【构造地质学导论】

构造地质学是研究岩石圈的形成、形态、变形和构造作用的成因机制及其相互作用、时间空分布和演化的地质学的一个分支。构造作用或构造运动往往是引发或触发其他地质作用的主要因素。因此，构造地质学理论通常成为地质学的基础理论。

狭义的构造地质学一般限于研究变形和变形机制。构造学或大地构造学是研究区域宏观构造演化历史的学科，也是构造地质学的组成部分。狭义的构造地质学和大地构造学是相辅相成的。前者的研究是区域构造演化的具体内涵，后者是对前者变形机制的成因环境和条件的全面总结。

构造学首先认识和分析构造要素，即褶皱和断层的形态和变形组合，研究构造的统一分带。然后，结合岩石组合特征，研究其演化历史及变形阶段和阶段。其核心是构造演化的动力机制和成因模式，因此总是与理论和假说联系在一起。

【构造地质学发展简史】

1859年，霍尔研究北美地质时，发现阿巴拉契亚山脉的古生代沉积区具有槽状特征。他把这种现象解释为沉降的重力负荷引起的下沉。1873年，Dana将这种槽状构造命名为地槽，并认为它是由于地球冷收缩而形成的大陆边缘周围的塌陷带。地槽的概念标志着现代构造地质学的起点。

Bertrand在1887年提出了造山旋回的概念。从1883年到1909年，忒修斯在收缩理论的基础上完成了他的代表作《地球的面貌》，突出了地质学的全球观，同时发展了沉积建造的时间空分带理论，建立了地槽地台理论，奠定了20世纪上半叶地质学研究的基础。

1910年，泰勒讨论了欧亚大陆的第三纪山脉向南呈弧形，1912年，魏格纳关于大陆起源的讨论使大陆漂移的观点成为大陆漂移理论。因此，在20世纪20年代前后，以地槽理论为代表的纵向理论和以大陆漂移理论为代表的横向理论开始就主要的构造运动方式展开争论，纵向理论与大陆位置的相对固定联系在一起，被称为固定理论，而横向理论因其对长距离大陆漂移的固有认识而被称为活动理论。

1928年，霍姆斯提出了地壳以下物质热对流的假说来解释大陆漂移。1930-1933年，哈尔曼和范贝梅隆提出的重力和波浪理论解释了造山材料的运动规律。

斯蒂勒在1924年提出了造山期及其同时性，支持了地槽学说的造山理论。1936年，他进一步将地槽分为正地槽和准地槽，再将正地槽分为优地槽和出生地槽。这些研究成果都显示了构造地质学在造山和造岩理论上的巨大发展，随后地槽地台理论成为50年代地质科学的主导理论。

20世纪60年代，由赫斯首先提出的海底扩张理论和被转换断层证明的描述刚性球面旋转规律的欧拉定律，建立了岩石圈板块构造，被誉为现代地球科学理论的一次革命，引发了对原有地质学基本原理和规律的反思和再认识，也推动了构造地质学的现代化进程。[下一个]

构造地质学对地质体的变形机制进行了实验和定量研究。20世纪50年代创立了构造物理学，60年代以Lambsay为代表，从构造形态几何学发展了有限应变测量，提高了定量研究构造变形机制的实用性。20世纪70年代，地球动力学的模拟实验和描述性计算拓展了构造成因机制的研究基础。

【构造地质学的基本内容】

构造学主要研究地质体的次生构造及其成因和演化，也研究构造环境的重建和反转，一般可称为重建和建造。它们都是在漫长的地质历史中发生和形成的，具有复杂多样的特点。

地质研究中的次级构造都与内生地质过程有关，而内生地质过程又与地球深部过程密切相关。岩石圈板块运动是地质构造演化的主要原因。因此，对地质构造的研究虽然尺度不同，目的不同，但都必须着眼于全球地质演化规律和特定形成环境的结合。

各种构造主要集中在上地幔层以上的岩石圈中，所以岩石圈也被称为构造圈。这里不仅有现今活跃的构造现象，如地震中可测量的板块运动矢量，还有各种固结构造，可以追溯到38亿年前的古地质体。

持续的构造作用引起地表和地下各种地质体的变形，如岩层的弯曲和断裂；地球表面的升降造成了山脉、高原和盆地；表面侵蚀和盆地沉积；岩浆侵入和火山喷发等。，都是由更广泛和具体的构造运动直接和间接造成的。从矿物晶格错动到造山带的形成，不同成因环境和层次的变质作用，岩浆岩的分带，大陆碰撞区地壳的挤压隆升和邻区盆地沉积充填，以及地质体演化发展中的构造叠加和改造，都是次级构造。

构造学还研究由构造决定的初级构造现象，如造山带的位置和形状、盆地的形态和分布、各级变质作用和分带、不同成因岩浆岩的就位和喷发条件等。这些都是由构造环境决定的，是由早期的构造作用造成的，并成为后续构造作用的基础。

地质学和地质学一样，都是从研究大陆地质学开始的。地壳结构具有双层模式的特点，不同深度层次的构造变形机制、作用过程和产物差异很大，特别是上下脆韧性物性过渡带的差异，一般在地下10 ~ 15km深处。浅部普遍存在脆性构造变形，构造发育不均匀。而在过渡带之下，则表现为韧塑性均匀剪切变形，各类韧性剪切结构面总体平缓，具有较强的位移结构和渗透性特征。当浅部脆性断层进入韧塑性区时，它们的出现趋于减缓。具有细粒重结晶作用的糜棱岩大多形成于脆-韧性过渡带附近或更深处。

变形速率的不同和构造的长期作用过程可使地质体过时，而不同阶段的构造作用可使构造发生递进变形或叠加。它们在时间空上的关系，主构造期和递进变形期的演化序列，往往与沉积或岩浆侵位有关。这种具有明显对应关系的主期也被称为构造热事件，它既是构造变形的产物，也是地质阶段划分的重要标志，具有重要的年代学意义。[下一个]

地质学强调实地观察。随着科学技术的发展，研究精度迅速提高。自20世纪60年代以来，遥感技术的应用给地质构造的研究带来了巨大的好处。反射地震技术用于研究地壳结构，启动大陆地学断面的研究和积累。所有这些创新的技术和理论使在更大范围内研究特定的构造单元、区域构造特征、水平运动和制图成为可能。

实现了显微构造和组构的实验室研究、构造变形条件下温度和压力的测量、古应力场的重建和古应力差的估算。因此，构造地质学研究的观测和分析方法有宏观和微观之分，使得不同尺度的构造在成因演化、运动学和动力学上更好地结合起来，并得到进一步的研究成为可能。数字仿真开辟了一条途径，为这一实验提供了参考。

【构造地质学的研究意义】

它在于理解和应用地质体的成因和运动规律。地质资源和能源的成矿背景、控矿因素与构造演化、构造环境和成因机制密切相关。构造作用是地质灾害的重要决定因素。建筑、减灾等环境科学问题也与构造地质学的研究直接相关。

【构造地质学的研究方法】

地质学强调实地观察，其研究精度随着科技的发展而迅速提高。自20世纪60年代以来，遥感技术的应用给地质构造的研究带来了巨大的好处。地震技术的应用和大陆地学断面的研究，在揭示地壳结构和深部构造方面取得了良好的效果。所有这些创新的技术和理论使在更大范围内研究特定的构造单元、区域构造特征、水平运动和填图成为可能。显微构造和组构的实验室研究、构造变形条件下温度和压力的测量、古应力差的估算和古应力场的重建均已实现。这些都使得将不同尺度结构的成因与演化、运动学与动力学结合起来进行进一步研究成为可能。