大地构造是地球科学的一个分支学科。它主要研究地球的构造、演化及其运动变形和发展规律等问题的学科,是研究地球科学的基础理论之一,不仅对深入认识地球发展史和地壳、岩石圈运动史有重要的理论意义,而且对研究成矿条件、地表成因及预测矿产资源等都具有重要的实际意义。
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我国大地构造特征的总结,被称为“中国五大地质构造学派”。
1.波浪状镶嵌构造学说——张伯声
一种阐明地壳的统一构造格局及地壳运动规律的假说。由张伯声于1962年提出。它认为,整个地壳的构造是由大小不同的地壳块体和大小不同的活动带镶嵌而成的复杂构造图案,称为地壳的镶嵌构造。
同一级别的活动带与地块带相间分布,在构造地貌上显示峰-谷起伏及疏-密相间,并具有近等间距性,称为波浪状构造。全球地壳表现为几个系统的一级套一级的活动带与地块带的定蓑排列,因而在几个方向上表现出一级套一级的波浪状构造。地壳几个系统的、从宏观到微观级级相套的地壳波浪状构造的交织与叠加,形成了十分复杂、但有一定规律的地壳的波浪状镶嵌构造。
2.地质力学——李四光
地质力学在中国是由李四光创立的。最初是从1921年研究中国北部石炭纪、二叠纪含煤地层开始的。1924年以后,李四光对比了中国南部和北部石炭-二叠纪及地球上其他地区同一时期,特别是古生代以后海进、海退现象,认为大陆上海水的进退,不仅是海面的升降,可能还有由赤道向两极,反过来由两极向赤道的方向性的运动。据此,他推断大陆运动也可能有这种方向。
1926年,李四光发表《地球表面形象变迁的主因》,提出“大陆车阀说”。20年代末,李四光肯定了山字型构造的存在。
1929年发表《东亚一些典型构造型式及其对大陆运动问题的意义》一文,概括了不同类型构造的特殊本质,建立了构造体系的概念,为地质力学奠定了基础。30年代确定了阴山、秦岭、南岭3个巨型纬向构造带,以及东亚地区华夏和新华夏构造体系、淮阳山字型构造等。40年代初,李四光正式提出地质力学这个名词。
1947年李四光在《地质力学之基础与方法》一书中,从应力、应变和岩石物性着眼,研究了构造形迹性质,划分了构造系统,厘定了构造型式,分析了构造系统的联合,最后提出解决地质力学问题的途径。
1962年李四光发表了《地质力学概论》一书,扼要阐述了有关地质构造的若干传统概念、地质力学的方法、地质力学中存在的问题和地壳运动起源问题。把构造体系明确地归结为3大类型,即纬向构造体系、经向构造体系和各种型式的扭动构造体系。60、70年代以后,地质力学的理论和方法在中国的地质工作和研究中得到较广泛的推广和应用。
3.多旋回构造运动说——黄汲清
多旋回构造运动说简称多旋回说,是一种关于地壳演化规律的学说,1954年黄汲清在其著作《中国主要地质构造单位》中正式提出。该学说认为,一个地槽系的发生,发展到结束,不只经历一个而是若干个构造旋回(即多旋回),才逐步转化成褶皱系的。
多旋回构造运动有广义和狭义的两种概念。
1.广义的多旋回,在空间上说是全球性的,在时间上说包括巨旋回、旋回和亚旋回;
2.狭义的多旋回,在空间上主要指一个地槽系,在时间上指一个巨旋回之内的多旋回发展。
多旋回说是在地槽地台学说的基础上发展起来的。其理论意义在于揭示了地壳呈多旋回开合向复杂方向演化的规律。由于构造运动是多旋回的,必然导致产生相应的多旋回岩浆活动和多旋回沉积作用等。多旋回岩浆活动,必然导致生成与岩浆活动相关的各种有用矿产。多旋回沉积作用,必然导致生成与沉积作用相关的各种有用矿产。如“多层生油,多层储油”的提出,就是多旋回说在石油地质工作中的具体化。
4.断块构造学说——张文佑
断块构造说是一种关于地球岩石圈构造及演化的大地构造理论,是张文佑于1974年提出的。它是以地质力学为基础,吸取了地槽地台学说和板块构造学等的有关内容,在研究中国及邻区大地构造特征和模拟实验的过程中建立和发展起来的。断块构造坚持地质力学分析与地质历史分析相结合的原则。地质力学分析是基础,强调各构造要素的空间组合;地质历史分析是综合,着重各类地质体的时间演化。
断块构造学说认为岩石圈固结之后,断裂活动就占据了主导地位。断块就是被岩石圈中不同深度的断裂及层间滑动断裂所切割成的块体,各块体之间在物质组成、构造滑动性和地质演化诸方面均有明显的差异。断块构造说强调块缘的形成与形变研究,因为它们是认识断块形成演化及其运动学和动力学的主要标志;同时也重视块内结构不均一性的研究,因为块内各种不均一地质因素,都可在同一区域应力场情况下导致块内应力的分布形式和边界条件的变化,使块内应变图像变得十分复杂。
5.地洼学说——陈国达
地洼学说是中南大学教授、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。
小结
“波浪状镶嵌构造”学说由我校张伯声院士创立。该学说认为,全球由不同级别的构造活动带分开,又被其镶嵌组成级级相套的镶嵌图案。地壳运动无不采取波浪运动形式。
地质力学是我国著名地质学家李四光院士运用力学的观点研究地壳构造和运动规律的一门科学。
“多旋回构造运动”学说指地壳运动的多旋回理论,是黄汲清教授1945年提出来的。
“断块构造”学说是中国科学院地质研究所张文佑教授创立。该学说认为,地壳的形变,一般是从褶皱到断裂,但一经产生断裂便对以后的变形起决定性作用。
“地洼说”为中国科学院长沙大地构造研究所所长陈国达院士所创立。他认为,大陆地壳的发展由地槽—地台—地洼。其大地构造性质既不是地台,也与地槽有别,而是一种新型活动区,故称地洼。
编辑:张希阳
校对:张 凡
审核:陈 萍
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