1932年去瑞士留学,在大地构造专家阿尔冈教授指导下作研究生,1935年夏获理学博士学位。同年秋赴美国进行学术访问。
1936年春回国,任中央地质调查所所长。
1941~1943年带队调查甘肃、新疆的石油地质。
1945年写成《中国主要地质构造单位》一书,公认为是对亚洲地质构造的重要贡献。
1949年后历任西南军政委员会委员,西南地质调查所所长,中央地质工作计划指导委员会委员,西南地质局局长,重庆地质学校校长,地质部普查委员会常委,石油地质局总工程师,地质矿产研究所副所长,中国地质科学院副院长,中国地质学会理事长,中国地质科学院名誉院长、研究员等职。
曾任五、六、七届全国政协常委和中国科协常委。发表论文、报告150多种。
他与杨钟健等合著发表了《新疆油田地质调查报告》、《中国新构造运动的几个类型》、《中国大地构造基本特征》、《试论地槽褶皱带之多旋回发展》等。主编了《中国及邻近特提斯海演化》、《中国天山构造和成矿规律》。其中《中国大地构造图》获国家自然科学奖一等奖。在中国的石油、天然气的地质方面作了大量工作。
1955年初,他和谢家荣建议在松辽平原、华北平原、鄂尔多斯和四川盆地四大重点地区进行石油和天然气普查勘探,后发现了大庆油田、胜利油田、大港油田、长庆油田以及四川的许多天然气田。
他参加撰写的《大庆油田的发现》一书获国家自然科学奖一等奖。
1980年瑞士苏黎世联邦理工学院授予他自然科学荣誉博士学位。
1985年当选为美洲地质学会名誉会员,1988年当选为苏联科学院外籍院士。
1994年当选为俄罗斯科学院外籍院士。