地质构造

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木卫2地质构造

地质构造是指地壳中的岩层地壳运动的作用发生变形与变位而遗留下来的形态。地质构造因此可依其生成时间分为原生构造(primarystructures)与次生构造(secondarystructures或tectonicstructures)。次生构造是构造地质学研究的主要对象。

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地质构造 - 名词简介

地质构造

地质构造（简称构造）是地壳或岩石圈各个组成部份的形态及其相互结合方式和面貌特征的总称。是构造运动在岩层和岩体中遗留下来的各种构造形迹，如岩层褶曲、断层等，称为地质构造。构造运动是一种机械运动，涉及的范围包括地壳及上地幔上部即岩石圈，可分为水平运动和垂直运动，水平方向的构造运动使岩块相互分离裂开或是相向聚汇，发生挤压、弯曲或剪切、错开；垂直方向的构造运动则使相邻块体作差异性上升或下降。地质构造的规模，大的上千公里，需要通过地质和地球物理资料的综合分析和遥感资料的解译才能识别，如岩石圈板块构造。小的以毫米甚至微米计，需要借助于光学显微镜或电子显微镜才能观察到，如矿物晶粒变形、晶格的位错等。

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地质构造 - 学说分类

中国地处环太平洋构造带和特提斯构造带的丁字接合处，具有中国特色的大地构造特征。“波浪状镶嵌构造学说”、“地质力学”、“多旋回构造”、“地洼说”和“断块构造说”是老一辈地质学家对中国大地构造特征的总结，被称为“中国五大地质构造学派”。

“波浪状镶嵌构造学说”简介

张伯声教授

波浪状镶嵌构造学说，是张伯声教授创立的一种地壳构造和地壳运动理论学说。这一学说的思想萌芽于1959年。当时主要阐明的问题是，相邻二地块在不同地质历史时期都以它们之间的活动带为支点带，互作天平式摆动，并相应地引起支点带本身与之同时做激烈的波状运动。1963年，在此基础上提出了整个地壳是由不同级别的激烈运动的活动带与不同级别的相对稳定的地壳块体相结合而形成的一级套一级的镶嵌构造。并把相邻二地块的天平式摆动在空间上扩大范围来统一考虑，引伸出地块波浪的概念。自此以后，经过张伯声教授等不断地研究，逐步系统化、理论化，成为目前的地壳波浪状镶嵌构造说。波浪状镶嵌构造有别于五十年代以来国外学者提起过的地壳的镶嵌构造。他们只是认为地壳的某些部分像一层“巨大的角砾”，杂乱无章地镶嵌在一起。而波浪状镶嵌构造说则认为地壳的镶嵌是有规律的，其空间展布、运动变化都好象是几个系统的波浪的相互交织。
波浪状镶嵌构造说在理论兼收并蓄了“脉动说”的合理部分，从地球自身的运动探讨了波浪镶嵌构造的形成机制，赋于“地球四面体理论”以新的含义。它指出，由于地球以收缩为主的脉动，使地表产生四个地壳波浪系统。它们各自不停的传播及相互交织，形成地壳的波浪状镶嵌构造网。地球由于脉动所派生的自转速度的变化，又加剧或减弱了一些方向的地壳波浪，并可在上述波浪镶嵌构造网上叠加一些其他构造形象。地壳的波浪状镶嵌构造，就是地球以收缩为主要趋势的脉动以及由此而导致的自转速度的变化所造成的综合效应。
该学说以地壳波浪运动的三种基本形式（蚕行式、蛇行式和蠕行式）来形象地说明地壳各大小块体的运动是以水平方向传递为主，但“漂而不远，移而不乱”。它有别于“板块构造说”所认为的地壳几大板块在地幔上作远距离漂移的看法。而且波浪状镶嵌构造是由于不同系统的级级相套的地壳波浪交织而成的宏观与微观统一的级级相套的地壳块体的镶嵌构造。

巨型纬向构造体系
巨型纬向构造体系又称东西向构造体系，或称东西复杂构造带。在大陆壳上突出的表现为横亘东西的隆起山岭，往往出现在一定纬度上，它的规模很大，是具有全球意义的。

它主要是受南北向挤压力而产生的。它的主体是由东西走向的褶皱或压性断裂构成的，同时还有与它垂直的张性断裂和与它斜交的两组扭性断裂。这一系列东西复杂构造体系，不一定具有同样的发展过程，也不一定具有同样的综合形态，但却具有主要的共同特征，作为一个整体的复杂构造体系以及组成它的主要褶皱和断裂，大致都是东西走向的。在中纬度地区比较集中，它在大陆上断续延伸长达几千公里，在大洋底也有它存在的踪迹。

它的发展历史很长，经历了反复多次的地壳运动，一般常伴随有东西走向的岩浆岩带分布。所以对各种矿产的分布有着重要的控制作用。

从中国大地构造轮廓来看，有三条明显呈东西向的山脉，形成三条横亘东西的巨型纬向构造体系。由北往南是：阴山—天山构造带、秦岭—昆仑构造带和南岭构造带。

经向构造体系

怒山山脉

经向构造体系是一些走向南北的强烈构造带，又称南北向构造体系。其规模不等，性质也不尽相同。它主要由走向南北的褶皱和压性断裂以及伴生的张性、扭性断裂构成。在中国最为显著的南北向构造带出现在四川西部和云南中部，其中以大雪山—戛贡山为主体，称为川滇南北向构造带。该带在地理上称为横断山脉。自西向东并列有高黎贡山、怒山和大雪山，由一系列强烈褶皱和规模巨大的冲断层组成。

在中国境内的其它地方，还有一些不太强烈的经向构造体系。在北方如贺兰山区南北走向的构造带与祁吕贺山字形脊柱相复合；在南方，四川东南至贵州中部，有川黔南北向褶皱群出现。此外，还有一些经向构造体系，有的是呈零星分布，有的与“山”字型构造的脊柱相复合。

扭动构造体系
上述的巨型纬向构造体系和经向构造体系，反应了经向或纬向的水平挤压或引张作用，都是具有全球性的构造体系，也是地壳构造运动的两个基本方向。但是，由于地壳组成的物质的不均一性，而使沿着纬向或经向的作用力发生变化，导致局部地壳发生扭动，便形成各种扭动形式的构造体系。

扭动构造体系的形式很多，根据作用力方式不同，可分为直线扭动和曲线扭动，前者一般称为扭动构造，如“多”字型、“山”字型构造；后者一般称为旋扭构造或旋卷构造，如帚状构造等。

根据地质力学的观点，前面所说的东西向或南北向水平应力，是由于在重力的作用下，地球自转速度改变时所引起的离心力（一种是南北向的，一种是东西向的）产生的结果。

在漫长的地质年代里，地球自转速度是有变化的。就是由于地球自转速度的变化而产生的切应力，使地壳产生运动。切应力在赤道上为最大（因为地球转速最大），两极为最小（地球转速等于0），因此在赤道附近出现巨型张裂、扭裂以及大的旋卷构造。

地球不是一个理想的刚体，当自转角速度变快时，它的扁度就要变大，地球表层—地壳物质就向赤道拥挤，中纬度地带受挤压最强，于是就出现大规模的纬向（横向）构造带。同时，在纬向切应力方面，当自转加速度变快时，就使地壳中的结合不牢固的部分物质，因跟不上转速加快的步伐而掉队，犹如车速急增时，乘客后仰一样。这就使部分地壳相对地向西滑动，如美洲大陆相对于欧非大陆落后，便在它们之间出现了大西洋；美洲大陆西缘遇着太平洋底硅镁层的阻挡，形成南北向的巨大挤压带—纵向大山脉，伴生的山字型弧顶也向西凸出。

“多旋回构造运动”学说简介

黄汲清教授

“多旋回构造运动”学说，即地壳运动的多旋回理论，是黄汲清教授于一九四五年提出来的。该学说是在地槽发展单旋回观点上的进一步发展。所谓单旋回，是德国地质学家史蒂勒提出来的地槽褶皱带发展的模式。他认为，地槽发展初期以下沉为主，有大量蛇绿岩出现；以后地槽型沉积褶皱成山，与此同时有大量花岗岩侵入，随后有安山岩喷发和各种小侵入体；最后褶皱带遭受剥蚀，地槽转化为地台，并有玄武岩喷溢。这就是有名的地槽发展单旋回的基本观点。
该学说认为，板块运动说与多旋回构造运动说不但没有矛盾，而且可以互相补充，互相结合。在研究中国大地构造过程中，把这两种学说密切结合起来，是地质工作者的长期任务。

“断块构造”学说简介
断块构造学说，是中国科学院地质研究所张文佑教授等，继承与发展李四光教授的地质力学思想，吸取了“地槽地台说”、“板块说”等的合理部分，在分析与综合中国及世界大量地质、地球物理资料的基础上发展起来的。
断块说在研究方法上，强调运用地质力学与地质历史分析相结合的方法，对地球的构造形成与形变进行辨证分析，将构造旋回的划分与构造形成、形变过程联系起来。认为地壳的形变，一般是从褶皱到断裂；但一经产生断裂，它便对以后的变形起决定性作用，即第一期的断裂控制第二期的褶皱，第二期的褶皱改造第一期的形变，也就是基底控制盖层，盖层改造基底，所以断块学说，侧重于研究断裂的形成与发展。

地质构造

该学说认为，地壳形变主要取决于力和介质两个因素的相互作用，二者都是不均一的，应力的集中与释放往往发生在介质的不均一处。由于受力方式、边界条件以及介质物理力学性质的不同，断裂常以不同型式组成“X”型、“Y”型等断裂体系，可表现为拉张、挤压、剪切、剪切—挤压，以及层间滑动等不同活动方式。按不同深度，断裂可划分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂四级。同样，被各种断裂网格所切割成的断块，也相应地划分为四级。随着深度及温度压力的增加，褶皱与断裂具分层性，这种分层性与地球各圈层之间，“软”、“硬”层之间的层间滑动有关。构造层划分要考虑形成与形变两个方面，从形成到形变是构造发生和发展的一个旋回。每一个构造旋回的形成控制该旋回的形变，而前一构造旋回的形变又控制下一旋回的形成，所以基底断裂构造常可控制盖层的构造发育。在区域应力场的演化中，压、张、剪是同时存在的，一个地区挤压，相邻地区必然拉伸，反之亦然。同样一个时期挤压，必然在另一时期拉张，反之亦然。挤压区常以水平运动为主，拉张区常以垂直运动为主，水平和垂直是一个运动的两种方式，何者为主，依时间、地点、条件为转移。

由于断块学说吸取了有关大地构造学说的优点，使许多疑难问题从理论上得到科学的解释，因此受到国内外地质界的普遍重视，并已在石油、铁矿、地震地质、水文工程等项生产实践中收到一些实际效果。

地洼学说简介

陈国达院士

地洼学说是中南矿冶大学教授、中国科学院长沙大地构造研究所所长陈国达院士所倡导的学说。该学说认为，自一八五九年以来，地质界传统的理论是大陆地壳大发展过程只有两个阶段：先出现活动区—地槽区，后来变为“稳定”区—地台区。一九五六年，陈氏在总结中外地质资料的基础上提出，中生代中期以来地壳演化进入了新阶段，经受断裂作用和拱曲作用后所形成的狭长形或长圆形的凹地或凸起，其大地构造性质既非地台区，也与地槽区有别，而是一种新型活动区，是大陆地壳的第三构造单元。因它是地台区向活动区转化的产物，故取名为活化区；又因其最主要的特征是区内出现地洼盆地，故称地洼区。

地洼学说认为，在地壳演化史上，不只活动区可以转化为“稳定”区，而“稳定”区也可转化为新的活动区。大陆地壳的发展过程，并非如地槽—地台说认为的那样，直线地仅由地槽阶段发展到地台阶段，而是多阶段、螺旋式的升进。通过活动区与“稳定”区之间的互相转化递叠，按照“否定之否定”法则向前发展，这叫“动、定转化递进律”。它的力源机制在于上地幔软流层的物质运动，叫散聚交替说，它与板块构造活动有关。
该学说认为，地洼阶段是一个重要成矿期，其特点是形成丰富的有色金属、稀有金属、分散元素及放射性元素等矿床；汞、氟、金刚石等也很重要。世界上80%的钨、85%以上的钼、50%的锡、40%的铜产于中、新生代；金刚石以中生代为产出的高峰期。

地洼盆地中也产生石油、天然气、煤、油页岩、石膏、盐，以及沉积铜、铀、铁等矿。其矿床特点常以小面积内可以集中大储量著称。

该学说还认为，地洼区常可继承先成的构造单元的矿产，形成矿床叠加，其成矿作用又可将先成矿床改造富化，形成新的矿床或使先成地层中分散的成矿物质富集形成工业矿床。

因此，在地洼区内矿产综合多样，且常见大而富的多因复成矿床。由于地壳演化新阶段具有如此的成矿作用，因此引起国内外成矿学者的高度重视。有人把第三构造类型与板块构造并列为决定当代地质学家发展的新学说。

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