中国五大地质构造学派.docx

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中国五大地质构造学派

中国五大地质构造学派

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”。

一、“波浪状镶嵌构造”学说

“波浪状镶嵌构造”学说创始人伯声院士生平简介：

伯声院士，1903年6月23日出生于省荥阳县乔楼村，1994年4月4日下午5时在逝世。

1926年毕业于清华学校，以优异成绩被保送赴美留学，先后在威斯康辛大学和芝加哥大学化学系学习，1928年获芝加哥大学化学系学士学位，后又在芝加哥大学和斯坦福大学地质系研究部攻读地质学。

1930年回国，先后在工学院、交通大学、工学院、大学和北洋工学院任地质学和岩矿学教授。

1937年抗日战争爆发，伯声教授随同北洋工学院从天津迁到，先后在临时大学、西北联合大学，西北工学院和西北大学任教。

抗战胜利后，原北洋工学院的教师纷纷返回天津，但他则认为，秦岭需要他，西北需要他，毅然跟随西北大学迁回，出任西北大学地质系主任。

解放后，伯声院士以极大的热情投入新中国的社会主义建设事业。

1956年光荣地加入中国共产党。

同年，任西北大学副校长。

1980年任中国科学院院士，同年11月调任地质学院长。

伯声院士为地质教育和地质科学研究工作整整奋斗了64年之久，献出了他的毕生精力，为党、为人民做出了杰出贡献。

伯声教授被公认为省最有影响的教育家之一。

他坚持教育为社会主义建设服务，为国民经济发展服务。

培养德、智、体全面发展的有用人才，是他一贯的教育思想。

1951年，国家亟需一批石油地质人才，拟在3年连续招生2000名专修科大学生，伯声教授急国家所急，决然接受了这项光荣而艰巨的任务。

正是这2000多名专修科大学生后来成了我国石油工业和矿产地质的生力军。

但由于编写新教材过度劳累，而得了高血压等心血管疾病。

伯声教授教书育人，身教重于言教，在抗美援朝期间，他送子参军，并捐献出全部积蓄购买飞机大炮，对激发青年学生的爱国热情起了很大作用。

他在生活十分上节约俭朴，一贯严格要求自己，而对学生却关心备至，在经济上经常资助一些生活十分困难的学生。

他总循循善诱，因材施教，充分调动学生们的独立思考和自学能力。

他认真吸取国外先进的科学思想，而又不被这些思想所束缚，总是教育学生要结合中国国情，自力更生，走自己发展的道路。

他师德高尚、胸怀坦荡，深受学生们的爱戴和敬仰。

他在耄耋之年仍孜孜不倦地指导研究生的学习；直至生命危垂之际，他还念念不忘地质事业的发展和年轻一代的培养工作。

他数十年如一日，用毕生心血浇灌中华地质苗圃，亲手为祖国培养出数千名地质英才。

由于他在教育事业工作中的显著成绩，1989年被国家教委和省人民政府分别授予全国优秀教师和省劳动模等光荣称号。

伯声教授是一位人民公认的、当之无愧的杰出教育家。

伯声院士还是一位国外著名的地质学家。

他理论联系实际，刻苦钻研，思维敏捷，在地质科学的诸多领域中有所发现，卓有创造、成果累累。

由于他在大巴山区对“汉南花岗岩”的认真工作，为确立“汉南地块”奠定了基础；他在嵩山发现了我国第一个太古与元古地层间的不整合界面—“嵩阳运动”界面；他发现了黄河中上游地区的“黄土线”，为黄土“水积说”提供了有利的佐证；他在区域地震活动的周期性、地震震中的等间距跳迁和地震带的干涉等方面的创见，对我国地震地质学界的研究工作起到了重要的推动作用；他对中条山前寒武纪构造特征的研究，使50年代中国地质界对中条山旷日持久的争论得以圆满解决。

在矿产地质方面，他早在建国之初就积极响应省人民政府的召唤，参加了豫质矿产考察团，并担任顾问。

由于他和冯景兰教授以及考察团全体成员的努力，先后发现了巩县小关铝矿和煤矿，为我国社会主义建设做出了突出贡献。

伯声院士在地质学领域最卓越的贡献在于他创立了地壳波浪镶嵌构造学说。

在70年代初期我国省出版的百科全书性巨著《自然科学大辞典》将该学说作为分析中国地质构造的首席观点予以收录。

70年代后期，在中国地质学会第四次会员代表大会和全国第二届构造地质学会会议期间，波浪镶嵌学说已被公认为我国五大地质学派之一。

80年代至90年代初，他和学生们共同努力，又把学说推进到了一个更新的高度。

应用该学说的理论，无论在指导找矿或研究地震等方面均已取得了明显成绩。

伯声院士一生撰写的地质学术论著、译著等共90余篇（本）。

由于他在地质教育和科学研究方面的卓越贡献，60年代初曾出席全国群英会，受到毛主席、周总理的亲切接见。

1978年又出席了全国科学大会并获先进个人和科研项目奖，他所领导的两个科研项目在1979年和1984年分别获省科技成果一等奖和地矿部科技成果二等奖。

伯声院士是一位勇于攀登科学高峰的勇士，是一位人们所崇敬和爱戴的科学家。

二、地质力学简介

地质力学，是运用力学的观点，研究地壳构造和地壳运动规律的一门学科。

它是我国著名地质学家四光教授，从本世纪二十年代初在研究我国和东亚构造的基础上，总结广大地质工作者的长期实践经验而创建的地质科学中的一门边缘学科。

四光教授曾形象化地讲过“地质力学是一门边缘学科，它的一条腿站在地质学方面，另一条腿站在力学方面。

”

地壳的岩层、岩块中的褶皱、节理、断层等各种地质现象，称为构造形迹。

构造行迹的规模大小不一，可以大到展布于地壳上的山脉，也可以小到矿物的晶格位移和矿物定向排列所形成的片理等等。

它们是地壳、岩体在应力作用下永久变形形成的踪迹。

在野外工作中，为了描述构造形迹的特征和它在空间上的方位，往往采取这些构造形迹上的一个面（平面或曲面）来表示该构造的形迹，这种面称为结构面。

按各种构造形迹所反映的力学性质，可将结构面分为下列几种：

（1）压性结构面：

由挤压力形成的结构面，简称挤压面，如褶皱轴面、逆断层或逆掩断层、片理面及一部分劈理面。

（2）性结构面：

主要是由引拉伸力形成的结构面，简称裂面，如部分正断层面、裂隙面、节理面。

（3）扭性结构面：

主要是由扭动力形成的结构面，简称扭裂面，如平移断层、扭裂隙、X型节理等。

（4）压性兼扭性结构面：

简称压扭性结构面，如一部分斜冲断层。

（5）性兼扭性结构面：

简称扭性结构面，如一部分上盘斜落的正断层。

在构造带与构造带之间，又常夹有构造形迹相对微弱的地块或岩块。

如果它们是同时期经过一次构造运动或按同一方式经过几次运动产生的，就可以把它们看作是一个统一的整体，称为构造体系。

构造体系的类型繁多，按它们形成的地应力分析，可概括为三类：

即巨型纬向构造体系、经向构造体系和各种扭动构造体系。

巨型纬向构造体系

巨型纬向构造体系又称东西向构造体系，或称东西复杂构造带。

在大陆壳上突出的表现为横亘东西的隆起山岭，往往出现在一定纬度上，它的规模很大，是具有全球意义的。

它主要是受南北向挤压力而产生的。

它的主体是由东西走向的褶皱或压性断裂构成的，同时还有与它垂直的性断裂和与它斜交的两组扭性断裂。

这一系列东西复杂构造体系，不一定具有同样的发展过程，也不一定具有同样的综合形态，但却具有主要的共同特征，作为一个整体的复杂构造体系以及组成它的主要褶皱和断裂，大致都是东西走向的。

在中纬度地区比较集中，它在大陆上断续延伸长达几千公里，在大洋底也有它存在的踪迹。

它的发展历史很长，经历了反复多次的地壳运动，一般常伴随有东西走向的岩浆岩带分布。

所以对各种矿产的分布有着重要的控制作用。

从我国大地构造轮廓来看，有三条明显呈东西向的山脉，形成三条横亘东西的巨型纬向构造体系。

由北往南是：

阴山—天山构造带、秦岭—昆仑构造带和南岭构造带。

经向构造体系

经向构造体系是一些走向南北的强烈构造带，又称南北向构造体系。

其规模不等，性质也不尽相同。

它主要由走向南北的褶皱和压性断裂以及伴生的性、扭性断裂构成。

在我国最为显著的南北向构造带出现在西部和中部，其中以大雪山—戛贡山为主体，称为川滇南北向构造带。

该带在地理上称为横断山脉。

自西向东并列有高黎贡山、怒山和大雪山，由一系列强烈褶皱和规模巨大的冲断层组成。

在我国境的其它地方，还有一些不太强烈的经向构造体系。

在北方如贺兰山区南北走向的构造带与祁吕贺山字形脊柱相复合；在南方，东南至中部，有川黔南北向褶皱群出现。

此外，还有一些经向构造体系，有的是呈零星分布，有的与“山”字型构造的脊柱相复合。

扭动构造体系

上述的巨型纬向构造体系和经向构造体系，反应了经向或纬向的水平挤压或引作用，都是具有全球性的构造体系，也是地壳构造运动的两个基本方向。

但是，由于地壳组成的物质的不均一性，而使沿着纬向或经向的作用力发生变化，导致局部地壳发生扭动，便形成各种扭动形式的构造体系。

扭动构造体系的形式很多，根据作用力方式不同，可分为直线扭动和曲线扭动，前者一般称为扭动构造，如“多”字型、“山”字型构造；后者一般称为旋扭构造或旋卷构造，如帚状构造等。

根据地质力学的观点，前面所说的东西向或南北向水平应力，是由于在重力的作用下，地球自转速度改变时所引起的离心力（一种是南北向的，一种是东西向的）产生的结果。

在漫长的地质年代里，地球自转速度是有变化的。

就是由于地球自转速度的变化而产生的切应力，使地壳产生运动。

切应力在赤道上为最大（因为地球转速最大），两极为最小（地球转速等于0），因此在赤道附近出现巨型裂、扭裂以及大的旋卷构造。

地球不是一个理想的刚体，当自转角速度变快时，它的扁度就要变大，地球表层—地壳物质就向赤道拥挤，中纬度地带受挤压最强，于是就出现大规模的纬向（横向）构造带。

同时，在纬向切应力方面，当自转加速度变快时，就使地壳中的结合不牢固的部分物质，因跟不上转速加快的步伐而掉队，犹如车速急增时，乘客后仰一样。

这就使部分地壳相对地向西滑动，如美洲大陆相对于欧非大陆落后，便在它们之间出现了大西洋；美洲大陆西缘遇着太平洋底硅镁层的阻挡，形成南北向的巨大挤压带—纵向大山脉，伴生的山字型弧顶也向西凸出。

三、“多旋回构造运动”学说简介

“多旋回构造运动”学说，即地壳运动的多旋回理论，是黄汲清教授于一九四五年提出来的。

该学说是在地槽发展单旋回观点上的进一步发展。

所谓单旋回，是德国地质学家史蒂勒提出来的地槽褶皱带发展的模式。

他认为，地槽发展初期以下沉为主，有大量蛇绿岩出现；以后地槽型沉积褶皱成山，与此同时有大量花岗岩侵入，随后有安山岩喷发和各种小侵入体；最后褶皱带遭受剥蚀，地槽转化为地台，并有玄武岩喷溢。

这就是有名的地槽发展单旋回的基本观点。

一九四五年黄氏指出，地槽的发展不是单旋回而是多旋回的。

黄氏分析研究了我国大量资料，并结合世界上其它地槽褶皱带的实际资料，不断阐述了地槽的发展可以分为加里东、早华力西、中华力西和晚华力西四个旋回，每一个旋回都有基性岩出现和强烈的褶皱运动、花岗岩侵入和安山岩喷发。

更重要的是每一旋回都具有它独特的生矿床组合，如哈萨克斯坦地槽，早期以金矿为主，中期金矿减少，晚期则钨锡矿特别重要。

结合地球物理资料，他认为深断裂也是多旋回活动，并把深断裂按深度进行分类：

硅铝层断裂、硅镁层断裂、岩石圈断裂和超岩石圈断裂

硅铝层断裂：

切穿硅铝层，但并不明显地进入硅镁层甚多邵武深断裂

硅镁层断裂：

切穿整个地壳，但不明显地进入上地幔甚多深断裂超壳断裂

岩石圈断裂：

切穿岩石圈，但不明显地进入软流圈东非裂谷郯城庐江深断裂

超岩石圈断裂：

切穿岩石圈，并深入软流圈西太平洋岛弧带雅鲁藏布江深断裂

一九五四年，他提出，自中生代以来，亚洲出现了三种不同构造的格局：

古亚洲型、太平洋型、特提斯喜马拉雅型。

以后他结合板块构造学说，又进一步提出了三大构造域的概念：

古亚洲构造域、滨太平洋构造域和特提斯喜马拉雅构造域。

古亚洲构造域是比较稳定的地区；滨太平洋构造域的中生代构造运动特别突出，并出现了大量的火山岩喷发和花岗岩侵入，这是太平洋板块向亚洲板块俯冲的结果；特提斯喜马拉雅构造域，新生代构造运动特别发达，它使喜马拉雅升起成为高山，青藏地区隆起为4500m-5000m的广大高原，这是印度板块向北漂移，继而碰撞亚洲大陆的结果。

他认为板块运动是长期的、多旋回发展的，如澳大利亚的塔斯满地槽，就是由六个褶皱旋回组成的。

它是太平洋板块向西、向澳大利亚六次俯冲的结果。

每次俯冲都产生了蛇绿岩套、褶皱运动、花岗岩侵入和安山岩喷发；而深海沟（即俯冲带）就随着褶皱运动由陆地向大洋方向迁移，这叫多旋回向洋迁移运动。

西南日本地槽褶皱带的向洋迁移运动也十分明显，那里发生了五个褶皱旋回，每一次板块俯冲结束之后，地槽即向东、向太平洋方向迁移。

在中国，特提斯喜马拉雅构造域地槽褶皱带的向洋迁移运动同样十分明显。

该学说认为，板块运动说与多旋回构造运动说不但没有矛盾，而且可以互相补充，互相结合。

在研究中国大地构造过程中，把这两种学说密切结合起来，是地质工作者的长期任务。

四、“断块构造”学说简介

断块构造学说，是中国科学院地质研究所文佑教授等，继承与发展四光教授的地质力学思想，吸取了“地槽地台说”、“板块说”等的合理部分，在分析与综合我国及世界大量地质、地球物理资料的基础上发展起来的。

断块说在研究方法上，强调运用地质力学与地质历史分析相结合的方法，对地球的构造形成与形变进行辨证分析，将构造旋回的划分与构造形成、形变过程联系起来。

认为地壳的形变，一般是从褶皱到断裂；但一经产生断裂，它便对以后的变形起决定性作用，即第一期的断裂控制第二期的褶皱，第二期的褶皱改造第一期的形变，也就是基底控制盖层，盖层改造基底，所以断块学说，侧重于研究断裂的形成与发展。

该学说认为，地壳形变主要取决于力和介质两个因素的相互作用，二者都是不均一的，应力的集中与释放往往发生在介质的不均一处。

由于受力方式、边界条件以及介质物理力学性质的不同，断裂常以不同型式组成“X”型、“Y”型等断裂体系，可表现为拉、挤压、剪切、剪切—挤压，以及层间滑动等不同活动方式。

按不同深度，断裂可划分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂四级。

同样，被各种断裂网格所切割成的断块，也相应地划分为四级。

随着深度及温度压力的增加，褶皱与断裂具分层性，这种分层性与地球各圈层之间，“软”、“硬”层之间的层间滑动有关。

构造层划分要考虑形成与形变两个方面，从形成到形变是构造发生和发展的一个旋回。

每一个构造旋回的形成控制该旋回的形变，而前一构造旋回的形变又控制下一旋回的形成，所以基底断裂构造常可控制盖层的构造发育。

在区域应力场的演化中，压、、剪是同时存在的，一个地区挤压，相邻地区必然拉伸，反之亦然。

同样一个时期挤压，必然在另一时期拉，反之亦然。

挤压区常以水平运动为主，拉区常以垂直运动为主，水平和垂直是一个运动的两种方式，何者为主，依时间、地点、条件为转移。

由于断块学说吸取了有关大地构造学说的优点，使许多疑难问题从理论上得到科学的解释，因此受到国外地质界的普遍重视，并已在石油、铁矿、地震地质、水文工程等项生产实践中收到一些实际效果。

五、地洼学说简介

地洼学说是中南大学教授、中国科学院大地构造研究所所长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，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。

该学说认为，地洼阶段是一个重要成矿期，其特点是形成丰富的有色金属、稀有金属、分散元素及放射性元素等矿床；汞、氟、金刚石等也很重要。

世界上80%的钨、85%以上的钼、50%的锡、40%的铜产于中、新生代；金刚石以中生代为产出的高峰期。

地洼盆地中也产生石油、天然气、煤、油页岩、石膏、盐，以及沉积铜、铀、铁等矿。

其矿床特点常以小面积可以集储量著称。

该学说还认为，地洼区常可继承先成的构造单元的矿产，形成矿床叠加，其成矿作用又可将先成矿床改造富化，形成新的矿床或使先成地层中分散的成矿物质富集形成工业矿床。

因此，在地洼区矿产综合多样，且常见大而富的多因复成矿床。

由于地壳演化新阶段具有如此的成矿作用，因此引起国外成矿学者的高度重视。

有人把第三构造类型与板块构造并列为决定当代地质学家发展的新学说。

小结

“波浪状镶嵌构造”学说由我校伯声院士创立。

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”为中国科学院大地构造研究所所长国达院士所创立。

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。