高等構(gòu)造地質(zhì)學(xué)講義

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1、GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.第一章緒論構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科之一，主要是研究組成地殼的巖石、巖層和巖體在巖石圈中力的作用下變形形成的各種現(xiàn)象（構(gòu)造）。研究這些構(gòu)造的幾何形態(tài)、組合形式、形成機(jī)制和演化過(guò)程，探討產(chǎn)生這些構(gòu)造的作用力和方向、方式和性質(zhì)。第一節(jié)當(dāng)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)進(jìn)展20世紀(jì)60年代以來(lái)，隨著人們對(duì)未來(lái)資源、地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境效應(yīng)的日益關(guān)注，新技術(shù)的進(jìn)步及其在地質(zhì)實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用，使當(dāng)代構(gòu)造地質(zhì)學(xué)得到了革命性的進(jìn)展。許多新思

2、想、新概念和新方法急劇涌現(xiàn)，積累了多方面的基礎(chǔ)資料和新的發(fā)現(xiàn)，從而突破了50年代及以前的過(guò)時(shí)的構(gòu)造觀和方法論，使構(gòu)造地質(zhì)學(xué)成為內(nèi)容嶄新的現(xiàn)代科學(xué)。一、板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)的建立在地質(zhì)學(xué)發(fā)展史上，板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代的終止和另一個(gè)時(shí)代的開始。直至板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)問(wèn)世后，地球科學(xué)家才比較成功地回答了地球是怎樣運(yùn)動(dòng)的，它所提供的堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，促使地質(zhì)學(xué)有可能從定性描述走向定量和預(yù)測(cè)，從區(qū)域的研究走向全球的規(guī)模，從資料的收集走向原理的探求（尹贊勛，1971）。板塊構(gòu)造的出現(xiàn)標(biāo)志著過(guò)去準(zhǔn)靜態(tài)的地球模式已被拋棄，代之以高度活動(dòng)的動(dòng)力地球觀（馬杏垣，1987）。板塊構(gòu)造應(yīng)用于大陸的地質(zhì)實(shí)踐

3、，使人們獲得了許多有關(guān)大陸邊緣和造山帶構(gòu)造的新認(rèn)識(shí)。1974年，大陸反射剖面聯(lián)合項(xiàng)目（COCORP）對(duì)阿巴拉契亞山的地球物理研究，在過(guò)去所謂的阿巴拉契亞山結(jié)晶軸的蘭山下，發(fā)現(xiàn)了一條巨大的近水平的逆沖拆離構(gòu)造，它使前寒武變質(zhì)巖系遠(yuǎn)距離地逆沖到下古生界地層之上。這一具有重大理論意義和實(shí)際意義大發(fā)現(xiàn)，引起了對(duì)逆沖推覆構(gòu)造的一次研究熱潮。70年代末，對(duì)美國(guó)西部盆嶺區(qū)的構(gòu)造研究揭示了大規(guī)模的角度正斷層的存在，使伸展構(gòu)造得以蓬勃發(fā)展。地質(zhì)和地球物理研究的結(jié)合，使人們認(rèn)識(shí)到巖石圈的多層次滑脫；對(duì)大量薄皮構(gòu)造的認(rèn)識(shí)是對(duì)深斷裂在地殼中占主導(dǎo)地位的傳統(tǒng)概念的突破。古地磁在地學(xué)中的應(yīng)用，揭示了

4、地殼巖石圈塊體的大規(guī)模平移的存在。所有這些成就，使構(gòu)造地質(zhì)學(xué)從以注重于造山帶的擠壓機(jī)制下形成的褶皺和斷層的研究擴(kuò)大到不同體制下形成的構(gòu)造的研究，即對(duì)收縮構(gòu)造、伸展構(gòu)造、走滑構(gòu)造和隆升構(gòu)造的全面研究。二、巖石微觀變形研究變形巖石的微觀構(gòu)造研究，是近代地球物理學(xué)的重要組成部份，構(gòu)造物理1GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.研究各種尺度的變形過(guò)程、變形機(jī)制和變形條件，巖石變形的環(huán)境因素（如溫度、壓力、應(yīng)力等）在一定的條件下，可以通過(guò)變形巖石的顯

5、微構(gòu)造和組構(gòu)記錄保存下來(lái)。因此，研究和分析這些顯微構(gòu)造和組構(gòu)特征，可以推導(dǎo)巖石變形時(shí)的環(huán)境條件和恢復(fù)變形的歷史。在巖石微觀變形機(jī)制研究方面，超微技術(shù)的應(yīng)用及模擬天然變形條件下的高溫高壓巖石變形實(shí)驗(yàn)研究，揭示了晶體塑性變形的微觀機(jī)制，促使對(duì)糜棱巖的重新定義，提出了斷層的雙層模式，推動(dòng)了對(duì)韌性剪切帶的研究，確定了韌性剪切是深層次巖石塑性變形的主要機(jī)制，進(jìn)而提出了構(gòu)造層次和變形相的概念。從此，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)從主要研究中淺構(gòu)造層次的褶皺和脆性斷裂擴(kuò)大到注重于深層次的韌性變形研究。三、定量研究定量分析研究是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的重大進(jìn)展。巖石和煤鏡質(zhì)組反射率光性組構(gòu)的有限應(yīng)變測(cè)量方法的廣泛應(yīng)用，

6、可以定量或半定量的了解區(qū)域巖石的變形量、變形形式和巖石變形的運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像。平衡剖面技術(shù)的發(fā)展，使人們可以較精確地估算造山帶的縮短量、盆地的伸展量等巖塊的相對(duì)位移量。利用成因礦物學(xué)、包體測(cè)溫及變形巖石的的古地溫計(jì)和古應(yīng)力計(jì)，有可能定量地估算巖石變形時(shí)的圍壓、溫度、應(yīng)力差及應(yīng)變速率等參數(shù)。第二節(jié)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)，地球科學(xué)研究已發(fā)生了重大跨越，從各分支學(xué)科分別致力于不同的圈層研究，進(jìn)入了對(duì)地球系統(tǒng)整體行為及其各圈層相互作用的研究，從區(qū)域尺度的研究，步入以全球視野對(duì)諸多自然現(xiàn)象與難題進(jìn)行的整體系統(tǒng)研究；從以往偏重于自然演化的漫長(zhǎng)時(shí)間尺度到重視人類影響過(guò)程；把微觀機(jī)理的研

7、究與宏觀研究緊密結(jié)合，形成了有機(jī)的整體，是地球科學(xué)的整體研究進(jìn)入一個(gè)可能預(yù)測(cè)和調(diào)控人類生存環(huán)境變化的時(shí)代。美國(guó)構(gòu)造地質(zhì)界在深刻分析當(dāng)代全球構(gòu)造研究進(jìn)展和大洋與大陸地質(zhì)構(gòu)造差異的基礎(chǔ)上，首次以明確的態(tài)度宣稱：迄今在地學(xué)界占主導(dǎo)，并已流行近半個(gè)世紀(jì)的板塊構(gòu)造理論和模式并不適用于大陸地質(zhì)；明確地提出了超越板塊構(gòu)造（流變作用與大陸造山作用）、丟失的聯(lián)系（從地震到造山作用）、大地構(gòu)造、氣候和地表系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相互作用和地球與生命的共同演化等四個(gè)大的研究課題，以全新的流變學(xué)為核心的理論模式去解開大陸構(gòu)造之謎；繼提出全球變化、地球系統(tǒng)科學(xué)、大陸