大地构造学讲解
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绪论1、大地构造:泛指地壳的组成和结构,一般认为大地构造是研究地壳构造的发生,发展,演化及运动规律的科学大地构造学:是研究地壳和上地幔的结构、组成、构造特征及演化、成因、运动、动力的一门学科。
2、历史分析法:是以各种地质、地球物理、地球化学资料为基础,按地史发展顺序,探讨不同阶段大地构造发展的特点,着重研究和比较壳—幔各部分构造的发生、发展和转化,找出它们之间的共同性和差异性,阐明它们的运动规律。
3、力学分析法:是从研究各种构造(包括显微构造)的力学性质、组构方位、组合特征、生成次序以及模拟构造成因机制等入手,推导或重塑形成各种构造的应力场及其演化规律。
1、岩石圈:又叫构造圈,包括地壳和上地幔顶部的刚性顶盖。
2、软流圈:从岩石圈底部向下延伸到700公里左右3、异常上地幔:具有低Pn速度的区域4、地槽:是地壳上具有强烈活动的狭窄长条状地带,早期强烈差异下降接受巨厚沉积,后期强烈褶皱上升形成巨大的山系。
5、优地槽:靠近大洋一侧,基底属于洋壳,有火山岩浆活动的沉降区,地壳活动性强,有蛇绿岩,火山物质占重要成分,是优地槽。
6、冒地槽:靠近大陆,基底属于陆壳,无火山岩浆活动,没有蛇绿岩,缺少火山物质,以碎屑岩及碳酸盐沉积为主,是冒地槽。
7、地台:地壳相对稳定的地区,具有明显的双层结构(即基底和盖层)。
8、结晶基底(褶皱基底):下构造层由巨厚的、强烈褶皱的变质岩和岩浆岩组成的复杂岩系。
9、地台活化:地台发展晚期出现强烈活动的现象。
10、裂陷槽:由断裂大陆边缘的内角部位向大陆地台上延伸的、长期或,某些时期显著活动的、沉降较深的线性拗陷。
1、转换断层:转换断层是一种水平错动在两端突然终止并改变为另外一种方向和构造类型的断层。
2、海底磁异常的特征:正负磁异常条带相间排列,与洋脊平行,并与洋脊为轴两边对称。
3、威尔逊旋回:大洋从张开到闭合的整个过程称为威尔逊旋回。
二、填空1、五个学派创始人及相应理论名称张文佑——断块构造学说黄汲清——多旋回构造运动及准地台理论李四光——地质力学陈国达——地洼说及递进说张伯声——波浪状镶嵌构造学说典型槽型建造有_1、硬砂岩建造2、细碧角斑岩建造3、复理石建造4、磨拉石建造典型台型建造有_ 1、石英砂岩建造2、碳酸盐建造3、含煤—铝土—铁质岩建造4、红色岩建造5、陆相火山—碎屑岩建造6、暗色岩建造4、威尔逊旋回有_萌芽阶段___初始阶段成熟阶段衰退阶段残余阶段消亡阶段7、不同时期的地槽名称加里东系__额尔古纳褶皱系___祁连褶皱系华南褶皱系阿尔泰褶皱系__燕山系__喀喇昆仑--唐古拉褶皱系冈底斯--念青唐古拉褶皱系那丹哈达褶皱系_ 8、吕梁运动时间早元古代简答地槽的基本特征:、形态特征:一般呈狭长带状,延伸具方向性、地貌特征:常为宏伟的长条形山脉,地形切割较强,高差很大。
第一章绪论第一节大地构造学一大地构造学的含义大地构造学(Tectonics或Geotectonics)是研究岩石圈组成、结构、运动(包括变形和变位)及演化的一门综合性很强的地质学分支学科。
一般说来,大地构造学应该是一门研究整个地球的组成、结构、运动和演化的学科,但是受技术手段和研究方法的局限,要实现这个目标,还要经过很漫长的道路,目前正在努力之中。
目前,大地构造学是以地质学方法为主来进行研究的,因此还不能真正研究整个岩石圈,更不用说整个地球,实际上重点研究的是大陆地壳表层几千米之内区域的组成、结构、运动和历史演化。
近年来,随着地球物理学和地球化学方法的引入,大地构造学正在逐渐扩展其研究的深度、广度与时间尺度。
研究地壳形成演化基本动力的大地构造学分支统称为地球动力学(Geodynamics),由于地球动力学是各种学说的立论基础,因而成为当今地质学中最热门的话题。
地球动力总的来讲可归结为五大系统:重力、膨胀收缩与脉动、地幔分异与对流、地球自转与星际作用等,它们又可细分为若干个不同的学派或假说,而且新的学说仍在不断涌现。
由于历史的局限,不同学者观察分析手段的不同,分析问题方法的不同,先后提出了以不同地球动力作为自己立论基础的大地构造假说,如地槽地台学、地质力学、板块构造学、地幔柱构造学等,其中在地学领域影响最为深远的是地槽地台假说(槽台说)和板块构造假说。
槽台说是在长期的大陆地质研究基础上提出来的假说,20世纪60年代以前在地学界占有绝对的统治地位,因此被称为经典大地构造理论,深刻影响了地质学的各个领域;板块构造学是在海洋地质研究基础上提出来的假说,它把地幔对流作为动力来源,主要研究板块间的分裂、漂移、俯冲、碰撞等过程,是20世纪60年代以来占主导地位的大地构造学理论。
值得一提的是,地幔柱构造学是针对板块构造说在大陆构造应用中存在的问题的基础上提出来的,创导者认为地幔柱构造学是不同于板块构造学的一种新的全球构造学说,它既能解决大陆构造的问题也能解决大洋构造的问题。
《大地构造学》知识点总结第一章绪论一、大地构造学旳研究对象、内容、措施、意义研究对象:大地构造学,是研究地球过程旳综合学科。
研究内容:①区域或全球尺度旳地壳与岩石圈构造变形特性及圈层互相作用,如:大洋-大陆互相作用、地球内部圈层互相作用、造山带与盆地旳形成过程等;②构造变形与岩浆作用-沉积作用-变质作用旳互相关系;③地壳与岩石圈旳形成与演化过程;④地球表面海-陆旳形成与演变方式及过程;⑤地球深部作用过程及其机制。
研究措施:大地构造学研究措施需要综合运用地质学其她学科以及地球物理探测、地球化学旳研究手段与研究成果。
研究意义:大地构造学研究可觉得结识和分析构造地质学旳研究背景和形成机制提供宏观旳上成因解释。
二、固体地球构造旳重要研究措施重要涉及固体构造几何学与构造运动学旳研究。
固体地球旳构造几何学:重要研究地球旳构成成分及构造。
措施有:①研究暴露在地表旳中、下层地壳乃至地幔顶部剖面,通过地质、地物、地化综合研究,揭示地壳深部物质构成、构造构造、物理性质、岩石矿物及元素旳物化行为、温压条件、地热增温率、有关元素及矿物成分旳聚散规律;②研究火山喷发携带到地表旳深源包裹体,揭示深部物质与构造特性;③人工超深钻探直接取样(目前为止波及最深深度12km);④地震探测:分为天然地震探测和人工地震探测,运用地震波旳折射与反射可揭示地球深部构造特性。
固体地球构造运动学:重要研究地质历史时期旳大地构造运动学与现今固体地球表面旳构造运动。
地质历史时期旳大地构造运动学可以运用古地理学(岩相、生物、构造)、古气候分区、地球物理学与古地磁学进行研究;现今固体地球表面旳构造运动可以运用空间对地旳观测与分析技术。
三、大地构造学研究意义理论意义:可觉得结识和分析构造地质学旳研究背景和形成机制提供宏观旳上成因解释;实际应用意义:①大型成矿集中区(矿集区)等成矿构造背景、资源规划;②大规模破坏性地震产生于形成旳地质构造背景与稳定性评价;③绝大对数大型、劫难性地震都发生在活动板块边沿带(区)上,或与板块互相作用有关旳次级活动构造单元边界区域。
第一章绪论1、大地构造学的含义:是研究岩石圈组成、结构、运动(包括变形和变位)及演化的一门综合性很强的地质学分支学科。
2、大地构造学研究内容:(1)变形研究:研究构造运动留下的形迹,通过成因研究探讨其形成的力学过程。
(2)地质体成因研究:地壳由各类地质体组成,地质体的形成演化及构造就位过程,包括了地质学的全部内容。
对于地质体的研究也是近代大地构造学的基本依据。
(3)地幔结构和动力学研究:地球的动力主要是重力均衡和壳幔分异对流,因此,对壳幔结构和组成要有深入研究,要了解其动力学机理和运动规律。
(4)地球演化史研究:古生物地层学、同位素年代学、天体科学,对地球的形成和演化有认识,将来的演化方向引起人们关注。
3、何谓历史分析法?包括哪几方面内容?从各种地质、地球物理、地球化学的资料入手,按地史发展顺序,归纳不同大地构造发展阶段的特点,比较地壳、地幔各部分构造的发生、发展和转化,找出共性和个性,总结出地壳岩石圈发生发展演化规律。
主要包括以下几个方面:1)沉积特征分析:分析沉积组合类型和沉积组合系列,分析岩相古地理、海侵还退、岩层的接触关系、厚度、古气候、古生物地理分区等,从而研究各地质时期沉积区和剥蚀区的分布,各地区之间的构造分异,以及地史上出现大规模大陆分裂和碰撞,大洋的扩张和消亡;2)岩浆活动分析:分析岩浆活动出现的时间,岩浆岩岩性、产状、活动方式、活动规模、岩石系列顺序等,以了解岩浆活动在时间上合空间上的变化,以及与构造运动的关系,再造消失的海洋,确定不同性质的大陆边缘和大陆裂谷带;3)构造变形分析:根据地层之间的接触关系确定各时期构造运动的性质和时间,从构造形态组合特点分析构造运动的强度及当时动力条件,从变形分布、走向等方面分析大陆碰撞带的位置、碰撞时间;4)变质作用分析:根据变质岩的岩性、分布、时代确定变质岩类型、强度及其形成的构造意义,重塑大陆边缘性质、造山带分布以及地缝合线位置。
5)成矿作用分析:结合矿产类型、空间分布和成矿时代,研究各种矿产成矿与地质构造之间的关系,指出成矿大地构造条件和找矿方向;6)地球物理分析:通过深部地震测深、大地电磁测深、重力、磁力法了解地壳深部物质组成的特征及其结构。
大地构造知识点总结地球是我们居住的星球,它由地壳、地幔和地核组成,大地构造是研究地球内部结构和地球形成演化的学科。
在地质学中,大地构造是一个重要的分支,它探讨了地球表面和内部的组成、结构和演化。
本文将围绕大地构造的知识点进行总结,希望能够对读者有所帮助。
1. 地壳的结构地壳是地球的最外层,它包括大陆地壳和海洋地壳。
大陆地壳主要由花岗岩和片麻岩组成,厚度约为20-70公里;海洋地壳主要由玄武岩组成,厚度约为5-10公里。
地壳的结构是不均匀的,不同区域的地壳结构和厚度有所差异。
地壳的结构和组成对地球表面的地形和地貌起着重要的影响。
2. 地壳的运动地壳的运动是地球表面形成和变化的重要原因。
地壳的主要运动方式包括构造运动、地壳的扭转和地震。
构造运动是指地球表面产生的各种形式的地壳变动,主要包括地壳的隆升和沉降、地震和火山活动。
地壳的扭转是指地壳在地球自转和公转的作用下发生的变形和形变。
地震是地壳内部能量释放的现象,它是地壳运动的一种表现形式。
3. 地壳的形成和演化地壳的形成和演化是地球构造学的核心问题。
根据地壳的形成和演化过程,可以分为地球的初生地壳和现代地壳。
地球的初生地壳是在地球形成初期的地壳,主要由火成岩构成;现代地壳是在地球形成初期后的地壳,主要由火成岩、沉积岩和变质岩构成。
地壳的形成和演化过程决定了地球表面的地形和地貌特征。
4. 地幔的结构地幔是地球的中间层,厚度约为2800公里。
地幔的主要组成物质是岩石,包括岩浆和岩浆岩。
地幔的结构是由高温高压环境下的物质相变形成的,同时地幔中存在着大量的熔岩和岩浆,这些物质对地球的热力和动力系统起着重要的作用。
5. 地幔的运动地幔的运动主要是由地球内部的热力和动力系统控制的。
地幔的运动方式主要包括岩石圈的运动和对流运动。
岩石圈是地幔中温度较低的层,它对地球表面的地形和地貌特征起着重要的影响。
对流运动是地幔中高温高压环境下的物质相变和熔岩岩浆的运动形式,它是地球内部热力和动力系统的重要表现形式。
名词解释1,大地构造学:研究岩石圈的的组成,结构,运动及演化的一门综合性很强的地质学分支学科。
2,岩石圈:由地壳和上地幔顶部岩石组成的地球外壳固体圈层。
3,软流圈:位于岩石圈之下,与上地幔过渡层之间,岩石为塑性层,地震波速的低速带。
4,莫霍面:地壳与上地幔之间,波速通过后增大的断面。
5,地震波:地震时从震源处释放出来,并向周围传播的弹性波。
6,蛇绿岩套:由代表洋壳组分的基性,超基性岩,枕状玄武岩,远洋沉积物组成的“三位一体”共生综合体。
7,TTG岩:英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗岩岩类的麻粒岩为主,构成古大陆和现代大陆地壳的主要岩石。
8,地幔柱:地幔深处甚至核幔边界上产生的柱状上升的热物质流。
9,热点:地幔中相对固定和长期的热物质活动中心。
10,地槽:地壳中长期强烈沉降并被沉积物充填的槽状凹陷带。
11,地台:地壳上稳定的,自行成后不再遭受褶皱变形的地区。
12,复理石沉积组合:形成于大陆边缘,大陆坡麓,由浊积岩,深积岩,泥岩有规律交互组成的海相沉积组合。
13,磨拉石沉积组合:板块碰撞,大陆边缘褶皱隆升,在山间盆地或山麓前缘形成的砂砾岩组成的岩石成熟度低,相变急剧的陆相沉积组合。
14,地背斜:地槽内部或地壳之间沉积层变薄或缺失的相对隆起区。
15,优地槽:靠海一侧,火山活动强烈的地槽。
16,冒地槽:靠近大陆一侧,通常没有货只有极弱的火山活动的地槽。
17,造山运动:地槽阶段出现的褶皱作用使地层强烈变形的地壳运动类型。
18,造陆运动:以垂直运动为主,表现为大范围的整体升降的地壳运动,在地层记录上表现为沉积间断。
19,构造运动:以水平运动为主,表现为岩石的倾斜,褶皱,破裂的地壳运动。
20,地槽旋回:从地槽沉降开始,至造山运动变形成褶皱山脉,最后成为稳定的克拉通的完整演化过程。
21,克拉通:地壳上长期稳定的构造单元,即地壳中长期不受造山运动影响,只受造陆运动变形的相对稳定部分。
22.沉积构造:指在一定的构造背景条件下,当地壳发展到某一阶段时所形成的一套具有特定岩相组合的沉积岩系。
大地构造第 1 章:地球的层圈结构1.陆壳与洋壳的差别?厚度:陆壳厚,洋壳薄;陆壳平均33km,最厚达80km(青藏),洋壳平均7km.组成: 陆壳为三大岩类, 洋壳主要为玄武岩;陆壳上部硅铝层,下部硅镁层,洋壳为硅镁层.构造: 陆壳复杂(存在褶皱和断裂), 洋壳简单(无褶皱).年龄:陆壳老(最老44-45亿年),洋壳新(最老2亿年).2.岩石圈、软流圈岩石圈:地壳与上地幔的顶部(盖层)由固态岩石组成的圈层.软流圈:位于岩石圈之下,与上地幔过渡层之间,是地震波速低速带.第 2 章:地槽-地台学说1.地台地台:地壳上稳定的,自形成后不再遭受褶皱变形的地区;岩层产状十分平缓,具有十分平坦的地貌;具有双层结构基底和盖层.2.地盾地盾:地台上的相对最稳定的部分,长期处于相对上隆,没有或很少有沉积盖层,前寒武纪变质基底大面积出露,周缘被有盖层的地台所环绕,平面形态呈盾状.3.克拉通克拉通:地壳上已达到稳定的、并在漫长的地质时代里(至少自古生代以来) 已很少受到变形的部分.4.地台基本特征1.地台是块状的辽阔地貌单元,一般具等轴状展布的几何形态,多为圆形、多边形的平原、高原或盆地.2地台具有双层结构,基底和盖层:盖层:由显生宙岩系组成,厚度小,变形微弱,未变质.基底:时代老,厚度大,主要为褶皱变质岩组成,常伴有岩浆岩.从这种结构上看,地槽褶皱上升后,再次下降接受沉积,可形成地台;因此,地槽经过造山作用演化形成地台.3. 地台发展过程中保持相对的稳定,主要体现在稳定的盖层沉积上,岩相和厚度比较稳定.4.地台区有自己的特征沉积建造和建造序列,沉积岩层之间多为整合或平行不整合接触.5.在其发展过程中岩浆活动微弱、有些岩浆活动主要与深断裂有关.6.演化过程中构造运动较弱,常形成一些同沉积的宽缓褶皱,具有一定的继承性.7.地台基底岩系中有各种变质矿产,盖层中主要为一些外生矿产.5.构造层构造层:地壳发展过程中在一定构造单元里于一定构造阶段中形成的岩层组合.6.地质建造地质建造:地壳发展的某一构造阶段中,在一定的大地构造条件下所产生的具有成因联系的一套岩石的共生组合.按岩石成因类型可划分为:沉积建造、岩浆建造和变质建造.第3章: 大陆漂移1.劳亚古陆北美欧洲亚洲(除阿拉伯半岛)2.冈瓦纳古陆非洲南美南极澳大利亚印度阿拉伯半岛第4章:海底扩张1.海底扩张说①大洋中脊是地幔物质上升的出口,上升的地幔物质冷凝形成新的洋壳,并推动先形成的洋底逐渐向两侧对称扩张;②海底在洋中脊处的扩张导致新大洋两侧的大陆逐渐彼此远离,也可能使老的洋壳在大陆边缘的海沟处沿贝尼奥夫带(俯冲带)向下俯冲潜没,重新回到地幔中去,从而完成对老洋壳的更新;③海底扩张是刚性岩石圈块体驮在软流圈上运动的结果,运动的驱动力是地幔物质的热对流;④如果地幔对流的上升流发生在大陆下面,就将导致大陆的分裂与大洋的开启.2.瓦因和马修斯假说海底磁异常条带,是在正反向交替的地磁场中,形成交替磁化的玄武岩条带而产生的。
一、名词解释:1. 沉积建造:在一定性质和类型的构造区内,在一定构造发展阶段中,受相应的古地理条件影响形成的,在沉积相上具有成因联系的沉积岩群。
2.复理石:一种由半深海、深海相沉积物所构成的韵律层系。
3.磨拉石:泛指那些以陆相为主、巨厚的砾岩和砂岩占优势的沉积岩层。
4.D”层:地幔底部靠近地核的200km或300km的层。
5.地盾:地台相对最稳定的部分,长期处于相对上隆,没有或很少有沉积盖层,前寒武纪变质基底大面积出露,周缘被有盖层的地台所环绕,平面形态呈盾状6.A型俯冲:是指一个大陆岩石圈板块向另一个大陆岩石圈板块之下的俯冲作用7.b型俯冲:是指大洋岩石圈板块在岛弧或山弧外侧的海沟处向大陆岩石圈板块或另一个大洋岩石圈板块之下的俯冲消减作用8.拗拉谷:指以正断层为边界、发育于克拉通内的地槽或地堑9.叠瓦构造:又叫叠瓦冲断层,由相互叠置且倾向相近的一系列逆冲断层和像瓦片一样的断片组成,各断层的上盘依次相对上冲,呈屋顶盖瓦式或鳞片状依次叠覆10.哥伦比亚超级大陆:是2000-1800ma间由古陆块汇聚而成的超级大陆,其存在的关键证据来自印度东部和北美的哥伦比亚地区11.罗迪尼亚超级大陆:是1100-800ma间由陆块汇聚而成的超级大陆,是具有真正地台基底结构的岩石圈巨型稳定块体,在华北。
西伯利亚。
俄罗斯。
中非和澳洲等陆块上发育了真正的盖层沉积,碳酸盐岩沉积进一步增多12.潘基亚超级大陆:是257-205ma间由劳亚大陆和冈瓦纳大陆拼合而成的超级大陆,呈经向半球形状分布13.冈瓦纳大陆:东冈瓦纳大陆一直是一个整体,并在古生代初与组成西冈瓦纳大陆的古板块汇聚形成冈瓦纳大陆14.蛇绿岩套:又叫蛇绿岩沉积组合,它既不是一种岩石名称也不是填图时的岩石地层单位,而是一套从超镁铁质到镁铁质岩的特殊集合体15.低速高导层:地壳中地震波速低、电导率高的部分,其深度与过去的所谓康氏面相当,分布上表现为一个不连续的界面16.剥离断层:是一大型低角度正断层,一般上陡下缓成铲状,有时部分区段呈弓形弯曲上凸17.冒地槽:靠近大陆,基底属于陆壳,活动性较弱,沉积物以陆源碎屑岩及碳酸盐岩为主,其中没有或很少火山物质,是冒地槽18.优地槽:靠大洋一侧,基底属于洋壳,活动性较强,有蛇绿岩套,沉积物以浊流及火山碎屑岩为主,夹火山熔岩,是优地槽。
吉林大学读书报告大地构造学与区域大地构造学理论及关系2016年 6 月大地构造学(Tectonics或Geotectonics)是研究岩石圈组成、结构、运动(包括变形和变位)及演化的一门综合性很强的地质学分支学科。
一般说来,大地构造学应该是一门研究整个地球的组成、结构、运动和演化的学科,但是受技术手段和研究方法的局限,要实现这个目标,还要经过很漫长的道路,目前正在努力之中。
目前,大地构造学是以地质学方法为主来进行研究的,因此还不能真正研究整个岩石圈,更不用说整个地球,实际上重点研究的是大陆地壳表层几千米之内区域的组成、结构、运动和历史演化。
近年来,随着地球物理学和地球化学方法的引入,大地构造学正在逐渐扩展其研究的深度、广度与时间尺度。
研究地壳形成演化基本动力的大地构造学分支统称为地球动力学(Geodynamics),由于地球动力学是各种学说的立论基础,因而成为当今地质学中最热门的话题。
地球动力总的来讲可归结为五大系统:重力、膨胀收缩与脉动、地幔分异与对流、地球自转与星际作用等,它们又可细分为若干个不同的学派或假说,而且新的学说仍在不断涌现。
由于历史的局限,不同学者观察分析手段的不同,分析问题方法的不同,先后提出了以不同地球动力作为自己立论基础的大地构造假说,如地槽地台学、地质力学、板块构造学、地幔柱构造学等,其中在地学领域影响最为深远的是地槽地台假说(槽台说)和板块构造假说。
槽台说是在长期的大陆地质研究基础上提出来的假说,20世纪60年代以前在地学界占有绝对的统治地位,因此被称为经典大地构造理论,深刻影响了地质学的各个领域;板块构造学是在海洋地质研究基础上提出来的假说,它把地幔对流作为动力来源,主要研究板块间的分裂、漂移、俯冲、碰撞等过程,是20世纪60年代以来占主导地位的大地构造学理论。
值得一提的是,地幔柱构造学是针对板块构造说在大陆构造应用中存在的问题的基础上提出来的,创导者认为地幔柱构造学是不同于板块构造学的一种新的全球构造学说,它既能解决大陆构造的问题也能解决大洋构造的问题。
就大地构造学的理论体系而言,国内外常见的有四种类型,分别以区域大地构造学、构造模式、构造解析方法和构造演化历史为主线(万天丰,2004):⑴以区域大地构造学为主线,区域大地构造学是大地构造学的基础,大地构造学的确也是在区域大地构造学研究基础上发展起来的,我国早年的大地构造学几乎都附属在区域大地构造学之中,例如,北京地质学院区域地质教研室(1963)出版的《中国区域地质》和杨森楠、杨巍然(1985)编写的《中国区域大地构造学》教科书实际上都是以区域大地构造学为基础来讨论大地构造学的;程裕淇院士(1994)主编的《中国区域地质概论》更是在系统总结中国区域大地构造资料的基础上,阐明对于中国大地构造的认识;最近,车自成等(2002)编著的《中国及其邻区区域大地构造学》也是以地块的区划研究作为主线的。
以区域大地构造为主线的体系,对于了解各地区的特征比较有利,但是对于中国大陆宏观的总体特征,就可能稍嫌薄弱。
⑵以构造模式为主线,李四光先生创导的地质力学,在讨论中国大地构造时,就是以构造模式为主线,他称之为“构造体系”,即按构造线的组合特征和地质体所受作用力的类型不同,来建立构造模式,如山字型、多字型、旋卷构造、棋盘格式构造、入字型构造等。
20世纪30年代,李四光(1926、1947、1962)就提出了上述构造体系,是世界上第一批从构造变形的组合规律来研究大地构造学的学者,他的这种思路至今还得到构造地质学界的赞赏。
近些年来,国外大地构造学的多数专著和教学体系基本上都是以构造模式为主线的,例如Condie(1982、1997)的专著《Plate Tectonics and Crustal Evolution》、Van der Pluijm & Marshak (1997)的教科书《Earth Structure—An Introduction to Structural Geology and Tectonics》。
Davis 教授自2000年以来在中国地质大学授课,在阐述全球板块构造理论之后,就分汇聚构造(俯冲带、碰撞带、嵌入构造及逆掩断层带)、伸展构造(洋脊、裂谷、拆离构造和变质核杂岩)、平移构造(转换带、走滑断层)和反转构造等进行讲述。
这种以构造模式为主的理论体系,突出了构造模式的特征与形成机制,易于阐述,有利于发展大地构造学的研究方法;同时,就目前很多地区尚缺乏地质资料的现状来说,正好可以回避矛盾;主要缺点在于无法获得对一个地区、以至于全国或全球完整的构造演化历史的认识。
⑶以构造解析方法为主线,以构造解析方法为主来阐述,重点在于使初学者掌握研究大地构造学的方法。
⑷以构造演化历史为主线,通常把以构造演化历史为主线的研究方向称之为历史大地构造学。
正如王鸿祯院士多次强调过的一样,地质学从本质上来讲,具有历史科学的特征。
在40多亿年的历史中,岩石圈到底依次发生过什么变化,这是一个必须回答且又无法回避的重要课题。
黄汲清及其研究集体(1960、1964、1965、1977、1984、1987;Huang,1945),李春昱(1982、1984),王鸿祯(1982、1985、1990、1994),任纪舜(1980、1990、2000)等的许多论著都是以构造演化历史为主线的。
尽管所有研究者都赞成应该把建造(即各类地质体生成时期的特征、背景和演化)研究和改造(即各类地质体生成以后的构造变形特征变化及其形成机制)研究结合起来,但由于各人所熟悉的资料、研究的侧重点、经验和兴趣的不同,结果还是明显不同。
历史大地构造学者,对于“建造”比较重视;而构造模式的研究者则注重“改造”。
20世纪50-60年代,把建造和改造研究相结合方面,我国大地构造学者以张文佑为首的研究集体做得比较好(中国科学院地质研究所,1959、1983);万天丰(2004)的教材《中国大地构造学纲要》受张文佑先生学术思想的影响十分明显。
不过,受地质资料的局限,尤其是缺乏在野外进行大面积地质体变形、变位的运动学和动力学研究,构造年代学的测试资料还不很充足,因而要真正解决建造和改造的问题很困难。
大地构造学是一门综合性极强的学科,可以说是地质学的概括和总结,主要研究内容和方法可粗略地归纳为四个方面:⑴变形研究当前大地构造学的首要任务是对大陆动力学进行研究,以寻求地壳或岩石圈运动的力源问题。
研究运动,追寻古地壳运动原因,当然首先是研究这些运动留下的形迹,通过成因研究探讨其形成的力学过程。
褶皱、断裂、面理、线理、变质结构与变质矿物等构造形迹的研究,是实现这一目的的主要途径。
造山带和盆地则是地壳运动留下的更大尺度的构造形迹,它们是地壳运动的综合表现,对它们的成因研究自然也是地球动力学研究的主要任务之一。
地球物理方法也是研究地球动力的重要手段,古地磁方法是研究古板块运动的重要途径,地震、重力、磁法、电法和地热等手段,不仅是现代地壳运动定量的最有效方法,而且也能为古地壳运动提供许多重要数据。
⑵地质体成因研究地壳由各类地质体组成,有地层地质体、变质地质体、岩浆岩地质体和火山岩地质体等,这些地质体的形成演化及构造就位过程,几乎包含了地质学的全部内容。
近几十年来,特殊沉积作用、变质作用,特殊岩浆岩体、火山岩体的研究成果是近代大地构造学的基本依据。
最明显的如蛇绿岩的研究是板块构造学的支柱之一;浊流沉积的发现否定了长期流行的地壳振荡运动之说;人们对下地壳、地幔的认识也是通过对一些地质体的研究逐步提高的。
随着地质体成因研究的深入,一些错误的认识得到纠正,新的理论从中诞生。
显然,岩石学、地球化学与生物地层学等手段是实现这一目标的主要途径。
⑶壳幔结构和动力学研究目前能作为我们立论基础的地球动力主要是重力均衡与壳幔分异对流,这就要求我们对壳幔组成和结构作深入研究,方能了解其动力学机理和运动学规律。
这方面要求地球物理与地质学、地球化学密切配合,前者是查明其空间分布及性状的惟一途径,后者是了解地球组成及温压状态的主要手段。
例如深俯冲可证明表壳岩石能进入地幔深处;地震层析成像技术成果表明,俯冲带和克拉通之下的深地幔中存在高密度地质体,两者都为壳幔对流提供了真实可信的证据,在对地球动力学的认识上迈进了一大步。
⑷地球演化史研究我们居住的地球是如何演化到今天的,将朝什么方向演化等问题不能不引起人们的关注。
早期的地球演化史建立在地层古生物的基础之上,现代的同位素年代学也已成为其重要支柱之一,未来地球演化史研究仍主要依赖于这方面的研究成果。
天体科学可能会愈来愈多地为我们提供对比材料,20世纪70年代以来,由于人类实现了登月计划,通过与月壳的对比,人们才对地壳的年龄与形成过程有了比较清楚的认识。
近年来,随着对火星表面的研究,人们对原始大气圈等也有了更深入的了解。
可以预测,随着宇宙灾变事件和生物大爆发研究的进展,将带来地球演化史研究的重大变革。
大地构造学当前的主要任务是:全球及大陆动力学研究,为矿产资源、地质灾害和环境评价建立动力学模型。
人类要生存和发展就离不开地球资源,各种资源都赋存在一定地球动力学背景下。
例如可燃性有机矿产,无论是海相还是陆相,都赋存在稳定下沉的盆地中,这就必定要从盆地基底性质以及它与造山旋回的耦合关系中去寻找规律。
我国已发现的含油气盆地,绝大多数都以克拉通地块为基底,显然这是保证其稳定下沉的先决条件;我国盆地的生油生气高峰几乎都毫无例外地从晚三叠世开始,原因可能就是中国大陆上区域性的普遍而强烈的造山作用大都结束于中三叠世末(晚印支运动),此后,多以块断活动为主,且集中于有限的范围内,显然紧接着造山作用之后的构造环境有利于油气的转化与保存。
地壳或地幔深处的金属矿源,由内向外的运移必然与强烈造山作用相伴随,产出位置必定在那些与深部相沟通的地区,或为构造活动强烈的造山带或为克拉通内的深大断裂带。
金属物质是从深源岩浆或流体中分异出来的,也需要适当的储集条件和封盖条件,这又要求较为稳定的构造环境,所以紧接着强烈造山作用之后的晚造山作用期也是金属矿产形成的有利时期。
上述这些都要求以全球及大陆动力学作为指导思想。
同时,人类赖以生存的地球只有一个,这就要求我们在开发的同时必须精心地保护它。
以能源为例,人类目前还离不开地下能源;但从地球演化角度看,有些资源的开发利用可能要尽早停步。
例如CO2在大气中含量曾经一度超过10%,但经数十亿年的演化,绝大部分已以矿物的形式埋入地下,形成今天不超过0.1%含量的适宜人类生存的环境,若无止境地开采这些资源,使CO2气体再次回归大气圈,污染后的大气要想恢复根本是不可能的,所以人类必须尽早地停止对这类资源的开发。
而直至今日,地球每时每刻都在以65mW/(m2s)[毫瓦/(米2·秒)]的平均速度向外释放热能,利用或不利用都是如此,可惜这项巨大的不违背地球演化规律的能源尚未得到有效地开发利用。