孙大中院士1932年6月20日出生于美丽的海港城市威海，幼年时全家迁居天津。解放不久，随经商的父亲到香港，就读于香港华南中学。返回内地后入南开中学学习，在地理老师和高年级同学的影响下对地质学产生了兴趣。1951年考入清华大学地质系，1952年院系调整后进北京地质学院。1955年大学毕业，在合肥工业大学地质系任教。其间曾先后回母校和中国科学院地质研究所，分别师从前苏联专家拉迪什教授和郭承基教授进修地球化学和稀有元素矿物地球化学。1958年底晋升为讲师。1964年调到地质部华北地质科学研究所(现国土资源部天津地质矿产研究所)工作。文化大革命中他受到残酷迫害。彻底平反后，先后任副研究员、研究员、地层构造研究室副主任、早前寒武纪地质研究室主任、同位素地质研究室主任等职。1991年获地矿部首批由国务院颁发的政府特殊津贴。同年当选为中国科学院学部委员(院士)。1992年底调入中国科学院地球化学研究所广州分部(广州地球化学研究所)主持所务工作。1997年5月因病在广州逝世。
孙大中院士生前是九三学社中央委员、九三学社广东省委员会副主任委员、政协广东省第七届常务委员会委员。1978年以来，他历任中国地质学会第33和第34届理事，中国地质学会前寒武纪专业委员会秘书长、副主任委员、主任委员，国际地科联地层委员会前寒武纪分会通讯委员、投票委员，国际地质对比计划(IGCP)217项——“元古地球化学”中国工作组组长、92项——“太古地球化学”中国工作组副组长，太平洋科协中国委员会委员，广东省科协副主席，广东省可持续发展研究会第一任会长。
孙大中院士是我国著名的前寒武纪地质和地球化学家，他为我国的前寒武纪地质事业贡献了毕生的精力。四十多年来，我们的国家和他个人历尽了风雨坎坷，但他报效祖国的热忱不变，追求科学真谛矢志不移。好学、善思、勤奋使他在前寒武纪地质科研领域多有建树。辛勤耕耘的收获凝聚成7部专著(合著)，约120篇中英文学术论文，并获得1978年全国科学大会奖、国家自然科学二等奖和部级科技成果一、二、三等奖项共8次。
一、三上中条山——报效祖国热忱始终不变
从大学时代起，孙大中就与中条山结下了不解的情缘，并由此开始了他研究前寒武纪地质的生涯。他一生曾三上中条山。1954年，他参加了马杏垣教授领导的中条山科研队，转年又为做毕业论文独自到中条山进行野外工作，这是他一上中条山。三月初的北方大地乍暖还寒，中条山白雪皑皑，天寒地冻。白天他深一脚浅一脚地跋涉在深山，有时跌进雪埋的探槽中。夜晚在小油灯下整理资料，破旧的小卖部的柜台就是床铺。有时清晨醒来，被子上竟盖了薄薄的一层雪花。就是在这样的条件下，他完成了野外工作，还草测了一份1∶5万的前寒武纪地质图，并发现了后经勘探证实为中型矿床的庙疙瘩铜矿。他的毕业论文被学校推荐为“毕业论文样板”。该论文《山西省中条山前震旦系地层及构造》改写后(与石世民合作)在《地质学报》上发表。50年代的中条山是我国铜矿勘探的重点地区，到此工作和研究的专家云集，对该地区前寒武纪地质的一些重大问题展开过热烈的争论。孙大中作为一个青年学生，对争论中的某些问题提出了自己的见解，他在前文中提出：前寒武纪地层划分岩系的主要标志应是不整合，否则就会使地层划分陷于十分混乱的局面。对位于中条系文中的“中条系”和“担山石系”现称“中条群”、“担山石群”；“震旦纪”此处系指当时的“北方震旦纪”，下文的“担山石系和震旦系之间的不整合”系指现在的担山石群和长城系之间的不整合；“吕梁运动”在该区后称“中条运动”。之上，上下都由不整合面围限的一套属于山间坳陷沉积的磨拉石建造，他(们)将其命名为“担山石系”，与中条系分开，认为它是中条山地区前震旦纪最后的一次沉积。同时，他(们)认为“中条系和担山石系之间的不整合及担山石系和震旦系之间的不整合是代表一次地壳运动在不同时间和地点的表现罢了，是地壳运动长期性的反映”。因此提出“在中条山区把吕梁运动划分为两幕”的观点，并厘定Ⅰ幕在中条系和担山石系之间，Ⅱ幕在担山石系和震旦系之间。他的这些观点至今仍为大多数研究者所认同。
1972年，正值“文化大革命”期间，他戴着“特嫌”的帽子，到中条山边改造边“用一技之长”，参加了中条山铜矿地质研究工作。他不在乎自己是“黑几类”，倒庆幸有了工作的机会。他身处逆境心悬科学，一心扑在工作上，成了科研队实际上的学术带头人。这次科研工作使中条山地区前寒武纪地质和铜矿地质的研究取得了新的进展，出版的专著《中条山铜矿地质》获得了1978年全国科学大会奖。由于历史的原因，该书以集体署名，但他作为第一作者是当之无愧的。他自尊自重、不卑不亢，踏实工作，乐于助人，也赢得了科研队全体成员和地质队、矿山地质人员的赞佩和尊敬。他提出区内主要类型铜矿可归属于3个早元古代含铜建造，认为不同建造的矿床虽然原始成矿时代和成矿作用不同，但具有明显的共性——层控性。经历区域变质后，特别是1 800Ma左右的中条运动构造热事件的改造，形成了相似的“热液成矿”的特征，但没有改变矿床受原岩建造或岩相、岩性控制的特点。对于著名的铜矿峪“斑岩铜矿”，他提出“并非一次或一种成因的简单矿床”的观点。认为主要的原生成矿作用与钾质火山岩有密切的关系，钾质酸性火山岩(部分火山侵入岩)形成含钼的铜矿化，其成矿特点接近于广义的斑岩铜矿，但具有层控性，且经过变质；而钾质基性火山岩形成的铜矿化，具有层状铜矿的特点，也经过变质。二者均可归入“变质火山气液铜矿”，在找矿上应遵循地层和岩性双重控制的原则。1978年出版了《中条山铜矿地质》专著，该书是解放后首次对本区区域成矿作用所作的比较全面、系统的总结，迄今仍为国内同行广泛引用和参考。
1978年他得以彻底平反。随着祖国科学春天的到来，正值壮年的他也迎来了一生的黄金时期。他在科学的疆场上驰骋，要把失去的年华补回来。80年代，他带队三进中条山。在前两次工作的基础上，进行深入的同位素年代学和地球化学研究。他较早地引用国际上先进的单颗粒锆石UPb稀释法和高精度离子探针质谱法测年技术来获得火成岩的结晶年龄、捕获和／或继承锆石年龄，运用综合年代学方法建立该地区前寒武纪年代构造格架；提出以火成岩年代地球化学作为岩石圈探针的新方法，以研究年代地壳结构模式。这项科研成果较清楚地阐述了中条山地区前寒武纪重要地质事件，包括铜和铁的成矿作用的时空演化关系，并填补了全球2 400—2 000Ma期间岩浆活动记录的空缺；他将地学研究中三维体系的“深度维”赋予时间的标志，从而扩展为“四维”体系。《中条山前寒武纪年代构造格架和年代地壳结构》一书是这项科研成果的总结，是国内这一研究领域最早最系统的专著。在此基础上，他提出地质学、地球物理、地球化学相结合进行深部地质和大陆地壳动力学研究的新思路，后来华南深部地质的研究工作就是他这一学术思想的体现。
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