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在构造地质学与大地构造学研究中，自从创立板块构造学说以来，尽管已经取得巨大的成绩，但是还存在很多重大的难题有待解决，也有一些极具争议的课题值得探讨，尤其是大陆岩石圈内的构造地质问题。目前来看，在中国区域地质调查中断层的多期活动及其年代学的研究最为薄弱，对此必须大力加强;在构造地质研究中，必须将变形与变位紧密地结合起来，也即应该把中、小型构造研究与大地构造研究结合起来。为促进深部能源的开发，盆地深部构造研究应大力加强。应认真关注碰撞带的定义、范围、内部结构及其与周边板块关系的研究。应扎实地推进岩石流变学与流体在各种地质条件下作用的研究。临震预报的探索与现代地球动力学研究十分重要，可能是中国为人类社会的安全和稳定所能做的一项巨大的贡献。大陆岩石圈内各个构造滑脱面及其相关断层的研究，对于构造瑞装活动和板内陆震起到重要的控制作用。定量化的大陆动力学研究与深部成矿预测是当前很重要的课题。板块构造动力学机制的探讨是完善板块构造学说所必需的，但是在可预见的未来此课题很难有重大的突破。 1 加强断层构造的研究 断层研究成为我国区域地质研究中最薄弱的环节。绝大多数的断裂构造只是依据两盘地层的地质年代对断层做了一次性的活动类型的判别，没有对断层进行可能存在的多次活动与不同活动方式的研究;仅依据周围地层的相对地质年代对断层活动时期做了一个定性的判断;绝大部分的主要区域性断层都没有同位素测年数据;对于断层形成时期与形成后断层的滑移量更是只能做大概的判断，或者根本没有提及，对于不同时期断层的滑移量，缺乏定量的实测数据;基本上都没有对区域性主要断层的断层面进行人工露头的揭露。因而，在断裂构造研究中充斥着许多大胆的假设与猜想，缺少的恰恰是实际资料与证据。所以，在现有的区域地质调查资料中，最可信的部分是地质图、地层划分与岩石的分析资料，问题最多的恰好正是构造部分，尤其是断裂构造的研究，缺少的是对断裂构造的多次活动、每一次的活动类型、滑移方向与滑移量的研究。 因此，现在函须详实地大力加强断裂构造的地质、地球化学与地球物理的综合研究，认真解决好这个难题，而这部分的研究也可以说是当前区域地质研究工作中的一个比较关键的问题。 2 构造变形与地块变位研究相结合 构造地质学的本质是研究岩石或地块的“变位与变形”。当前国际和国内构造地质学研究的趋势，主张把大地构造、中型构造与小型构造(显微构造)结合起来进行研究，而不主张单打一地研究某个级别的构造。但是另一方面，如果只热衷于大地构造的研究，而不做扎实的中小型构造研究，则常常给人以基础不扎实，“夸夸其谈”，脱离实际的感觉。例如，对于青藏高原隆升的机制与模式，大约有上百种假设，可惜几乎都是实际资料和实测数据不足，缺少约束条件，只是空谈而己。 把构造变位与构造变形结合起来研究，把小构造(显微构造)与大地构造结合起来，进行实事求是的研究，这是一项十分艰巨而又必须努力做到的科学研究方法。 3 盆地深部构造的研究 关于油气藏、煤成气和页岩气等资源在盆地内的空间分布状况。想要掌握它们的分布规律，加强盆地深部构造的研究是十分关键的。需要进一步运用构造地质学的理论对各种构造变形进行运动学(水平与垂直方向的位移量)、动力学研究，即对含油气盆地形成过程(生、运、储、盖)中区域构造应力作用方向与大小的变化、构造变形的年代学和动力学机制研究。这些都是当前掌握了大量地球物理资料的解释人员和研究人员所十分缺乏的，急需加强地质与地球物理研究人员之间的密切合作，以进一步大幅度提高含油气盆地深部构造的研究水平。函须大力加强盆地内的热演化史、岩浆活动史、构造演化史(含构造应力场的演化史)和流体演化史等项研究，以弄清盆地内各类油气藏的形成过程及其后期的改造作用。 有关盆地深部运动学与动力学的研究，国内尚属于起步阶段，己经在部分油气田内取得了显著成效，函须扩大战果，大幅度地提高研究水平，以推动深部天然气、煤层气和页岩气的勘探与开发。 4 碰撞带的研究 对于碰撞带的研究中，应该强调:必须把碰撞带与周边板内变形当做一个整体来加以研究而不宜孤立地只研究碰撞带本身。在碰撞作用发生前、碰撞过程中和碰撞作用发生后，必然会对其两盘板块上的沉积作用、岩浆活动、构造变形甚至变质作用产生不同程度的影响。而在碰撞带内，由于最后强碰撞作用的结果常常掩盖了早期的构造形迹，而以后较弱的地质作用又可能很难进一步改造强碰撞作用的构造形迹。所以，从研究地质构造演化历史来说，在碰撞带内经常是残缺的，而在其两侧的板块内则可分辨得比较清楚。将碰撞带构造与周边板内变形的研究结合起来，可能是事半功倍的好办法。遗憾的是，受到认识、任务与经费的限制，碰撞带与周边板内变形构造的研究经常是被分割开来的。 总之，关于碰撞带的定义、边界的厘定、碰撞与俯冲作用的时限，碰撞带的内部结构、温压变化，以及碰撞带与两侧板块的关系等问题都值得进一步深入研究。 5 岩石流变与流体的作用 与流变学紧密相关的是关于流体作用的课题。对于这一点，学者们几乎都一致同意研究流体，认为流体在地球内部、构造变形与成矿作用中都起到了巨大的作用，但是近年来的实际进步并不太大。几乎所有的地质学家都认为在固体地球内不同深度存在着含量不等、特征不同的流体，在离地表较近的部位肯定是液体(温度不同的地下水)，而在深处，即超过液体的临界温度和压力后，在地壳中下部、地慢或地核内则都是超临界流体在起作用。地慢羽的本质就是在固体地慢内超临界流体含量较高的部分。软流圈之所以易于流变，也是超临界流体在起作用的结果，而不是局部熔融的岩浆在起作用。许多内生金属矿床的形成也主要靠流体的运移来使有用元素得到富集的。 但是，在构造变形及其动力学机制研究上，尽管国际上和我国的学者己经取得相当大的进展，但是离实际需求还存在着很大的差距。这可能也是阻碍构造地质学发展的一个重要因素。 6 临震预报的探索与研究 现在的问题在于：用地震仪，只能记录己经发生的地震。当然，如果在大地震之前，先发生一系列的小震，然后形成主震，以后又逐渐衰减，即地震的发生呈正态分布的话，这样来预报破坏性地震是比较好办的。但是，绝大多数破坏性强震都不是按正态分布的形式发生的，也即没有固定特征的小震前兆。所以，看来仅用地震仪来预报地震确实是一件很困难的事情。如果我们能在大区域内及时掌握某区域出现岩石破裂前的塑性变形和“准失稳”的状态及其相关的各种地球物理与地球化学定量参数变化的话，那么就有可能突破临震预报的难题。为此，恐怕需要建立一个综合性的地球物理与地球化学的实时监测台站网(含重、磁、电、地应力、地形变、地温场、地下水位与水化学、气体成分等项的分析测试，以及遥感信息)，使上述定量的理化数据能进行实时的检测与分析。 我国是一个浅源破坏性地震频发的国家，做好临震预报，减轻地震及相关次生灾害的破坏与损失是当代固体地球科学家的一个责无旁贷的紧迫任务。此项研究，其预计的科学价值和实用价值，将不低于20世纪人类十大科技成就之一的“板块构造学说”。 7 大陆岩石圈内构造滑脱面研究 研究表明：沉积盖层与结晶基底之间的滑脱面和中地壳的滑脱面在大陆岩石圈内并不是连续、普遍地存在的。然而，莫霍面与岩石圈底面的滑脱面在大陆上则是普遍分布、而且稳定存在的。近年来，根据岩浆岩起源深度来推断，中国东部大陆岩石圈内的主要构造滑脱面是中地壳滑脱面以及莫霍面的滑脱。根据最近几十年的深地震反射剖面的精细研究成果中，显示了在中国大陆岩石圈内莫霍面附近(深35 km附近)可常见构造滑脱面，界面上下的内部结构显著不同，它们可以在很大程度上改造了原有的岩石圈结构。至于，岩石圈底面的滑脱，在大洋区显然是最主要的板块构造滑脱面，面在大陆岩石圈底部的滑动区则分布很局限，主要分布在各个时期的碰撞带附近，以及少量新生代发育的岩石圈断裂附近。从现有的构造-岩浆作用与地震探测资料来看，中国大陆岩石圈底面的滑脱作用似乎并不太明显。 岩石圈内各个构造滑脱而对于地壳内构造-岩浆-内生成矿作用产生何种影响？中国大陆岩石圈结构的主要特征是什么？有哪些类型？这些问题都值得认真探讨。 8 大陆动力学研究与定量化深部成矿预测 当前我国的大陆动力学研究，基本上处于定性阶段，很多问题凭着直觉，有了不少认识和看法，但是证据不够充分。现在应该在原来基础较好的区域地质调查的基础上，大力加强和发展定量化的大陆动力学机制的研究。大陆动力学的定量化研究应做到“定时、定向、定量”三定(在时间、空间与动力作用强度等三方而进行定量研究。中国大陆动力学的研究还必须与周边板块的运动特征结合起来研究，仅仅局限在大陆内部去寻找大陆地块运动变化的原因是很难有所进展的。由于至今找不到大陆地壳之下的岩石圈地慢或软流圈在中生代和新生代存在强烈活动的迹象和同位素年龄的数据，因而只想用深部地慢上涌活动来解释大陆内构造变形的差异是十分困难的。 大陆动力学的研究，既是一个基础理论研究，也应该对社会的发展起到促进和推动作用，这样的研究才有生命力。应该使大陆动力学的研究很好地服务于能源与矿产资源的开发、减轻自然灾害以及保护生态环境。 9 板块构造动力学机制问题 对于板块构造动力作用的力源问题，最早的解释是地慢对流假说，即认为地慢内存在物质的对流环，它们好像传送带一样带动岩石圈板块在运动，这就是所谓的“传送带”模式。粗看起来，这个说法似乎很有道理，因而流传很广，影响很大。然而，Wilson在研究皇帝-夏威夷群岛火山链时，提出该洋底火山是热地慢向上运动、岩石局部熔融以致喷出地表的表现，后来称之为热点(hot spot)。对于皇帝一夏威夷火山链的火山岩年龄，从北西向东南逐渐变新的现象，他解释为，这是由于地表附近的板块在向北北西和西北西方向运移，而代表地慢热活动中心的热点则是其参照系，基本不动。火山链就是岩石圈相对于热点的运动轨迹。那么这样一来，运动速度很小的地慢如何能带动速度较快的岩石圈板块移动呢?上述事实就成了传送带模式的致命伤。 事实上直到今天，板块构造的动力学机制问题还是没有得到解决。板块构造的动力学机制是一个很值得展望的科学难题，但不是近期内就可能突破的课题。 总而言之，构造地质学必须既要努力加强理论研究，又要大力从事为国家和人类社会服务的应用研究。两者不可偏废，如忽视了应用研究，也就失去了理论科学存在的基础与价值。应该大力加强构造地质学在矿产资源和能源的找寻与勘探、减轻各类地质灾害和改善生态环境中的研究工作。 原文：万天丰.论构造地质学和大地构造学的几个重要问题[J].地学前缘, 2014, 21(1): 132-146 下载链接：http://pan.baidu.com/s/1i3FVgY5 |
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