我國構造地質學科的成就與進展

我國構造地質學科的成就與進展我國構造地質學科的成就與進展

中圖分類號：P54文獻標識碼：A

一、構造地質學的內涵

地質構造的內容概括為兩個方面:一是建造即形成,是指地殼巖石圈的物質組成,它是地殼運動的物質根底,也是地殼運動開展演化的物質反映;二是改造即形變,它是指在力的作用下所發(fā)生的構造變形,這是地殼運動的結果或具體表現(xiàn)。狹義的構造地質學側重于中、小型構造的研究。主要研究這些構造的幾何形態(tài)、組合型式、形成機制和演化過程,探討產生這些構造的作用力的方向、方式和性質。然而在研究中、小型構造時,必然要波及到區(qū)域構造和大地構造背景,另外為了探索構造與其內部組構的關系以及構造的運動學和動力學問題,必然要波及顯微和超顯微構造的研究,從而擴展了構造地質學的研究內涵。因此,廣義的構造地質學加豐盛多彩,使構造地質學步入大科學、大綜合、大協(xié)調的研究領域,成為地質科學中的當采學科,從而起到保持領導各種分支學科的地位。

二、構造地質學在地質學研究中的地位和作用

構造地質學是地質學分支學科之一，主要研究組成巖石圈的各種地質體的構造現(xiàn)象、組合型式及其形成和發(fā)育規(guī)律。一般根據其研究對象和研究內容的差別，將構造地質學辨別為狹義構造地質學和廣義構造地質學。前者主要是對小區(qū)域或中、小尺度地質體的各種構造變形、變位現(xiàn)象，如褶皺、斷裂、面理、線理等構造現(xiàn)象進行辨認、描述和成因分析。具體研究內容包括：各種構造的幾何學形態(tài)、產狀、規(guī)模、組合及其空間關系和開展過程；各種構造的發(fā)生條件和形成機制；并進而探討產生這些構造的構造運動方向、方式、強度和動力學過程。而廣義構造地質學的研究對象大到巖石圈的結構及地殼的巨大單元，如巖石圈板塊、大陸和大洋、山脈和盆地等的形成和開展；小到巖石內部組構的細微變化，乃至礦物晶格位錯。

三、我國構造地質學科主要研究進展

我國構造地質學與地球動力學領域研究方向集中在華北克拉通破壞、華南大地構造及演變、中亞造山過程與燕遼構造帶、青藏高原隆升與構造-巖漿作用及成礦效應、中央造山帶與大陸深俯沖、盆山耦合與油氣開發(fā)、構造成礦與礦產資源、活動構造、地震與自然災害等方面。近年來的主要進展有下列幾方面：

1.大陸動力學研究向縱深開展

板塊構造學說面臨的上述眾多挑戰(zhàn)，很多是源于對大陸構造的研究。板塊構造理論框架建立之后，國際上先后實施的“地球動力學方案〞、“國際巖石圈比照方案〞，掀起了研究和辨認大陸上的混雜巖、藍片巖、蛇綠巖、古裂谷和古島弧的高潮,并據此進行了古板塊再造，使板塊構造根本理論在大陸地質構造演化研究中的應用得到進一步加深。同時也發(fā)現(xiàn)，源于大洋巖石圈研究的板塊構造根本理論所不能解釋的眾多大陸地質構造現(xiàn)象。正是由于所遇到的越來越多的令人費解的問題，在過去十多年來固體地球科學根底理論研究的焦點又集中在闡明大陸地質特征、形成與演化過程方面。1980年代末以來許多國家或國際組織先后提出并實施的固體地球科學研究方案當中，大陸動力學成為其中重要的科學研究目標之一。

我國發(fā)展大陸動力學相關研究幾乎與國際同步。20世紀90年代初,我國地學界對發(fā)展中國大陸動力學研究問題展開了熱烈討論,并將大陸動力學作為優(yōu)先研究領域列入國家九五有關根底研究的戰(zhàn)略規(guī)劃之中。為推動我國大陸動力學研究,科學技術部設立了大陸科學鉆探、現(xiàn)代地殼運動觀測網等重大科學項目和青藏高原形成演化及其環(huán)境、資源效應、大陸深俯沖作用等國家重點根底研究開展方案工程;中國科學院、國土資源部和中國地震局等部門也針對大陸動力學問題部署了相關的大型觀測、調查和研究工程,特別是近年來,國土資源部組織了中國大陸深部探測項目〔東海大陸鉆探和汶川地震鉆探項目〕,并啟動了相關的技術和試驗研究。國家自然科學基金也陸續(xù)設立了大批與大陸動力學有關的重大和重點研究工程。

2.構造、地表過程和氣候之間耦合關系研究得以深入

造山帶的隆升受構造作用主導，構造作用通過地表隆升和地勢增加影響部分氣候特征〔如地形降雨〕，甚至改變大尺度的氣候格局。然而近年來的研究說明，構造與氣候之間并非單向關系，氣候因素〔主要為降雨和冰川作用〕通過地表剝蝕，在剝蝕區(qū)產生應力集中和均衡作用進而誘發(fā)并維持構造抬升。氣候-構造響應過程為深部巖石的剝露及地貌演化等提供了新的機制，成為當前國際地球科學研究的前沿和熱點。近年來我國學者也十分關注氣候-構造耦合作用對造山帶隆升剝露及地貌開展演化的作用，特別是對諸如青藏高原東、西構造結、喜馬拉雅造山帶等一些抬升剝露和地貌演化十分迅速的地區(qū)發(fā)展了卓有功效的探索。

構造模擬的結果說明，造山帶的演化是在氣候與構造及其動態(tài)相互作用控制下的產物，氣候因素以地表剝蝕作用為紐帶影響和控制構造作用，而構造作用通過地形地貌影響和控制地表剝蝕作用及氣候變化；氣候、地表剝蝕與構造作用動態(tài)相互作用的理想終極狀態(tài)是彼此到達穩(wěn)態(tài)，構造隆升與地表剝蝕相互抵消，造山帶地形地貌從而保持穩(wěn)定。

這方面的研究重要進展之一為青藏高原新構造及晚新生代古大湖研究。中國地質調查局1：150萬青藏高原新構造與地質災害圖工程通過編圖和系統(tǒng)研究,闡明了青藏高原形成與構造變形的關系。獲得了青藏高原最主要的構造變形期發(fā)生在上新世晚期早更新世的可靠證據。證實西昆侖地區(qū)西域礫巖的沉積時代為3~1百萬年。西域礫巖屬于快速堆積的山麓沖洪積扇相沉積。它的出現(xiàn)與區(qū)域同時期的構造變形密切相關。高原西北緣的磷灰石裂變徑跡分析及其熱歷史模擬揭示了區(qū)域地貌陡坡帶上新世以來的快速冷卻剝蝕,特別是3~1百萬年以來的快速冷卻剝蝕,剝蝕深度達5千米以上,這進一步表明了西域礫巖的物質來源,同時暗示:陡坡帶的形成是青藏高原抬升的重要過程。通過河流研究高原構造地貌的演化是近期國際地學研究的熱點和亮點。這項研究通過克里雅河構造地貌的分析證實:現(xiàn)今克里雅河的歷史始于1.1百萬年;前克里雅河流域地貌演化的起源不超過上新世阿圖什組沉積期。這是人類第一次完整地認識一條河流及其水系地貌的發(fā)育歷史。早更新世至中更新世早期塔里木盆地應當存在一個大湖。在黃河源扎陵湖、鄂陵湖地區(qū)發(fā)現(xiàn)高出現(xiàn)今湖面335米的湖相地層。青藏高原主體可能在中更新世早期前后才抬升進入冰凍圈。這項系列成果對于區(qū)域環(huán)境變化的研究和減災工作都有重要意義。

總之,構造地質學的開展方興未艾,總的向