構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)介紹
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)學(xué)主要二級(jí)學(xué)科之一,是研究巖石圈內(nèi)地質(zhì)體的形成、形態(tài)和變形構(gòu)造作用的成因機(jī)制,及其相互影響、時(shí)空分布和演化規(guī)律的地質(zhì)學(xué)分支學(xué)科。構(gòu)造作用或構(gòu)造運(yùn)動(dòng)常是其他地質(zhì)作用的起始或觸發(fā)的主要因素,因此,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)說通常也就成為地質(zhì)學(xué)的基本學(xué)說。
簡(jiǎn)介
狹義的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)一般限于形變和變形機(jī)制方面的研究。構(gòu)造學(xué)或大地構(gòu)造學(xué)是對(duì)區(qū)域性宏觀構(gòu)造演化史的研究,也是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的組成部分。狹義的構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與構(gòu)造學(xué)相輔相成,前者的研究是區(qū)域構(gòu)造演化的具體內(nèi)涵,而后者則是前者變形機(jī)制的成因環(huán)境和條件的綜合概括。
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)最先是對(duì)構(gòu)造要素,即褶皺和斷裂的形態(tài)、變形組合的認(rèn)識(shí)和分析,以及構(gòu)造均勻域區(qū)劃分帶的研究,而后又結(jié)合巖石組合特征,研究演化歷史和變形期次與階段。其核心是構(gòu)造演化的動(dòng)力機(jī)制和成因模式,因而總與學(xué)說、假說相聯(lián)系。
基本內(nèi)容
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)主要研究地質(zhì)體的次生構(gòu)造及其成因和演化,同時(shí)也進(jìn)行構(gòu)造作用環(huán)境的重建和反演的研究,可概稱為改造和建造。它們都是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中發(fā)生和形成,并具復(fù)雜多樣的特征。
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的次生構(gòu)造都與內(nèi)生地質(zhì)作用相聯(lián)系,這與地球深部作用緊密相關(guān)。巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)是地質(zhì)構(gòu)造演化的主因,所以對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的研究盡管有尺度不同和目的不一的差別,但都必須著眼于全球整體的地質(zhì)演化規(guī)律與特定的形成環(huán)境相結(jié)合。
各種構(gòu)造作用主要都集中在上地幔圈層以上的巖石圈內(nèi),因而巖石圈又稱為構(gòu)造圈。在這里,既有現(xiàn)今的活動(dòng)構(gòu)造現(xiàn)象,如地震可測(cè)量的板塊運(yùn)動(dòng)向量等,也有各種已經(jīng)固結(jié)了的構(gòu)造,這種歷史中的構(gòu)造一直可追溯至38億年以前的古老地質(zhì)體中。
持續(xù)不斷的構(gòu)造作用,使地表和地下各種地質(zhì)體發(fā)生形變,如巖層彎曲和斷裂;地表升降造成山脈、高原和盆地;地表遭剝蝕和盆地內(nèi)沉積;巖漿的侵入活動(dòng)和火山噴發(fā)等,它們都直接間接地由更為廣泛而具體的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)所引起的。從礦物晶格位錯(cuò)至造山帶的形成,不同成因環(huán)境和層次的變質(zhì)作用現(xiàn)象,巖漿巖分帶,大陸碰撞區(qū)地殼壓縮隆升和鄰區(qū)的盆地沉積充填,以及地質(zhì)體演化發(fā)展中的構(gòu)造疊加和改造等,都是次生構(gòu)造。
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)也研究由構(gòu)造作用決定的原生構(gòu)造現(xiàn)象,如造山帶的位置和形態(tài)、盆地的形態(tài)和分布,各種層次的變質(zhì)作用與分帶,不同成因的巖漿巖侵位和噴出活動(dòng)條件等的本身特征,都由構(gòu)造環(huán)境所決定,是由先期構(gòu)造造成而又成為后繼構(gòu)造作用的基礎(chǔ)。
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與地質(zhì)學(xué)一樣始于對(duì)大陸地質(zhì)的研究。地殼構(gòu)造具雙層模式特征,不同深度層次的構(gòu)造變形機(jī)制、作用過程和產(chǎn)物有很大的不同,特別是在地下一般為10~15公里深處的脆韌性物性過渡帶上下的差別。其淺部常見脆性構(gòu)造變形,構(gòu)造發(fā)育不均勻;而在過渡帶之下,以韌塑性均勻剪切變形為特征,各類韌性剪切構(gòu)造面一般都很平緩,多強(qiáng)烈置換構(gòu)造和透入性特征。淺部的脆性斷層向下進(jìn)入韌塑性帶時(shí)常產(chǎn)狀變緩。具細(xì)粒化重結(jié)晶的糜棱巖則多形成于脆韌性過渡帶附近或更深些。
構(gòu)造變形的各種不同速率和長(zhǎng)時(shí)間的作用進(jìn)程,可造成地質(zhì)體的穿時(shí)現(xiàn)象,而不同階段的構(gòu)造作用可使構(gòu)造發(fā)生遞進(jìn)變形或疊加;它們?cè)跁r(shí)空上的關(guān)系,主構(gòu)造期間及遞進(jìn)變形期內(nèi)的演化序列,又常與沉積作用或巖漿侵位相關(guān),這種具明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系的主期又稱為構(gòu)造熱事件,它不僅是構(gòu)造變形產(chǎn)物,也是地質(zhì)階段劃分的重要標(biāo)志,有重要的紀(jì)年意義。
構(gòu)造地質(zhì)學(xué)強(qiáng)調(diào)野外實(shí)地觀測(cè)。其研究精度則隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而迅速提高。20世紀(jì)60年代以來(lái)遙感技術(shù)的運(yùn)用,對(duì)地質(zhì)構(gòu)造的研究產(chǎn)生極高的效益;采用反射地震技術(shù)研究地殼結(jié)構(gòu),并開創(chuàng)大陸地學(xué)斷面的研究和成囤,所有這些創(chuàng)新技術(shù)和理論,已有可能在更廣闊的范圍內(nèi)研究具體的構(gòu)造單元、區(qū)域構(gòu)造特征、水平運(yùn)動(dòng)和制圖。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的顯微構(gòu)造與組構(gòu)研究、構(gòu)造變形條件的溫度和壓力的測(cè)算、古應(yīng)力場(chǎng)重建及古應(yīng)力差值估算等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。因此,構(gòu)造地質(zhì)研究的觀測(cè)分析手段已是宏觀更宏、微觀更微,使不同尺度的構(gòu)造有可能在成因和演化及運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)上結(jié)合得更好,研究得更深入。計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬則又開拓了為這方面實(shí)驗(yàn)提供可資參考的途徑。
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