的酸性大气圈至多经历了40亿年。
所以，生物圈形成的时间可向遥远的地质年代追溯至多不超过5 ~ 6倍，同地球地质作用相吻合，相当于最早的太古代。
最近，同志们对先寒武纪含碳高的植物群系沉积期划分了全球性的五大年代：太古代——37亿到35亿年，太古代到早元古代——28亿到26亿年，早元古代到中元古代——21亿到17亿年，晚元古代——10亿到9亿年，最后，寒武纪前夕——6亿5千万到6亿年。这些年代均与过去划分的生物界进化各大年代相符。第一个最早的太古代相当于无细胞核原核生物产生光合作用的时期，之后产生有光合作用的有机物的繁盛时期（第二），出现有细胞核生物时期（第三），出现有丝分裂，成熟分裂过程，以及多细胞植物，动物时期（第四），接下来就是先寒武纪与寒武纪元细胞和多细胞动物的大量发展时期。
那么沉积物、生物及其衍生物的情况如何呢？
生命在全球极盛时代伴随着区域变质作用和地壳岩浆构造作用活跃的几大时代。各生物群系进化阶段的联系，先寒武纪含碳高的植物群系全球积聚时代同区域变质以及地壳岩浆构造作用活跃时代的联系并不是偶然的。生物进化，地壳岩浆构造作用以及平坦的地表和风化的地壳形成的各阶段的联系就更复杂了。现在，也许事实还很少。
过去我们曾指出过，在地壳构造活动中，沉积变质地层，由于含有粘土 - 石炭岩和含碳岩石，放出大量水，碳酸气、碳氢化合物和同它们一起的矿物元素。曾形成一种看法，认为有“气态－液态－矿物流体”，在先寒武纪“呼吸”的是碳氢化合物和碳酸气。大量排入大气的碳酸气促进了生命活动的繁盛。
这里我们再重复一遍：如果基于近二十年来所取得的无可争议的事实，而不是本着对先寒武纪、特别是太古代独特性的凭空臆揣，那就需要承认，生物作用的绝对年龄至少要从35亿年前算起，那时就出现了矿物、生物（有机物）、大气圈和水圈相互联系的体系。
现在对区域变质作用需要有新的看法，这种作用不止一次出现，形成水、氧、碳酸气、硫、氮及其它化合物在地球外围几个圈中全球性的循环和周转。
在我们所能研究到的地壳沉积变质（即硅铝）层中多为呈层状的沉积岩和火成——沉积岩的原始沉积物。这是地质作用与地球生命在地质发展阶段中的产物。实际上，我们所知道的在变质作用前，外成——沉积阶段地质过程的作用情况发生在生命相当发达、生命体系功能十分活跃的情况下，而生物、有机物对矿物组成影响的异常的范围，深度和繁忙程度使人设想有一种使地球外围物质进行转变，加工的“生物地质机”。
揭示地球上活的与死的物质发展的相互联系，相互依赖和相互制约，揭示活的物质体系生物进化与该生命所处的地质条件（大地构造、古地理条件）的联系，我们认为是生物圈学说新的发展阶段。我们仅根据对先寒武纪沉积变质岩层的岩石学研究和显生宙沉积岩成分与先寒武纪原始沉积岩相似，及时提出一个原则，即在地球地质年代整个过程中，沉积作用是一个进化的复杂统一过程，是研究先寒武纪的主要方法论基础。现在，由于熟知从先寒武纪到现在各时期生物圈的矿物，我们可以说：生物是地壳硅铝圈进化的主要因素。生物圈的发展和进化也就是地壳的发展和进化。所以，有关生物圈的学说，产生了地质学中一个新的学科——生物地质学。
生物地质学是研究生物与有机物在地壳形成中作用和地球地质年代岩石生物成因的地位与范围的科学。生物地质学并不是生物地球化学，也不是有机物的地球化学。可能，已占据了一定地位的后两门学科将成为生物地质学的组成部分。
生物圈学说发展五十年来，出现了先寒武纪岩石学和沉积地质学方面新知识，我们对外成和沉积作用和地球上生命发展阶段的绝对时间概念改变了，所以，可以对生物圈下定义如下：
生物圈是在地球整个地质年代中发生作用的全球性生物地质现象，这是地球上矿物、水体和气体多成分体系，里面充满着生物和生物活动、死亡和改造的痕迹，生物与其痕迹在生存，进化发展中相互联系，相互制约。现代生物圈是过去历代生物圈进化的结果。
现在我们看看维尔纳茨基关于地球气体喷发的思想取得怎样的发展。考虑到先寒武纪含碳变质岩分布极广，我们在1970年就指出，尽管变质作用有深部发展阶段，从当时起延续的时间很长，但在石墨、隐晶石墨、半石墨等类似生成物中仍含有一定量残余的甲烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯。在有利的地质条件下（如地震活动）这些地层会放出储藏下来的多余气体，形成冒气现象或天然气。后来，在1973年我们写道：“地盾地区地球的碳氢气喷发是普遍的。”事实上，后来在所有的先寒武纪露头上均发现碳氢气。科拉半岛7000多米超深钻井同其它许多俄罗斯陆台勘探先寒武纪的钻井一样都说明有气态的碳氢物存在。现在显露出的先寒武纪的去气作用是一种很发育的现象。陆台上，先寒武纪被沉积物掩盖的地方，经研究表明，碳氢化合物有的呈气态，有的溶于地下水。
现在我们有足够事实有把握地说，先寒武纪含碳层喷发碳氢物是全球性的。我们觉得这一结论对石油天然气地质学的进一步发展有极重大的科学意义与现实意义。碳氢物的喷发对松软的大陆外层形成石油、天然气的积累很有用。在地盾上，碳氢物散入大气，在陆台上可能积聚起来。现在无可争议的是过去有地壳的碳氢气体部分与过去有生物圈，现在有生物和沉积岩的情况一样。碳氢部分在整个地壳地质年代中是生成许多矿床的原始物质基础。
首先声明，我没有提及石油、天然气生成的主要时期理论，含油含气区产油岩系学说等。这是石油地质的经典理论，它已取得辉煌的实际效果。但无论如何不能不考虑历代生物圈大量生物，有机物以及在地盾，陆台覆盖沉积层之后放出的残余碳氢物。在可能形成对全球性碳氢物喷发条件有利的聚集槽的地方，该进行广泛的勘察，随之进行重点钻探。实例说明，基底拱形隆起的背斜上覆盖的松散岩石尖灭地段，基底风化的分裂外层、未经变质作用的里菲（东欧陆台沉积岩）和文德（乌拉尔沉积岩）等，均可能是这种储油场所。这样，地质勘察的范围就大为扩展了。
现在在西伯利亚、波罗的海沿岸、非洲、美洲等地，石油、天然气的矿床实例太多了，它们直接埋藏于先寒武纪基岩上，上面由不透石油和天然气的岩层覆盖，形成有利的聚集槽。天然气、石油矿床同使先寒武纪地层去气的深大断裂有联系愈来愈明显也就不足为奇了。
不久前，苏联科学院主席团对一大批地质学家、地球物理学家和地球化学家的专题论文和对先寒武纪的碳氢物喷发在地壳内形成地球物理场和地球化学场的作用问题进行了审议并加以赞赏。这一工作的实质是先寒武纪碳氢物去气作用的高低潮同地震活动的高低潮相符。可以形象地说，地球抖一抖，先寒武纪地震就放出残余的碳氢物。如考虑到这一过程发生在几亿年之前，当时已形成的每个时期的覆盖物还不断阻碍着各陆台的去气作用，那么可见这一现象是多么宏伟了。
对物理场，天然气集中场和区域，微量元素和细菌（在苏联许多石油、天然气地区，石油、天然气矿床温度条件方面是反常的）作了专门的实验和实地研究。结果确定了一种过去不知道的新现象，即碳氢物的喷发同沉积地层的反常的（升高或降低）地球物理场、地球化学场有关系。这样，地质学家就掌握了勘探石油、天然气的理论前提。
碳氢物喷发只是“气体－液体－矿物流体”总问题的一部分，矿物流体是在先寒武纪原始沉积 - 生成地层发生变质作用时流出来的。这种先寒武纪矿床成因论的专题是我们在发展中国家国际学术讨论会上提出来的（莫斯科，1979年）。这里只提整个一组矿床，如铝、锌、铜、金、铀矿，包括有大量横断矿体的矿层，从含碳的和其它沉积矿层的矿物元素原始积聚以及它们的变质作用角度来看，可以更合理地加以解释。这可以使我们更深入地理解先寒武纪这个矿物资源富有者的矿床成因。
在本文中，我们想说明岩石生物成因，即先寒武纪历代生物圈对整个地质学有多么巨大的意义。想着重指出，是按新的方法考虑问题的时候了，如变质作用在整个地史中和对岩石圈的形成的意义，其原因，特别是该过程的动力部分以及如何认识成矿过程，岩石生成的内因。在地质各学科中，对沉积物和生成物变质作用的研究，我们看来，还没有取得应有的成果。
最后我想谈谈人类地质作用和生物圈变为人类活动圈的问题。
人类活动圈是自然界与社会相互作用的一个圈，这里人类的智力活动是主要的，决定性的发展因素。人类活动圈（нoocфepa）这一术语并不是新词，曾用其它一些名词代替过，如“技术活动圈”、“人类圈”，“社会圈”。维尔纳茨基给此概念以唯物主义含义，他指出：人类活动圈即生物圈新的发展阶段，它同生物圈内人类的产生与发展有关。人类由于不断认识自然界的规律、使技术逐渐完善而成为就其规模而言可与地质作用相比拟的庞大力量。这样就产生了新的改造自然界的力量，表现在社会和自然界之间有了新形式的物质、能量的新陈代谢。
关于人类在地壳上的巨大地质作用有无数例子，我就不一一列举了。只指出伏尔加河（长3690公里，流域面积136万平方公里）的冲积层，贝加尔－阿穆尔干线（长3200公里）上岩石圈的地质改造在规模上几乎可以相提并论。大面积的水库，连同它们的降水，地质水文工程条件使全国现有的湖泊沉积面积愈来愈大。
当今、人类对自然界的改造力十分可观。经济的进一步发展不仅受到经济所需自然资源供应量的限制，而且也受到自然环境“容量”的限制，它只能承受一定的负荷，使现代生物圈在不受损害的情况下制造出人类经济活动的产物。
现在不少人在口头和书面谈论环境问题。但始终要明确这是一个什么问题。环境的概念往往主要指大气圈、水域、土壤和动植物界。我绝无意贬低这些自然界组成部分的作用，只是想强调一下岩石圈这个地球的根基，有了它，动植物才得以发展，水域、大气同它有不解之缘，它还是人类劳动的场所。
地壳是人类一个最重要的栖居环境，是生物圈的主导和决定性组成部分，对它应当加以研究，也应当同环境一样得到保护。
技术的进步和人类时代对环境作用的加强暴露出我们对已习惯了的，看来好像已经研究透彻的自然界基本特性方面的知识十分贫乏，如对自然界的组织形式和层次，它自我调整的结构等。也暴露出对环境作用的后果方面的知识很有限，缺乏预报这些后果的方法和对自然开发中社会经济矛盾的充分估计。因此，实现巨大的国民经济设想（在水文技术建设、改良土壤和农业化学化方面），以取得更大的技术经济效果，往往会引起预想不到的自然环境中的不良后果，耗费了一批批的投资，反而降低了社会、经济效益。
在社会主义社会“管理环境”渐渐成为现实。这就是为什么我们必须研究生物圈发展规律，分析生物圈各组成部分对不同范围外界作用的反应以及确定生物圈变化可逆性的界限等问题的缘故。
还要指出这些基础研究的复杂性，多面性和边缘学科性。
现在社会的智慧，我们全体人类决定着我们在地球上经营的好坏，以便更加充分满足社会对自然资源的需求，以便既全力补充自然资源，又给自然界（包括岩石圈、水圈、大气圈以及各种各样的生物）以最低的损耗。我们应该考虑到，我们如何建造一个崭新的生物圈留给后代。
[Буòущее нαукu，1981年版]
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* 他是一位综合利用矿物资源并对其提出经济 - 技术评价的专家。创立了先寒武纪沉积地质学新学科。对人类活动影响地壳问题有所探讨。