1941年2月25日生于湖南省芷江县，原籍安徽六安。其父亲是大学教师，母亲是中学数学教师，从小受到良好的家庭教育。1952年考入颇有名声的南京师范大学附中，在校一直是优秀生。南京大学戴安邦教授说:'人是否聪明，关键在于注意力是否集中'。这使他受益一生。1958年考人新建校的南京地质学院(后并入南京大学地质系)，1962年毕业后，被推荐考取刘东生先生的研究生。受到'新方向'和'新技术'的深刻影响，艾思奇、潘梓年讲授的《实践论》和《矛盾论》更使之领会了毛泽东哲学思想的精神，为他从事地质事业提供了方法论上的指导。1966年从中国科学院地质研究所、地球化学研究所研究生毕业，在中国科学院地质所、地化所从事黄土和第四纪研究，先后在北京、贵阳、天津、河南参加科研工作，逐步锻炼成熟起来。
1981年至1982年到澳大利亚国立大学进行合作研究，接触到外国地质界的先进技术和最新信息。1985年到西安组建中国科学院西安黄土与第四纪地质研究室，在科技改革的形势下，凭借多年积累的基础，和国内外学者一道为'黄土和环境'研究进入'动力学理解'的新阶段作出了贡献，并参与了国际竞争。1987年至1988年，到美国哥伦比亚大学进行合作研究，与著名美国地质学家一道进行磁化率研究，并应邀在拉蒙特地质观测所作学术报告，受到同行们的好评。
1991年当选为中国科学院地学部委员(1994年改称院士)，是中国科学院黄土与第四纪地质国家重点实验室主任、开放研究室主任、国际黄土委员会主席。曾参加对中国黄土一一古土壤的序列研究，重建黄土高原的气候历史，提出黄土的堆积演化模式及其与环境演变的关系，为将黄土研究从定性描述提高到半定量分析及黄土与环境紧密结合研究的新阶段作出了重要贡献。首先引入第四纪磁性地层学，测定了蓝田猿人和澳洲沙漠化年代，重建了最近250万年、13万年和2万年中国北方气候变化的代用序列。从气候动力学角度，对控制中国中东部环境的古季风因素首次提出了较为系统的理论。在地质学科研究上的系列开拓性成果，使他跻身于国内外有影响的地质学家之列，为中国科学界争了光。
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