1、9.3 中国大地构造学派简介,地质力学 地洼构造学说 断块构造学说 波浪状镶嵌构造说,9.3.1 地质力学,地质力学是运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律的科学。它是我国地质学家李四光教授在本世纪二十年代初期开始创立的。它是用力学原理研究地质构造和地壳运动规律的一门边缘学科，也是一门具有多边联系的边缘科学。 地质力学根据构造体系和构造应力场分析，提出地壳运动以水平运动为主的观点，把地壳运动的方式归纳为径向的和纬向的水平运动，提出产生这种地壳运动方式的原因是在重力控制下的地球自转惯性离心力，惯性离心力又起源于地球自转速度的变化。而地壳运动是控制地球自转速度的自动机制。 地质力学运用力学原理，按
2、照一定的逻辑步骤，从研究地质构造的力学本质出发，探索各种构造形迹的内在联系及其发生、发展的规律，建立构造体系，恢复区域构造应力场。并进一步探索地壳运动的方式、方向和动力来源，以达到认识地壳运动规律和解决生产实际问题的目的。,一、地质力学的研究对象及其研究内容,地质力学的研究对象： 地质力学研究的基础理论是地壳运动。而地质构造是地壳运动的产物，因此地质力学研究的主要对象是地质构造。 地质力学的研究内容： 地质力学的研究内容包括研究各种构造形迹的力学性质；划分构造形迹的序次和等级；确立构造体系和构造型式；研究全球构造体系分布及其时空演化规律；研究典型构造型式的构造应力场；分析构造体系的复合和联合；
3、根据全球构造体系的分布规律及其构造应力场分布特征推导地壳运动的方式和方向从而探讨地壳运动的起源和动力来源的问题。,地质力学的工作方法,地质力学并不满足于对构造形迹的形态描述，而是强调辨别它们的力学性质，探求它们的力学成因。但是，这种研究方法与一般力学的研究程序相反，即由形变反推应力作用方式。地质力学根据反序研究的特点，总结出自己的工作方法。 在野外，首先鉴定每一种构造形迹的力学性质然后辨别各种构造形迹的序次和等级，再确定构造体系的存在和它们的范围，划分巨型构造体系，鉴定构造型式，分析不同构造体系的联合与复合现象。 在室内，研究组成构造体系的岩石力学性质和各种类型的构造体系的应力活动方式并通过模
4、拟实验，验证构造体系的形成条件和过程。最后，根据各个区域的构造应力作用方式和方向，探索全球构造应力场问题，并对地壳运动的起源和动力来源提出自己的解释。,地质力学的发展过程,1地质力学思想的萌芽阶段 2地质力学理论的建立阶段 3地质力学的发展阶段,二、构造形迹力学性质的鉴定,构造形迹：是指岩块或地块在地应力作用下形变的形象和相对位移的踪迹。如褶皱、断层、节理、劈理、片理、擦痕等，都属于构造形迹。虽然它们的表现形式不同，规模大小不一，但都是构造运动的产物。结构要素：是指表征地壳各部分岩层、岩体的各种构成形象和变动踪迹的基本要素。 岩层岩体的构成形象，就是岩石原来的组成形象，如岩层的层理面、不整和面
5、、岩浆岩体的流面、流线等。岩层、岩体的变动踪迹，是指岩块中由构造运动而造成的各种构造现象。由此可见，结构要素包括了原生构造和次生构造。构造形迹属于次生的结构要素，是地质力学研究的主要对象。 为了描述和制图的方便，各种结构要素在三度空间的方位，通常用一个平面或曲面来表示，这个面就称为结构面。从形态出发，结构面可分为连续性结构面和不连续性结构面两大类。连续性结构面又叫标志性结构面，它反映两侧岩块之间的几何关系，可以根据岩层和岩体各部分组成的排列方式来确定。,标志性结构面 （褶曲轴面）,分划性结构面（断层面）,（一）、结构面的力学性质分类,压性结构面：压性结构面又称挤压面。这类结构面都是岩层岩体遭受
6、挤压的结果，它的走向垂直于压应力作用的方向。如单式或复式褶皱轴面，逆断层或逆掩断层面，片理面和流劈理面及一部分节理面等。 张性结构面：张性结构面又称张裂面。这类结构面都是破裂面，它的走向垂直于张应力作用方向，或平行下压应力作用方向。如一部分正断层面、张节理面等。,扭性结构面：扭性结构面又称扭裂面。这类结构面是剪切破裂面，它的走向与压应力或与张应力作用方向斜交。如一部分平移断层面、x节理面、破劈理面等。 压性兼扭性结构面：简称压扭面。这类结构面是张应力和扭应力同时作用的结果，它既具有挤压面的特征又有扭裂面的特征。如斜冲断层面、某些旋扭断层面和褶皱轴面等。,张性兼扭性结构面：简称张扭面。这类结构面
7、是张应力与扭应力同时作用的结果，它既具有张裂面的特征又有扭裂面的特征。如正一平移断层面和某些旋扭断裂面等。 复合性结构面：简称复性面。这类结构面是两种或两种以上不同方式的应力先后作用形成的。结构面的形态比较复杂，力学性质叠加，如先张后压、或先压后扭再张等破裂结构面。,（二）、结构面力学性质的鉴定,鉴定结构面的力学性质，是为了追溯结构面的力学成因及其发生、发展的历史，进而将有内在联系的结构面组合在一起，建立构造体系，然后再追溯其构造应力场。由局部到区域，由区域再到全球，为解决地壳运动问题提供依据。因此，结构面力学性质的鉴定是一项基础性的工作，对于地质力学研究工作的开展极为重要。 结构面力学性质的
8、鉴定，主要在野外进行。,连续性结构面力学性质的鉴定,压性褶曲的主要特征是： 褶曲的轴线大多呈直线状，轴面较为平直，两翼岩层走向大体平行轴线；枢纽是水平的或者高低起伏的。当枢纽起伏时，其高点呈串珠状排列；褶曲两翼岩层面上的檫痕与枢纽近于垂直；层间滑动引起的拖曳褶曲的枢纽，与大褶曲的枢纽近于平行 压扭性褶曲的主要特征是： 褶曲轴线常呈弧形弯曲，轴面和两翼岩层的走向相应发生弧形弯曲；枢纽经常是起伏不平的，高点斜鞍相接，呈雁行排列；褶曲两翼岩层面上的擦痕及派生构造线都与枢纽斜交。,褶曲的层面檫痕 （a）压性褶曲； (b)压扭性褶曲,不连续性结构面力学性质的鉴定,不连续性结构面又叫破裂面。包括各种断层、
9、节理、劈理、片理和挤压破碎带等。它们分布广泛，规模大小悬殊，形态变化多样，而且力学性质也不尽相同。,压性结构面的主要特征,在平面或剖面上，断裂面一般均呈舒缓波状，沿走向更为明显。因而，断裂面的产状不稳定；主要断裂面上常出现大片擦痕、阶步。擦痕与断裂面的走向垂直，阶步与断裂面的走向平行；断裂面附近常形成一个挤压破碎带；断层面两侧的岩层产状较陡，有时直立甚至倒转，有时出现牵引褶皱、分支断裂等。 断裂面常成群出现，大体平行，构成挤压带或冲断带；断裂内经常出现断层角砾岩、断层泥和糜棱岩；断层带内，往往有次生的云母滑石绿泥石等鳞片状矿物，以及角闪石、绿帘石等柱状矿物，这些矿物沿挤压面平行排列，构成片理和
10、页理。,呈舒缓波状的压性结构面（左） 呈波状的压性结构面 （右）,张性结构面的主要特征,张裂面的形态不规则，粗糙不平，它往往追踪先已存在的两组扭裂面而成。呈锯齿状，不切穿砾石和结核；张裂面上很少出现檫痕；张裂带内常含有角砾岩；张性断裂面常成群出现，大致平行，组成张裂带；张裂隙多为矿脉所充填，脉体形态复杂，常急剧膨大或尖灭,张性断裂内的角砾岩,张性裂隙控制的树枝状矿脉,扭性结构面的主要特征,扭裂面一般较平整光滑，尤如刀切，倾角较陡，产状稳定，延伸远而直。可切割早期构造及沉积体；扭裂面上常见磨光镜面及檫痕；扭裂带内产生角砾岩，棱角常被搓碎磨圆，砾石大小均匀，成分同原岩，胶结物复杂；在扭性断裂附近往
11、往出现扭性节理、牵引褶曲和旋扭构造；扭裂面经常成群出现，彼此平行，间距稳定，常呈两组，互相交切，将岩块切成菱形块或方块状；沿扭裂面充填的矿体，形态简单，厚度小而均匀。,压扭性结构面的主要特征,断裂面形态在局部地段比较平直，产状在大范围内稳定，组合形态常呈雁行排列，断裂面上的檫痕和阶步十分发育，其旁侧有时出现牵引褶曲和分支断裂。断裂面在平面上或在剖面上均与主干断裂相交。断裂带内出现劈理、片理和构造透镜体，它们在平面和剖面上均与主干断裂面以小角度相交。沿压扭性断裂充填的矿脉多呈斜列式展布。,鲜水河断裂地裂隙所显示的应力活动方式示意图,云南水仁县平地锡矿石英脉,张扭性结构面的主要特征,这类结构面具有
12、张性和扭性结构面综合特征。此外，断裂面常呈不对称的锯齿状，齿形较圆滑，连续性较差，产状不稳定，显示出追踪的张性断裂特点。断裂带内常出现大小不一次棱角状的构造角砾岩；成群出现的张扭性断裂多呈弧形或斜列式展布，组成旋扭构造或多字型构造；张扭性断裂内充填岩脉或矿脉，脉体形态很复杂。,锯齿状张节理和张扭性裂面 （a）锯齿状张节理； （b）、（c）、（d）张扭性裂面； AB引张分量； AC扭动分量； AA两壁位移距离,三、关于构造形迹的序次和等级划分,构造形迹的序次是指具有生成联系的构造形迹依次出现的先后次序。例如，在同一外力作用下的某一岩块中，依次控制出现的一连串的构造形迹形成的先后次序。出现序次的原
13、因在于局部边界条件的变化。因此，局部边界条件的变化是划分序次的主要依据。 构造形迹的等级是指这些构造形迹的相对大小。同一构造体系中有各项构造形迹，可根据其规模大小，划分为不同的等级。某一个构造体系中，占主导地位的构造形迹列为一级构造，规模较小的列为二级构造，规模更小的列为三级构造，依次类推。构造形迹级别的划分与研究范围的大小有关，因而只有相对的意义。,四、构造体系,构造体系是由许多不同形态、不同性质、不同等级和不同序次，但具有成生联系的各项结构要素所组成的构造带，以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。 根据构造体系的规模大小，可分为巨型、大型、中型、小型等不同等级。一般来讲，中小型构造体
14、系是一次性局部构造运动的产物，只涉及有限的范围；大型构造体系是区域构造运动的产物；巨型构造体系是全球构造运动的结果，占据广阔的空间，往往具有全球意义。,1构造体系的概念,构造体系形成时期的确定，主要是根据地层不整合关系、构造形迹之间的关系、沉积建造、岩浆活动以及同位素年龄测定等方面的资料综台分折。目前，把燕山运动以前形成的构造体系，称为古构造体系；把第四纪以来仍在活动的构造体系，称为活动性构造体系。构造体系也存在一个序次问题。分清构造体系的序次，对于恢复该体系的构造应力场是极为重要的。,2构造型式及其确定原则,构造型式是由于地壳各部分的岩块或地块力学性质的差异，以及应力作用的方式、方向的不同，
15、从而产生各种不同类型的具有独自形态特征的构造体系的具体表象。 每一种构造型式都是一幅应变图象，每一幅应变图象都对应着一定的构造应力场。 在一个地区一个构造体系的各种构造形迹，可以相互穿插、相互连接、或者彼此分离。甚至相距很远，排列方式和空间展布形态也可以不一致。,确定构造体系的构造型式的原则,（1） 构造形迹经常按一定的方式排列组合成一定的型式，在地壳上的不同地区多次出现。如山字型、多字型、帚状构造等等，都是地壳上普遍存在的构造型式。(2) 构造形迹的这种有规律的组合形式，能用统一的构造应力场来加以解释。因为一个构造体系是某一种方式的地应力作用的结果。所以具有统一的构造应力场。(3) 构造形迹
16、的组合形式可以用适当的材料，用实验的方法做出与自然界的构造型式相似的构造模型。,3构造体系的主要类型,构造体系的类型很多。根据目前的认识范围和程度，构造体系可分为以下三大类： 纬向构造体系；经向构造体系；扭动构造体系。 而扭动构造体系又可分为以下两种类型： 直扭构造体系类型：多字型构造；入字型构造；棋盘格式构造；山字型构造 旋扭构造体系类型：帚状构造；莲花状构造；涡轮状构造；“S”状构造和反“S”状构造；歹字型构造,阴山天山纬向构造带,川滇地区南北向构造带（1压性断层；2背斜轴和向斜轴）,多字型构造的组合特征和力学分析,由张裂组成的小型多字型构造（标本）,新华夏构造体系,新华夏系发育在亚洲东部
17、至太平洋地区，是一个巨型的多字型构造体系。它的主体是由走向北北东的三条隆起带和三条沉降带构成的控制着我国东部的构造轮廓 第一隆起带：又称岛弧隆起带。是由堪察加半岛、千岛群岛、日本群岛、琉球群岛、台湾岛、吕宋岛等弧形列岛及褶皱山脉组成。 第一沉降带：又称浅海沉降带。是由颚霍茨克海、日本海、黄海、东海、南海等组成。 第二隆起带：又称陆缘隆起带。是由锡霍达阿岭、长白山、斜贯朝鲜半岛的紧密褶皱带、辽东半岛、山东半岛以及东南沿海的武夷山、戴云山等褶皱山脉组成。 第二沉降带：又称平原沉降带。是由松辽平原、渤海、华北平原、江汉平原等构造盆地组成。 第三隆起带：又称内陆隆起带。是由大兴安岭、太行山、雪峰山等褶
18、皱山脉组成。 第三沉降带：又称盆地沉降带。是由呼伦贝尔巴音和硕盆地、鄂尔多斯盆地和四川盆地等组成。,华夏构造体系和华夏式构造体系,华夏构造体系，简称华夏系。华夏系是一个大型的多字型构造体系。它的主体是由走向北东的褶皱，压性和压扭性断裂组成，同时伴有与它垂直的张性断裂及两组斜交的扭性断裂，还常有花岗岩侵入体。在我国东南地区出露较好。 在白垩纪、第三纪地层中，有时也见到走向北东的褶皱、压性和压扭性断裂，以及与其直交的张性断裂和两组斜交的扭性断裂，它们的组合形态和运动方式与华夏构造体系类似，但其成生时期较晚，大致与新华构造体系相当。为了区别于华夏构造体系，故称它为华夏式构造体系。,河西构造体系,河西
19、构造体系，简称为河西系。河西系是分布在我国西北地区的一个较大型的反多字型构造，它是由走向北1530西的隆起带和拗陷带构成。由西至东的四个带：第一沉降带 由洒泉、野牛台、大通河脑、青海湖盆地组成。第一隆起带 由榆木山、日月山组成。第二沉降带 由民乐、门源、西宁、化隆等盆地构成。第二隆起带 由龙首山、青石岭等组成。,甘青交界一带河西构造体系图,古河西系,古河西系又你西域系，它是展布于我国西北六盘山以西广大地区的一个反多字型构造。它延深长约千余公里，宽约三四百公里。构造带的总体走向为北5565西，是由一系列相互平行的强烈挤压的复式褶皱、逆冲断层带及与其相伴生的张性和扭性断裂组成的巨型拗褶带。由震旦亚
20、界和早古生界组成的褶皱。自北而南可分为：走廊复向斜；托来南山大通山复背斜带；乌兰达畈山拉脊山复向斜带。沿此带有大量的中酸性、基性、超基性岩体分布，与其有关的矿产也极为丰富，如铁、铜等多金属矿产。古河西系形成于志留纪末期的祁连运动。它的组合特征和展布方位，反映了祁连山东部地区向南和西部地区向北的顺时针扭动特点。,入字型构造,入字型构造由主干断裂和其旁侧的分支构造组成。分支构造可以是一条，也可以是数条。主干断裂与分支构造是锐角相交，构成“入”字形象，故而得名。 主干断裂可以是直线形，也可以是弧形，其力学性质一般为扭性，有时也具有压扭性或张扭性特征。分支构造可以是断裂，也可以是褶皱，它们都是主干断裂
21、派生的低序次构造。,入字型构造分类,第一类分支构造为张性或张扭性断裂，如张节理和张性正断层及张性破碎带等。它们与主干断裂所夹锐角尖端，指示分支构造所在盘的运动方向。 第二类 分支构造为压性或压扭性构造形迹如拖曳褶皱、压性或压扭性断裂、挤压破碎带、页理和片理等。它们与主干断裂所夹锐角尖端指示分支构造对盘的运动方向。 第三类 分支构造为扭性断裂。扭性断裂一般又可分为两组：一组扭性断裂与主干断裂夹角较小，其锐角尖端指示分支断裂所在盘的运动方向；另一组扭性断裂与主干断裂夹角较大，其锐角尖端指示分支断裂对盘的运动方向。,棋盘格式构造,棋盘格式构造，又称网格状构造。是由两组共轭的扭性断裂组成。两组交叉的角
22、度，有时近于直角。多数一对为锐角另一对为钝角。当扭裂面近于直交时，岩块或地块被切成方块状；在两组扭断面斜交之时，岩块或地块被切成菱形块状。 棋盘格式构造的两组扭性断裂，可能形成大断层，它们常常是地下水和岩浆活动的通道，又是矿产赋存的场所。特别是扭性断裂面的交叉部位，有时岩体和矿体显著膨大。,山字型构造,山字型构造是一种比较复杂的扭动构造型式。平面组合图象很象古汉字的“山”字，故称山字型构造。 山字型构造分布很普遍，目前我国已经确定的山字型构造，大约有二十多个。最大的是祁吕贺兰山字型构造，其欠有淮阳、昆明、广西、粤北、武都等山字型构造，较小的有马兰峪、迁西等山字型构造。 世界其它地区也存在着山字
23、型构造。如横跨欧亚大陆的欧亚山字型，以及苏联伊尔库茨克山字型构造等。,山字型构造的组成,前弧：由若干大致平行的弧形挤压构造带组成。其中，包括弧形褶皱、逆断层或片理带及与它垂直的张性断裂，以及与它斜交的扭性断裂等。前弧的中部，称为弧顶。向两侧延伸部分称为两翼。 反射弧： 在前弧两翼撒开方向，弧形构造带往往出现反向弯曲，称为反射弧。一般较前弧规模小、强度弱、分布在较宽广的地区。从一翼反射弧并过前弧至另一翼反射弧，它们之间没有明显界线，整个弧形构造带呈正弦曲线型弯曲，在总体上是大致连续的。脊柱；在前弧内侧，大致相当于两翼对称轴的部位，往往出现一条或若干条挤压带，这就是山字型构造的脊柱。脊柱常是由褶皱
24、、冲断层以及相伴生的横张断层和斜交的扭性断层等组成。,马蹄形盾地：在脊柱与前弧之间有一个构造形迹比较微弱的地区，形似马蹄，即为马蹄形盾地，它常由古老岩块或较新的沉积盆地构成。在盾地中部和离前弧不远的部位往往出现大小不等的水平旋扭构造。 反射弧的砥柱和脊柱：一般情况下，反射弧内侧是一个比较稳定的而且构造形迹比较微弱的地块或岩块，称山字型构造的砥柱。有时也会出现类似前弧的情况，即出现小脊桂和小马蹄形盾地。,山字型构造的组成示意图,山字型构造的特点,其一，山字型构造的规模大小不等。若以两个反射弧顶之间的距离来估量，小的仅有几公里，大的可超过1，OOO公里。在我国境内，北部的山字型规模大，南部的规模小
25、；西部的规模大，东部的规模小。山字型规模愈大，其影响地壳深度也愈大；规模小的，影响地壳深度则小。其二，山字型构造的弧顶绝大多数朝南。迄今已确定的30多个山字型构造，几乎全部分布于北半球。其中，绝大多数的弧顶向南突出；极少数向西。其三，大型的山字型构造常发育在两条纬向带之间，如祁吕贺兰山字型。中小型山字型构造，往往在纬向构造带的基础上发育起来，常成串分布成正弦曲线状，如南岭纬向构造带。有些山字型构造和弧形构造多集中发育在一定的经度上，连结起来，南北成串，因此，可以说山字型构造是经向和纬向不均衡滑动的产物，是纬向构造带和经向构造带的变种。,其四，我国现已确定的山字型构造大多发生在三叠纪以后或侏罗纪
26、初期，到侏罗纪末基本定型。但是，有些山字型构造到古近新近纪甚至现代，仍在强烈活动。其五，山字型构造的前弧和脊柱 ，常是内生矿产富集的有利部位，同时又是地震经常发生的地区。较大的马蹄形盾地往往是形成煤和石油等沉积矿产的有利场所，如祁吕贺兰山字型的盾地中，就蕴藏着煤和石油。,交叉基底平直断裂所形成的山字型构造,a淮阳山字型,b祁吕贺兰山字型,C昆明山字型,旋扭构造体系,旋扭构造体系，它是由旋转扭动力偶作用形成的构造体系。主要有两个组成部分：核心部分和外围部分组成。 核心部分一砥柱或旋涡：它是由圆筒形和近于圆筒形的岩块或地块组成。隆起者，叫砥柱。凹陷者，叫旋涡。 外围部分一旋回面和旋回层：围绕砥柱或
27、旋涡的弧形结构面，称为旋回面，如褶皱轴面，断裂面等。这些旋同面多呈雁行弧形展布，向一个方向收敛，向另一个方向撒开。由断裂面组成的旋回面之间所夹的弧形岩片或岩块称作旋回层。位于任一个旋回面凹侧的旋回层称作内旋层，而凸侧的称作外旋层。,帚状构造,帚状构造是最常见也是发育较差的一种旋扭构造。其旋回面常由压扭性或张扭性的弧形结构面组成，并围绕砥柱或旋涡向一端收敛，向另一端撒开，形如扫帚，故而得名，称帚状构造。在帚状构造旋回面的旁侧往往发育一些低序次的拖曳褶皱、羽状节理根据这些低序次构造的力学性质和排列方式，可以测定相邻旋回层相对的旋扭方向。即低序次的压性或压扭性结构面与旋回面所夹锐角尖端指向相邻旋回层
28、的扭动方向；而张性结构面与旋回面所夹锐角尖端指向所在旋回层的旋扭方向。,莲花状构造,莲花状构造又叫环状构造，是发育较好的一种旋扭构造。它由一系列弧形旋回面围绕砥柱或旋涡而成。其内一圈圈的弧形构造呈同心圆状，很象一朵盛开的莲花。旋回面群多数由直立或近于直立的断裂组成，也有为不对称的褶皱组成。莲花状构造的核心地块不一定在正中，多偏于一侧，从砥柱向外还存在一个梗子，这一特征是与其它旋扭构造的显著区别。,涡轮状(辐射状)构造,涡轮状或辐射状构造是旋扭构造中，发育最好的一种构造型式。它由一系列压扭性或张扭性的旋回面，围绕砥柱或旋涡组合而成。如果旋回面是向同一侧凸出的弧形构造，象涡轮机的轮叶一样展布，称为
29、涡轮状构造，如果旋回面呈直线作放射状展布，称为辐射状构造。,歹字型构造,歹字型构造为一系列辗转弯曲的弧形褶皱带或压扭性断裂带及其间所夹地块构成的形似“歹”字的扭动构造。也是一种规模巨大的构造体系。它的组台形态实际上更象一个反“s”形或“瓦”字形，习惯上称为歹字型构造。为了描述方便，可将歹字型构造分为头、中、尾三部分。,头部 由强烈的弧形褶皱带、大规模的冲断层或逆掩断层组成。其中一部分旋回面的弯曲度很大，往往显示出围绕着一个砥柱或旋涡强烈旋扭作用的结果。 中部 由一系列近南北向的平行褶皱带和巨大的断裂带所组成。有的构造形迹呈弧形弯曲，略微向西凸。 尾部 是由许多大致平行的褶皱带和逆掩断层组成。一
30、般都呈弯曲形状，但尾部的弯曲方向与头部相反，并常向东延展。 这三部分没有截然的界线可以分开，而是一个连续的整体。歹字型构造的头部和尾部，常与纬向带一致，而中部常与经向带一致。据它的组合特征分析，歹字型构造是经向力和纬向力联合作用的产物。,9.3.2 地洼构造学说,是1956年陈国达提出的一种大地构造学说，它是在主要研究中国地壳结构和发展史特点的基础上，批判地继承和发展美国J霍尔（1859）及JD丹纳（1873）的地槽学说而逐步形成的。,地洼构造学说的主要内容,1、阐明一种新的大地构造单元（第三构造类型，活化区或地洼区）： 该说认为，地槽学说把地壳构造划分为地槽区（活动区）和地台区（“稳定”区）
31、，后者由前者转化而来的看法，符合中国东部中生代以前情况，但从印支和燕山开始，“中国地台”已大部分衰亡，转化为新型活动区，命名活化区（1956）或地洼区（1959）。 2、提出地壳动“定”转化递进说： 该说认为，在地壳构造的发展过程中，强烈活动区和相对稳定趋势可以相互转化的，不仅地槽区可以转化为地台区，地台区也可以转化为新的活动区，名地洼区，这叫做动“定” 转化。 3、 提出地洼（递进）成矿理论。,地洼构造学说的观点, 不同大地构造单元各有成矿专属性，地洼阶段是一重要成矿阶段，有色、稀散、放射等金属矿床特多； 后成构造单元可继承先成构造单元的矿产，形成成矿叠加。地洼区是出现最晚的构造单元，故这现
32、象普遍，矿种、矿床类型丰富多彩； 先成矿床（包括层控矿床）可受后阶段成矿作用的叠加、改造、富化、富集，形成以三多（多成矿阶段、多物质来源、多成因类型）为特色的多因复成矿床。在地洼区内，尤为多见，为寻找大型富矿的有利地区。,地洼构造说对中国大地构造的看法,1中、新生代新型活动区广泛分布：中国大地构造单元具有多样性，除地槽地台外、尚存一些别的构造单元。其中，最明显的为中、新生代出现的一种新型活动区，即地洼区广泛分布。使中国大地构造演化翻开了新的一页，进入到一个新的阶段。,2几个大地构造演化系统的出现,中国境内有几个不同的大地构造演化系统，分别见于不同的地区。在中生代中期以前，可分为北部、东部及西部
33、的三大地槽地台演化系统，其地槽区分别属于古亚洲海、古太平洋及古地中海地槽演化系统的一部分，地槽分布时间大体上自北而南推迟。北部地槽地台系统位于天山南麓白云鄂博开原一线以北；东、西部地槽地台演化系统，其分界为贺兰山龙门山大雪山一线。到中生代中期前后，则代之以东部的华夏期和西部的中亚期两大地洼演化系统，二者以贺兰山龙门山大雪山及其向北延长线为界，地洼出现时间大体上自南而北逐步推迟。,3三大壳块（壳体）的形成和变化,由于上述几个大地构造演化系统的存在和发展，导致中国大地构造发生相应的差异。中生代中期以前的三大地槽地台系统，形成了北、东、西三个相应的壳块，相互间以深大断裂带作为接合或过渡地带；中生代中
34、期以后，银川昆明深大断裂带向北延伸，北部壳块东西两端出现显著差别，遂由原来三大壳转变为中国全境东西两半部的分异。东部为华夏期地洼区，其特征是：地槽阶段结束较早，地台存在时间较长，地洼阶段开始及剧烈期出现较早：地势较低，海拔高度一般在2，0003，000千米以下；地壳厚度较小，约3035公里，莫霍面埋藏浅。西部属中亚期地洼区，其特征是：地槽阶段结束较迟，地台存在时间较短，地洼出现及剧烈时期较晚；地势一般较高，有海拔5，000千米以上的青藏高原及世界最高山脉；地壳厚度大约5070公里，莫霍面埋藏深。介于东西两半部的南北地洼区，是一个急剧变化的过渡地带。,4五大构造体系及其成因分析,中国境内的构造线
35、分别组成多种构造体系，分布于一定地区，它们控制着地槽区、地洼区或次级构造单元的出现地点、形态、延长方向以及沉积建造和后期改造。它们主要有弧形构造系、东西构造系、南北构造系、北东构造系及北西构造系。这几个构造系在分布上形成以银昆轴线为羽轴的羽状对称图案：在轴线北端两侧为北疆兴安弧的东西两翼；稍南为天山南带阴山东西构造系的东西两段；更南为北东及北西两构造系，分别展布于东西两方的广大地区。它们的主要构造线银昆羽轴呈锐角相交，越往南其交角越小。根据应力分析，这些构造系的形成及分布特点，可能是由于一对南北向区域性水平压应力及由它转变而成的南北向水平弯力在作用过程中受区域性水平压力干扰的结果。,9.3.3
36、 断块构造学说,断块构造学说，是一种阐述地球岩石圈断块结构及其运动的假说。1958年由张文佑教授等提出。该学说认为中国大地构造的基本特征是：基底断裂多，对盖层构造及岩浆活动起了主要控制作用。经过二十多年的努力，根据积累、分析研究大量地质和地球物理资料，他们于1973年再次编制了中国大地构造图，次年发表了中国大地构造基本特征及其发展的初步探讨一文，明确提出了块断构造理论，以后又多次发表论文阐述块断运动的力学机制和趋动力，1978年正式将块断构造更名为断裂体系及断块构造学说。,断块构造理论的基本内容,断块构造理论是建立在断裂体系基础之上的。构造断裂的岩石受力变形到达破裂阶段的产物，其最先出现的是一
37、对共轭的X交叉断裂系进一步发展均交替迁就两组X形交叉剪切面进行。 断块构造学说认为，地球岩石圈就是被深浅不同的各种断裂网格切割成许多大小不同的断块，它们相应划分为岩石圈断块、地壳断块、基底断块和盖层断块等四级。 断块讲的相对运动，对于其上覆岩层的形成（建造）发育与构造变形（改造）有着重要的制约作用。,断块构造学者对中国大地构造的看法,断块构造学说认为，断块是在一定构造的阶段和构造期形成和发展起来的。他们在1974年发表的中国大地构造基本特征及其发展的初步探讨一文中，根据中国各断块发展历史的不同及形成和变形特点，以及同位素年龄资料等，将中国大地构造的发展划分为以下五个阶段和三大断块区。,1中国大
38、地构造发展的五个阶段,第一阶段：太古代。为古老块体的形成，其岩石组合以阜平群、桑干群及泰山群等为代表。 第二阶段：早、中元古代。在华北地区太古代褶皱基底上，首先产生北北东和北北西向X型剪切断裂，随后发展为迁就的经向锯齿状断裂，断块进一步形成。,第三阶段：晚元古代至古生代。在中国境内普遍出现北东东和北西西X型剪切断裂网，随后发展成为迁就的纬向锯齿状断裂。这一阶段，较刚硬而稳定的地台及较软弱而活动的地槽在形成的地质作用中已有明显的分异；断块在形变过程中，也进一步明显分化为褶皱、断坳和断块。 第四阶段：中、新生代。中国大地构造东、西两部分开始分解。西部继承晚元古代至古生代北东东和北西西向断裂系统，形
39、成长轴近东西向的菱形构造区，表现为西域系和西藏系。在东部、华北地区早、中元古代的北北东和北北西向断裂系统开始复活。此外，整个东部还产生一些新的北北东至北东及相应的北西向断裂系统，并形成长轴近南北向的构造区，表现为华夏系。 第五阶段：新构造时期。华夏、西域和西藏三大断块区进一步形成和发展。三者之间的分界线：一条是近东西向展布的西昆仑山、北祁连山断块缝合线及阿尔金山深断裂；另一条为六盘山贺兰山深断裂和后龙门山、滇西断块缝合线所分开。,2三大断块区的特征,西藏断块区：是一个整体剧烈上升的地区。地壳厚度5070公里，在其南北两侧发育有晚上新世至更新世的磨拉石建造，他们遭受褶皱作用，逆冲和逆掩断层极为普
40、遍。 西域断块区：为强烈升降区。地壳厚度变化大，在山区为5560公里，盆地为50公里 左右。两者接触带附近也发育有晚上新世至更新世磨拉石堆积，它们也遭受不同程度的褶皱、逆掩和逆冲断层作用。 华夏断块区：为明显的升降区。地壳厚度由东向西逐渐加厚。山区与盆地沿北北东至北东向相间排列，其中华南和东北地区差异运动不明显，而华北地区则相当强烈，新生代以来，沿着太行山西缘形成裂谷带。,9.3.4 波浪状镶嵌构造说,地壳的波浪状镶嵌构造是一种阐明地壳的统一构造格局及地壳运动规律的假说，它是一种新的大地构造理论。从本世纪五十年代末期起，张伯声教授开始研究中国大地构造，1962年他提出“镶嵌的地壳”这一构造理论
41、。1965年又提出地壳波浪运动的观点，形成中国区域大地构造研究领域的一种假说。1974年以后，波浪状镶嵌构造说逐步明确的划出了以斜向构造为主交织而成的“中国构造网”并于1980年出版了中国地壳波浪状镶嵌构造一书。,波浪状镶嵌构造说的基本论点,波浪状镶嵌构造说认为整个的地壳构造表现为：有规律的排列着两个系统以上的构造带，互相斜交，形成一个复杂构造网，他们一级套一级、级级相套；有规律的排列成行，并不断地在空间和时间上进行着上下摆动和水平推移的波浪运动。 地壳中的构造带，不论其大小和分布都有一定的构造格局，一般其延展方向多为斜向的，偏于北东向或北西向。由它们分割开并有镶嵌起来一级套一级的大大小小的地
42、块和岩块也都做有规律的排列，大多数也是斜向的。,波浪状镶嵌构造学者对中国大地构造的看法,中国大地构造位置，恰好处于环太平洋构造带与地中海构造带丁字形接头处和劳亚壳块的东南隅。环太平洋构造带及一系列外太平洋构造带，以北东南西方向纵贯中国，它们在中国东部走向大致为北北东，在中部变为北东，在西部则转为北东东。地中海构造带及古地中海构造带，则以北西南东方向横贯中国，在中国北部走向一般为北西西，在中国南部为北西北北西。两大构造带的一些近于平行的次级更次一级分带，在中国交织成网，构成中国地壳构造的斜向网格。在网目中，有秩序的依次排列着许多不同级别地块及岩块。这就是中国地壳的镶嵌构造格局。,两大构造带的各分
43、带多是远古代以来不同时期的地槽褶皱造山带，夹于其间的是地块沉陷带。两大构造所形成的构造地貌，犹如两大系统的巨大波浪，叫做地壳波浪或地块波浪。褶皱断裂隆起带是波峰，地块沉陷带为波谷。两大系统波峰与波峰相交地区，隆起互相叠加，波峰往往更高；波谷与波谷相交地区，由于双重沉陷，波谷往往更低；波峰与波谷相交地区，则因情况不同，有时较高，有时较低。这就是中国地壳的镶嵌构造格局的明显规律性。,中国地壳的镶嵌构造不仅现在在构造地貌上表现为地壳波浪式，而且在地史中不断地进行着天平式的波浪摆动。这种天平式摆动不是单纯的相对升降运动，它系包括像蚯蚓蠕行似的纵波，像蚕行时弓屈的垂向横波及蛇行时蜿蜒的侧向横波的复杂的地
44、壳波浪运动，目前中国构造地貌的波浪形式，是由地史中地壳波浪长期发展而成的，而且尚在继续向前发展。地壳波浪随时随地的发展和变迁，是镶嵌构造的一个重要特点。,9.4 中国大地构造的现代发展,作为地球科学的一门龙头学科，在其发生、发展的早期，限于人类的认识能力和能掌握的信息都很有限：人类只能在地面上，通过肉眼对露头所作的观察，通过推理，建立模型，提出假说；也只有通过对更多的露头所做的观察来验证假说。由于推理过程中见仁见智；包括观察点的不同，所得到信息，所获得的认识难免有差异，于是模型、假说各式各样，众说纷纭。而这种百花齐放百家争鸣的局面正是科学蓬勃成长的象征。第二次世界大战以后，科学技术迅猛发展，先
45、是人类对占地球表面34的大洋，有了探测和深潜、深钻取样的能力，从中获得丰富的信息；继之人类又摆脱重力的束缚，获得从太空整体地观察地球的可能，跳出了“不识庐山真面目，只缘身在此山中”的境地，取得从宇观宏观微观地认识地球的自由；这是板块学说出现的际会；从此，人们也就有可能根据实际资料对此前各派观点、各种假说、模型进行去粗取精、去伪存真的综合概括。,1、 从1866年庞培勒出版中国、蒙古及日本之地质研究，发现我国东部主要构造线为北东南西向，1877年李希霍芬出版中国，描述我国北方存在一个“震旦地块”开始，近一个半世纪中，中国大地构造学的研究，经历了五个时期，而1972年由尹赞勋教授介绍入我国的板块学
46、说，随着1976年翻过了我国近代史中十分乖戾的那一页，进入第五个，也是新的地球观传播开来，我国大地构造研究重新焕发勃勃生机的时期，我国地质界在吸纳板块学说的基础上，陆续按照自己的学术观点对我国大地构造单元划分和地壳性质、演化经过做了论述。同时，又有李春昱、王鸿祯、马杏垣、程裕淇等先后对这些问题提出了自己的学术见解。尽管有着这样那样的歧异；可是，对我国大地构造单元划分，各单元的特征，已经接近取得共识。,2、国内此前308亿年间，经历迁西、阜平、中条（吕梁）、扬子等造山旋回，出现了一批小陆块，其中中朝、扬子、塔里木较大，可以称之为小克拉通（即大陆上基本没有沉积盖层或盖层不很厚的，形成以后仅有微弱构
47、造形变的部分；也就是前文中所称的地台）。一些更小的则于此后的发展中先后卷入造山带中成为褶皱山系的组成部分。,3、而中国又恰恰处在古亚洲、特提斯和环太平洋三个巨型造山带(褶皱带)的交汇处，其影响叠加、复合；使得这里成为全球构造最复杂的一个区域。经历兴凯（萨拉伊尔、泛非）、加里东、华力西、印支、燕山、喜马拉雅等多旋回造山运动，中国所在的亚洲直到显生宙才成为大陆，可见多旋回是我国大地构造的突出特征。,4、而我国的沉积盆地则常不是某一阶段、某种单一类型的沉积盆地，而是多旋回、多种类型盆地叠合在一起，现在称之为多旋回叠合盆地。，这一特征，得到来自石油地质探采中所获资料的支持。 5、对应三大褶皱带我国发育
48、了三大断裂体系与雅鲁藏布江、班公湖怒江、金沙江、昆仑秦岭、乌拉尔南天山、斋桑南蒙古以及蒙古鄂霍茨克等由板块相互碰撞产生的缝合带；以及分别对我国东部、西部和西南部构造演化各自起过重要作用的郯庐断裂、阿尔金断裂与红河断裂；还确定了汾渭地堑、渤海湾盆地各是一个裂谷盆地。,6、应用地球物理、地球化学等探测等手段，查明了我国深部构造轮廓：譬如我国地势在青藏高原外缘、大兴安岭太行山武陵山东麓有三个台阶，而这些台阶都对应重力梯级带，表明其两则地壳与岩石圈性质和厚度的显著差异。中朝地台和扬子地台都有岩石圈东薄西厚的特点，东部如渤海湾，厚不足60公里，西部到了与塔里木地台邻接处，厚可达200公里以上。更从东部地
49、壳上地幔的不同层次不是整齐的一个重叠在下面的一个之上，而是斜错地复合着，即所谓立交桥式复合；中国东部大陆地壳古生代时为大陆克拉通型地幔，新生代则显示大洋型地幔的特点。这些发现可以解释我国东部地台在中生代发生的构造动力体制的大转换和构造格局的大改组。古生代时基本稳定的地台，进入中生代时，不仅发生相当强烈的构造变形，并且许多地方有火山活动和岩浆侵入。,7、原来的各学派正以地球系统科学认识论为指导，走在共同发展、逐渐融合的通途上，立足于我国所处的三个造山褶皱带交汇、叠加、复合处；西部受压、东部拉张、伸展等事实，从亚洲和我国的实际出发，继承翁文灏、李四光、黄汲清几位开创人立足实际，不迷信洋权威的开创精神，不断吸取各国的积极成果，中国的大地构造学一定能为东亚以至全球构造创造出突破性的成果。,
