构造应力场研究与实践

由李四光教授开创的构造应力场研究自20世纪20年代至今已经历70多年。回顾其研究过程,展望未来发展,可以分为两个研究时期:①开创研究时期(1926-1966).主要运用构造形迹力学性质及组合规律分析推断构造应力状态,重点研究构造体系及其典型构造型式的构造应力场。②实测研究时期(1966-).最初通过实测地应力、地形变、断层位移以及现今构造活动的各种相关资料,配合模拟实验研究现今构造应力场;尔后对地质时期古构造应力场进行研究,主要采用应力、应变矿物进行应力状态定量或半定量分析,并配合模拟实验进行研究。实测研究时期可分为3个研究阶段:实测平面构造应力场研究阶段。主要以进行平面构造应力场研究为主;实测三维构造应力场研究阶段。以三维构造应力场研究为主并对构造应力场学科进行研究总结;深部构造应力场研究阶段。未来将会开展对地壳整体及地壳深部进行全面的构造应力场研究。构造应力场研究对认识地壳运动问题具有深远意义,在地质找矿、地质环境与灾害、工程建设中均可发挥积极的作用。      

构造应力场研究的新进展

本文阐明构造应力（主应力与剪应力）方向的研究方法以及最新研究成果，指出全球各地区在某一时期的应力方向可以是各不相同的，同一地区在不同地质时期内的构造应力方向也是截然不同的，并且应力方向的转变周期也不相等。在概述了应力大小的研究方法之后，作者介绍了构造应力大小研究中的两个新成果：（１）构造应力主要集中在岩石圈内，（２）构造应力从板块边缘向内部具有明显的衰减趋势。至于构造应力积累时间，一般认为是ｎ×１０￣７年的缓慢过程，而应力释放时间则为ｎ×１０￣６年的过程，是一种灾变性、较快的流变过程。构造应力场数学模拟方法已经比较成熟，构造应力的起源问题则为当今构造地质学的前沿性课题之一，对此本文较客观地进行了探讨。     

贵州中西部的构造格局与构造应力场

贵州中西部的基底交叉断裂控制盖层中方向各异的褶皱断裂带,组合为弧形、菱形和三角形等各种构造型式,构成统一的区域构造格局。根据构造组合反演块体在多向侧压力联合作用下的构造应力场,并用有限元法进行数值模拟。此外,还结合对沉积古构造的历史分析,阐明区域动力作用方式的转变。     

新疆巴里坤县索尔巴斯陶金矿矿液运移与构造应力场特征

索尔巴斯陶金矿受矿区F1断裂构造控制，且矿体都赋存在F1断裂内，属构造破碎蚀变岩型金矿。成矿构造应力场为近南北向的水平挤压，金主要以[AuCl2],[Au(HS)2]^-以及硅胶体金的形式活化，运移，成矿热液在构造应力的驱动下，由高应力，高应变能的主干断裂向与之相连的低应力，低围压，低应变能的次级断裂及其它通道扩散运移，并最终在一些相对低压，低应变能的次级断裂及其它通道扩散运移，并最终在一些相对低压，低能的派生低序次，低级别的断裂，裂隙中成矿，本文讨论了索尔巴斯陶金矿成矿物质的活化，迁移和沉淀聚集过程，论述了矿液运移与成矿应力场的关系。     

特提斯构造带和星球级纬向构造体系

东特提斯东段位于现今南海及其周边地区,做为洋壳的岩石学记录——蛇绿岩带的现行展布呈U字形,它是印度板块与欧亚板块的碰撞、南海的扩张以及菲律宾-太平洋板块的向西推挤时,特提斯构造带受到扭曲而形成的。通过古地磁和岩石学记录复原其在白垩纪末古近纪初时的位置和形态,为一位于现今印度次大陆南端经加里曼丹北缘向东延伸的近EW向的挤压构造带,它向西和青藏地区经中亚扎格罗斯山脉和欧洲阿尔卑斯山脉联接成全球性的特提斯构造带,受控于星球级纬向构造体系。研究表明,冈瓦纳的裂散、亚洲的增生和特提斯构造带的演化都受控于星球级纬向构造体系。星球级纬向构造体系是控制板块边界和运动的重要的支配力量之一。     

越南红河平原区新生代构造应力场特征

红河平原在新生代期间受印度板块、欧亚板块和太平洋板块三大板块的影响,其构造应力场复杂多样.通过研究红河平原新生代构造应力场的变化规律,确定在新生代早期红河平原地区的构造应力场特点为东西的挤压应力场与左旋走滑机制,晚期则转变为南北的挤压应力场与右旋走滑机制,且右旋走滑作用在东南部地区呈增加趋势.红河平原区的这种构造应力场的变化为对红河三角洲的形成和发展提供了条件,控制了红河平原地区的现代构造活动特征.     

中国现今区域构造应力场与地壳运动趋势分析

本文对中国现今地壳形变场、断层位移场、地应力场、地质灾害场、地壳深部结构构造等分别研究和分区。首次较全面地论述了中国现今区域构造应力场的主要特征,讨论了中国现今地壳运动问题。对中国地壳运动的某些过程、时空发展演化及运动规律的新认识,为中国地壳运动理论补充了现今构造应力场资料,同时也为国民经济规划、减灾防灾提供了依据。      

华南晚元古代—三叠纪构造事件与应力场

本文研究了华南3个板块（扬子、南华与湘桂）和保山、临沧地体自晚元古代到三叠纪的5次重要构造事件的沉积古地理与形变特征、主应力方向以及相关的变质与岩浆活动特征。晋宁事件,华南各板块已联成一体,当时在南北向挤压作用的影响下,造成一系列轴向东西的同斜褶皱。元古代末期一古生代早期发生明显的张裂,使各板块分离。早古生代晚期（晚加里东事件）,南华与湘桂板块发生褶皱,前者受到近东西向的挤压,后者则受到近南北向挤压,它们当时与扬子板块有相当的距离,杨子板块与中朝板块内未发生褶皱变形。海西事件以扬子板块边部的明显张裂作用为特征。印支事件早期（早三叠世）。保山地体向东俯冲,与扬子板块拼合,尔后,在中三叠世末期,使南华、湘桂板块向北位移与扬子板块拼合,在晚三叠世末期,中朝板块才与扬子板块拼合起来,形成大别山两侧的逆掩断裂系与淮阳弧形构造系。印支事件使华南各板块重新拼合,为该区构造格架基本定型的时期。     

龙亭—合阳勘查区构造应力场分析

以基础地质资料为依托,运用构造解析研究思路与方法,进行渭北石炭二叠纪煤田韩城矿区龙亭—合阳勘查区构造应力场分析,在此基础上揭示控煤意义。结果显示研究区自三叠纪后先后经历了印支运动期北北西向挤压、燕山运动中期北西西向挤压和喜马拉雅运动期北东向挤压兼右旋剪切与北西—南东向伸展断陷作用三期构造作用,最大主压应力方位分别为335°、285°、44°;北东东向正断层系控制了区内煤层空间赋存状况,其发育程度直接影响区内煤炭资源下一步勘查与开发进程。     

黄骅坳陷新生代构造应力场演化的光弹模拟与石油地质条件分析

在构造演化分析的基础上对黄骅坳陷的新生代构造应力场演化进行了光弹实验模型,认为黄骅坳陷新生代最大主应力方向具有从NNE向挤压向NE、NEE向转变的右旋特征,构造应力场方向的右旋转变控制着断层的活动与坳陷的形成,使得早期(孔店期、沙河街期)以引张形式活动的断裂到晚期(东营期及其以后)逐渐转变为以走滑形式活动,促成了多期构造叠加,形成了多种圈闭类型,为油气成藏富集创造了有利条件。      

信阳地区现今构造应力场数值模拟

研究活动断裂的构造格架，以震源机制解和现今位移测量资料为基础，采用非连续介质有限元法，对信阳地区现今构造应力场进行了数据模拟。结果表明，信阳地区现今区域构造应力场的特征反映出沿北西向游河-赐儿山、龟山-凉亭活动断裂和北东向张湾-平桥、南湾-湾Si河港活动断裂的端部和拐点应力集中；信阳市燃气混气站场址处于构造应力平缓区，构造应力集中区离燃气混气站场址的距离均在7km以上。这一结果为信阳燃气混气气站工程的建设提供了现今构造应力场方面的依据。     

青藏高原构造变形与热应力场

自新生代以来,青藏高原构造变形的特点表现为强烈的SN向挤压、逆冲、推覆构造,在后期出现伸展拉张构造。这些构造的形成除了与印度板块推挤有关外,尚与地壳深部温度变化引起的热应力有关。该文计算了由于地壳温度升高引起的热应力场及位移场,指出热应力场及位移场的基本特点,分析了他们在青藏高原构造变形中的作用。考虑到印度板块的推挤、重力和热应力场的共同作用,可以较好地解释青藏高原构造变形的特点及动力学机制。