历史-因果论大地构造学——一门新的综合性大地构造学理论

一、历史—因果论大地构造学设想的提出 在大地构造学的发展史上,关于研究目的的认识,尤其是研究对象的选择,以及所采用的研究方法等,归纳起来可以划分为历史论大地构造学和因果论大地构造学两类。在历史论大地构造学的理论中,其最著名的研究方法为历史分析法,它强调恢复和阐明地壳或岩石圈构造的形成、运动、变化和发展的历程,所以采用归纳法为主。最流行的理论为地槽地台理论、它主要探索地壳演化的阶段划分,构造单元的出现顺序和历史生因关系。在因果论大地构造学的理论     

初议壳体大地构造学

地槽-地台大地构造学侧重于重建地球构造演化史,属于历史大地构造学范畴。板块构造学主要在于探索岩石田块体的运动,属于动力大地构造学范畴。两者各有其优点及长处。然而,它们都难以满足全面研究各种构造问题的需要,为了更有效地利用这两者的优点,一种被称作为壳体大地构造学的新的综合大地构造学说在这样的背景下被提出。它是通过壳体的概念和历史动力综合分析研究方法来研究地壳的演化及运动的一门大地构造学,是大地构造学的分校之一。     

壳体构造──一种综合大地构造学新概念

壳体是为了把历史大地构造学和动力大地构造学两方面的研究目的、对象及研究方法的优点综合起来，融为一体，以期较全面地研究地球构造问题而建立的一种大地构造单元概念。其特色是同时包含有演化与运动涵义、发展观点与联系观点并重、时空兼顾。它兼具上述两类大地构造单元的性质、特征和功能，是属于历史动力综合大地构造学的构造单元概念。一方面，它虽由历史大地构造单元如地槽区、地台区和地洼区组成，但强调了在空间上迁移的动态而与之有别；另一方面，它与动力大地构造单元的板块概念，虽作为岩石圈块体在形式上近似，但强调了它在时间上演化的动态，以及还有许多其他方面的特点而与之不同。     

壳体大地构造学研究中的有序与无序

有序与无序是系统的两种状态,而壳体是历史-因果论大地构造的综合概念,无疑应视为一个系统;又壳体大地构造学也是一学科系统,相应的壳体大地构造理论亦是理论系统。所以,壳体系统演化与运动过程中的有序与无序,壳体大地构造学理论发展及与其相关的科学共同体的研究过程中的有序与无序,都可以归结为壳体大地构造学研究中的有序与无序问题而加以研究。本文正是从壳体大地构造理论的科学观和方法论的角度,探讨壳体系统与壳体大地构造理论系统中的有序与无序问题,以期对历史-因果论综合大地构造学的建设与发展提出一点浅见。     

历史-因果论大地构造学

历史-因果论大地构造学,也称历史-动力大地构造学(Historic-dynamic Geotectonics),它由陈国达教授在90年代初首次提出。历史-因果论大地构造学的研究任务是全面地研究地球(现阶段主要是地球硬壳,相当岩石圈)的诞生、形成、运动、变化和发展的全过程,同时又探索这个过程的发生和演化的根本原     

煤岩特征和煤化作用的研究在大地构造学中的应用前景

<正> 陈国达教授创立的历史—因果论大地构造学既全面研究地球(现阶段主要指岩石圈)的诞生、成长、运动、变化和发展的全过程,又探索过程的发生与演变的根本原因和力源机制。怎样研究和恢复地质体、沉积盆地以至壳体在据今久远的地质时期所发生的由诞生到成长、运动、变化和发展的全过程(大致     

新疆北部壳体大地构造演化与运动初步研究

位于亚洲大陆中腹的新疆北部地区,是由不同壳块组成的复合型大陆壳块区,经历了长期复杂的壳体运动-演化历程,造就了该区不同地段岩石圈结构和构造的差异。本文在前人研究的基础上,运用壳体大地构造学的研究思路和方法,通过对该区地质-地球物理特征和壳体结构的分析,将该区划分为 4个不同性质和地壳结构的壳块,其中天山地区又可进一步分为东、西两段。文章分析了区域壳体的运动 -演化特征,并初步认为东、西天山在深部地球物理特征、基底性质和前地台期的构造演化,可能分属不同的构造演化体制。中新生代全区先后经历了地台演化阶段之后,陆续发生活化作用,由于不同地段地壳和岩石圈结构的差异,形成浅部地壳不同的活化地质构造特征。     

中国油气区大地构造的历史因果论分析

依历史因果论大地构造学观点,就体现历史特点的大地构造体制来说,可将中国的油田划分为地槽型,地台型及地洼型三种类型,以现阶段的动力环境而论,则可将中国油气区划分为地幔汇聚型油气域和地幔扩散型油气域,并可进一步暂分为四大油气区,即陆缘海扩张型壳体油气大区,东部拉张型壳体油气大区,中部张一压型壳体油气大区和西部挤压型壳体油气大区,各大区成油气建造组合的大地构造类型,油气形成条件、油气藏类型、产出特点及分布规律等方面均有较大的差异。这些差异与各壳体的大地构造演化历史、壳体运动过程和动力学性质,以及各壳体的深部地质条件有密切关系。     

跨世纪中国地质学发展的途径

为加速中国跨世纪地球科学的发展，作者提出在指导思想上应结束当前侧重追随模仿的被动局面，发挥中国地域地质特色的优越条件和已建立的学科优越领域及国际影响，作为制订发展总体框架和优先发展领域的基本出发点。建议兼顾演化与运动两个重点研究方向，提倡野外实地科考与高新技术并重；对古今中外理论都应一分为二地学习，博取众长，扬弃创新，建立既有全球意义又密切联系中国实际，更有成效为发展经济服务，并推动世界地球科学发展的新理论、新学科。文中提出优先发展的领域为：①开辟研究大地构造学的新路──历史动力大地构造学：②大陆岩石圈造盆─造山带的历史─动力学；③东亚大陆边缘岩石圈结构和演化与运动。     

亚洲大陆型壳体的活化(地洼)构造与成矿特点

亚洲大陆岩石圈自古生代末起,相继在各个壳体发生活化,广泛形成地洼体制活动带,是亚洲大陆岩石围演化一运动史上的重大事件之一,在全球构造问题中占有重要的地位,为当代地球科学中的前沿课题。从壳体大地构造这一新思路分别对地洼体制构造单元在亚洲大陆的发生时代、分布范围、类型、发育特点及其大地构造意义;亚洲大陆地洼构造成矿的地球化学条件、主要矿种组合、主要矿床类型及其与其它大地构造类型的差别;亚洲地洼型成矿作用与多因复成矿床及超大型矿床的关系等诸多方面,进行了专门论述。有助于正确认识亚洲大陆广泛分布的有色、稀有金属内生矿床,以及泥炭、褐煤、油气田的构造类型特点、分布规律及其经济价值。     

地洼学说发展中的若干问题探讨

本文从科学哲学的角度.结合具体的科学发展历史,对地洼学说的理论结构和发展纲领.对历史因果论大地构造学的建立和壳体概念的提出与阐述.从科学方法论和科学理论发展的历史規律方面.探讨了地洼学说发展中的若干问题:概念方法.假说方法在地洼学说发展中的应用问题,地洼学说中的内核和保护层问题;地洼学说发展中的“范式”与“科学共同体”的建立问题;以及地洼学说发展的模式问题。     

壳体地貌初论

壳体地貌是针对传统地貌学存在的基本问题,吸收和运用历史—因果论大地构造学说的理论观点和方法,将地貌成因因素和过程因素综合起来研究的一种地貌学理论和方法。本文运用成因—过程分析法,将地貌及其发展置于大地构造背景下加以研究,提出了地貌四要素和壳体地貌旋回的概念。并主张将侵蚀地貌过程和沉积地貌过程统一起来研究。     

亚洲大陆中部壳体东、西部历史-动力学的构造分异及其意义

从历史-因果论的角度,对亚洲大陆中部的演化-运动史,及其大地构造体制发展阶段的地质构造和成矿作用,进行了系统的阐述,重点阐述了东、西部构造差异的历史-动力学表现及其原因。研究表明:这种差异并非两个不同大陆壳体演化-运动上的差异造成,而是在同一大陆壳体形成与平向增生进程中东早西晚的历史背景条件下,由于东部与西部中生代、新生代陆内深部地幔热能聚集增强的上升流与热能发散衰减的下降流,共同组成的垂向热流环发生反转变化造成的结果,并得出了主导亚洲大陆中部东、西构造分异的主动性因素是陆内地幔热能聚散动力学机制的结论。同时指出,中新生代出现在亚洲大陆中部的东、西构造分异,是同一大陆壳体即东-中亚壳体自身历史-动力学构造分异的表现,它是亚洲大陆动力学中,与陆内克拉通活化及活化造山区的出现、青藏高原的隆升、东亚陆缘扩张带的形成并列的 4个重大事件之一,并在这些重大事件的动力学研究中占据关键性的核心地位。     

大陆岩石圈有效弹性厚度与有关地球物理参数的关系--以泉州-黑水地学断面为例

大陆岩石圈有效弹性厚度(Te)是反映岩石圈综合强度的参数,它反映了岩石圈的整体特征。分析岩石圈有效样性厚度与反映深部地质特征的有关地球物理参数之间的关系,对研究控制Te的因素、各因素之间的关系以及探索大陆构造与大陆动力学等具有重要意义。泉州一黑水地学断面Te与地壳厚度、热岩石圈厚度、均衡重力异常、磁性构造层底面深度、上地幔低速层顶界面深度、上地幔低阻层顶面深度之间的关系研究表明：Te与大地热流关系密切的“热”地球物理参数磁性构造层底面深度、热岩石圈厚度相关性好;与地壳厚度有一定的相关性;上地幔低速层顶界面深度和上地幔低阻层顶面深度与大陆岩石圈Te相关性均较差。     

现今全球构造特征及其动力学解释

构造地质学、大地构造学和全球构造学是三个尺度的构造学研究领域,它们平行交叉而且互有扬弃。全球构造学可分为历史的和现今的两个分支。岩石圈板片和板条构造、板舌构造、洋脊构造以及大陆岩石圈多元组合板的多重滑脱构造和多层剪切构造网络等是现今岩石圈板的基本构造形态。全球级现今岩石圈构造主要表现为三大构造系统:环太平洋深消减带板舌构造系、大洋增生带洋脊构造系和大陆碰撞造山构造系,三者在球坐标系内表现出构造形态、物理场背景和动力学状态等多方面半球级的反对称关系(南/北、0°/180°),各构造系统内部还表现了普遍的东西反对称。论其动力学解释,岩石圈向西和地幔向东相对漂移的定向性显示了地球自转变化的导向作用,决定了经向构造两侧的多级反对称;地震层析探测到的地幔结构显示的热心南偏和质心北偏可能是南北反对称的动力基础;上地幔分层结构及“软层”物质在构造引张条件下形成的热涌有可能解释地表的视对流现象,有助于说明构造变动的跳位和变格以及板条和反对称运动机制。     

地质作用的驱动力和大地构造学

地质作用的驱动力是产生地壳运动的根本原因，对地质作用驱动力，尤其是驱动力作用方式观点上的分歧是出现众多大地构造学派的主要原因，也是当今大地构造学研究的特点和前缘，板块构造理论是当今大地构造学的主流；地幔柱构造则是对它的重要补充，地球动力学与地球系统科学的研究将有助于大地构造学的进一步发展。     

"构造研究进展与趋势"专辑特邀主编寄语

构造研究是地球系统科学研究中最具有交叉学科性质的领域,是长期经久不衰的学科,尤其涉及到解决对人类社会至关重要的问题时凸显它的重要性,如青藏高原形成演化过程对资源能源、地表作用及其环境气候与灾害的影响,以及地震活动对人类社会的冲击等等。地质学家们经过长期的持续研究,在地质学、地球物理学方面,包括岩石圈流变学、实验岩石学和青藏高原构造变形等方面取得了一系列重大成果与重要认识。《地球学报》集中在2019年第1期刊发16篇文章作为"构造研究进展与趋势"专辑,专辑涵盖了四个方向的研究成果:(1)大陆岩石圈流变学;(2)青藏高原形成与构造过程;(3)断裂作用与地震活动;(4)地区构造样式与效应等。这些工作主要涉及目前大陆岩石圈流变学的发展现状与前景、青藏高原形成演化和帕米尔及喀喇昆仑断裂带等重要构造带的研究进展,以及目前人们关注的与地震活动相关的断裂活动、岩石记录和物理化学性质变化等方面的研究,包括8篇综述性文章和8篇研究性成果。本文将从这4个研究方向简要介绍收入本专辑论文的研究工作,呈现构造研究成果与趋势,为深入研究和认识地球系统科学提供重要的基础。