構造地質學：富媒體內容簡介

狹義的構造地質學一般限于形變和變形機制方面的研究。構造學或大地構造學是對區(qū)域性宏觀構造演化史的研究，也是構造地質學的組成部分。狹義的構造地質學與構造學相輔相成，前者的研究是區(qū)域構造演化的具體內涵，而后者則是前者變形機制的成因環(huán)境和條件的綜合概括 。

構造地質學最先是對構造要素，即褶皺和斷裂的形態(tài)、變形組合的認識和分析，以及構造均勻域區(qū)劃分帶的研究，而后又結合巖石組合特征，研究演化歷史和變形期次與階段。其核心是構造演化的動力機制和成因模式，因而總與學說、假說相聯(lián)系。

1859年霍爾在研究北美地質時，發(fā)現(xiàn)阿巴拉契亞山脈古生代沉積區(qū)具槽形特征。他把這種現(xiàn)象解釋為因沉積重力負荷而致下沉，1873年丹納把這種槽形構造命名為地槽，并認為是地球因冷縮而在大陸邊繞出現(xiàn)的塌陷帶。地槽概念的提出標志著現(xiàn)代構造地質學的起點。

1887年貝特朗提出造山旋回的概念。1883~1909年修斯在收縮說的基礎上完成巨著《地球的面貌》，書中突出了地質學的全球觀點，同時還發(fā)展了沉積建造的時空分帶理論，使地槽地臺學說得以建立，并奠定了20世紀前半葉的地質學研究的基礎。

泰勒1910年討論了歐亞大陸第三紀山脈弧形向南突出，1912年魏格納有關大陸起源的論述，使大陸漂移思想形成了大陸漂移說。因此，在20年代前后，在地質學中開始了以地槽學說為代表的垂直論，與以大陸漂移說為代表的水平論有關主要構造運動方式之爭，并把垂直論與大陸位置相對固定相聯(lián)系，稱為固定論，而水平論固有大陸長距離漂移的認識，稱為活動論。

1928年霍姆斯提出地殼以下物質熱對流的假說，用以解釋大陸漂移。1930~1933年哈爾曼和范·貝美倫提出的重力與波動說，解釋造山物質的運動規(guī)律。

施蒂勒1924年提出了造山期及其同時性，支持了地槽學說的造山理論。1936年他把地槽進一步劃分為正地槽和準地槽，其后又把正地槽分為優(yōu)地槽和冒地槽。這些研究成果都顯示了構造地質學在造山作用理論與巖石建造學說等方面的重大發(fā)展，進而使地槽地臺學說成為20世紀50年代地質科學的主導理論。

在20世紀60年代，由赫斯首先提出的海底擴張說，以及由轉換斷層證實巖石圈運動符合描述剛體球面轉動規(guī)律的歐勒定律，確立了巖石圈板塊構造學，并被譽為現(xiàn)代地球科學理論的一次革命，從而引起對地質學中原有的基本原則和規(guī)律重新思考和再認識，也促進了構造地質學的現(xiàn)代化進程。

構造地質學對地質體變形機制開展了實驗和定量描述的研究。在20世紀50年代創(chuàng)立了構造物理學，60年代，以蘭姆賽為代表，從構造形態(tài)幾何學中發(fā)展了有限應變測量，提高了構造變形機制的定量研究的實踐性。70年代，地球動力學的模擬實驗和描述計算，擴大了構造成因機制的研究基礎。

構造地質學主要研究地質體的次生構造及其成因和演化，同時也進行構造作用環(huán)境的重建和反演的研究，可概稱為改造和建造。它們都是在漫長的地質歷史中發(fā)生和形成，并具復雜多樣的特征。

構造地質學研究的次生構造都與內生地質作用相聯(lián)系，這與地球深部作用緊密相關。巖石圈板塊運動是地質構造演化的主因，所以對地質構造的研究盡管有尺度不同和目的不一的差別，但都必須著眼于全球整體的地質演化規(guī)律與特定的形成環(huán)境相結合。

各種構造作用主要都集中在上地幔圈層以上的巖石圈內，因而巖石圈又 稱為構造圈。在這里，既有現(xiàn)今的活動構造現(xiàn)象，如地震可測量的板塊運動向量等，也有各種已經固結了的構造，這種歷史中的構造一直可追溯至38億年以前的古老地質體中。

持續(xù)不斷的構造作用，使地表和地下各種地質體發(fā)生形變，如巖層彎曲和斷裂;地表升降造成山脈、高原和盆地;地表遭剝蝕和盆地內沉積;巖漿的侵入活動和火山噴發(fā)等，它們都直接間接地由更為廣泛而具體的構造運動所引起的。從礦物晶格位錯至造山帶的形成，不同成因環(huán)境和層次的變質作用現(xiàn)象，巖漿巖分帶，大陸碰撞區(qū)地殼壓縮隆升和鄰區(qū)的盆地沉積充填，以及地質體演化發(fā)展中的構造疊加和改造等，都是次生構造。

構造地質學也研究由構造作用決定的原生構造現(xiàn)象，如造山帶的位置和形態(tài)、盆地的形態(tài)和分布，各種層次的變質作用與分帶，不同成因的巖漿巖侵位和噴出活動條件等的本身特征，都由構造環(huán)境所決定，是由先期構造造成而又成為后繼構造作用的基礎。

構造地質學與地質學一樣始于對大陸地質的研究。地殼構造具雙層模式特征，不同深度層次的構造變形機制、作用過程和產物有很大的不同，特別是在地下一般為10~15公里深處的脆韌性物性過渡帶上下的差別。其淺部常見脆性構造變形，構造發(fā)育不均勻;而在過渡帶之下，以韌塑性均勻剪切變形為特征，各類韌性剪切構造面一般都很平緩，多強烈置換構造和透入性特征。淺部的脆性斷層向下進入韌塑性帶時常產狀變緩。具細?；亟Y晶的糜棱巖則多形成于脆韌性過渡帶附近或更深些。

構造變形的各種不同速率和長時間的作用進程，可造成地質體的穿時現(xiàn)象，而不同階段的構造作用可使構造發(fā)生遞進變形或疊加;它們在時空上的關系，主構造期間及遞進變形期內的演化序列，又常與沉積作用或巖漿侵位相關，這種具明顯對應關系的主期又稱為構造熱事件，它不僅是構造變形產物，也是地質階段劃分的重要標志，有重要的紀年意義。

構造地質學強調野外實地觀測。其研究精度則隨科學技術的發(fā)展而迅速提高。20世紀60年代以來遙感技術的運用，對地質構造的研究產生極高的效益;采用反射地震技術研究地殼結構，并開創(chuàng)大陸地學斷面的研究和成囤，所有這些創(chuàng)新技術和理論，已有可能在更廣闊的范圍內研究具體的構造單元、區(qū)域構造特征、水平運動和制圖。

實驗室內的顯微構造與組構研究、構造變形條件的溫度和壓力的測算、古應力場重建及古應力差值估算等已經實現(xiàn)。因此，構造地質研究的觀測分析手段已是宏觀更宏、微觀更微，使不同尺度的構造有可能在成因和演化及運動學和動力學上結合得更好，研究得更深入。計算機數(shù)字模擬則又開拓了為這方面實驗提供可資參考的途徑。

地質學的研究對象是地球。地球包括固體地球及其外部的大氣。