1、大地構造學若干常見問題答疑( 1)胡經國一、大地構造學研究內容和方法1、變形研究 變形研究，是指通過對構造運動所留下的形跡(如褶皺、斷裂、面理、線 理、變質構造、變質礦物)的研究，尋求地殼與巖石圈運動的力源問題。2、地質體成因研究 地質體成因研究，是指研究地層地質體、變質地質體、巖漿地質體、火山 地質體等的形成、演化及構造就位過程。3、殼幔構造和動力學研究 關于殼幔構造和動力學研究，目前能夠作為大地構造學理論立論基礎的地 球動力學理論主要是重力均衡和殼幔分異與對流。4、地球演化史研究 地球演化史研究，是指研究以前地球演化的發展歷程與趨勢，推斷地球演 化將來的發展方向。二、大地構造學主要任務 大

2、地構造學當前的主要任務是：全球及大陸動力學研究，為礦產資源、地 質災害和環境評價建立動力學模型。大陸動力學(Continentai Dynamics)這一概念的提出，是基于已經獲得的 資料表明大陸與大洋巖石圈乃至上地幔的結構不同。大陸巖石圈的生成、保存 和消失過程，要比板塊構造學說所闡明的大洋巖石圈的生長和消亡過程復雜得 多。因此，有必要針對大陸的獨特情況和亟待解決的大陸基本科學問題開展研 究，建立大陸動力學理論。美國國家大陸動力學研究的科學目標有：大陸的成因與演化、大陸地幔、 地震和板塊邊界的相互作用、巖漿和火山系統、大陸巖石圈的變形和活動性、 氣候和全球變化的地球系統的歷史、沉積盆地、地殼

3、與水圈的相互作用等。一 般認為，大陸動力學研究有兩個支柱手段，即：野外實驗室和大地測量與地球 物理觀測臺網。大陸動力學是地球動力學的構成部分。地球動力學(Earth Dynamics)是地 球構造演化過程的動力學機制的統稱。它是在文獻中經常出現的一個名詞，常 常與某些代表特定地質過程的名詞連用，例如，化學地球動力學、成礦作用地 球動力學等等。但是迄今為止，對地球動力學這一概念尚無一個明確而統一的 定義。根據不同學者引用這一名詞的背景，似乎可以把地球動力學理解為地球 上地質過程的動力學機制的統稱。當今，地球動力學研究領域包括：大陸動力學、地幔動力學和盆地動力學等。三、地球起源模式地球起源模式，是

4、指地球聚集（積聚）模式，有均勻聚集模式和不均勻聚 集模式兩類。1、均勻聚集模式 均勻聚集模式認為，地球是由硅酸鹽、金屬和金屬氧化物固體顆粒的均勻 混合物聚集而成的。這種混合物是經過復雜的物理和化學過程、在積聚時或積 聚之前就已經形成了的。經典的均勻聚集模式假定，聚集的物質成分和球粒隕石很相近；聚集持續 時間很長，約為1010年。這就使得引力位能由新形成的地面輻射掉許多，而 短壽命的放射性元 素 的影響 也 已微弱 。初始地球 的平均 溫度估計不 超過 1000C，全部地球最初處于固態。這個模式雖然可基本上解釋許多地球物理觀 測事實，但是遇到一些地球化學上的困難。按照這樣緩慢的過程，地球內部是

5、應處于化學平衡的；但是地幔中有些金屬的相對豐度似乎又比化學平衡時所應 具有的豐度高得多。有些作者企圖對以上均勻聚集模式做些修正，但是迄今仍 存在分歧。2、不均勻聚集模式不均勻聚集模式認為，聚集過程是按照星云中物質凝固先后順序進行的， 先凝固的先聚集。因此，在地球生長過程中所聚集的物質是有變化的。不均勻聚集模式要求初始溫度高，太陽星云的質量大，積聚過程的時間短 （只需 1010年）。行星基本上應有化學分層的趨勢，愈先凝固的物質應處于 地球愈深的地方，淺處的物質應比較易于揮發。但是，實際地球的情況并非如 此。不均勻聚集模式所遇到的困難比較多，而且是嚴重的。四、固體地球圈層構造布倫（ Bullen

6、， 1963， 1975）根據地球內部地震波的速度分布，將固體地 球（Solid Earth）分為7個圈層：1、地殼為 A 層包括上地殼Ai、下地殼A2；2、地幔分為 B、C、 D 三層上地幔分為 B、 C 兩層：B層包括蓋層Bi、低速層B2、均勻層B3；上、下地幔的過渡層為 C 層；下地幔為 D 層。3、地核分為 E、F、 G 三層外核為 E 層；內、外核的過渡層為 F 層；內核為 G 層。五、合理地球動力學假設需要滿足的條件一種合理的地球動力學假設至少需要滿足以下三個條件：1、能夠對全球的構造特征及空間分布規律以及構造演化過程作出解釋；2、所依賴的動力因子既有足夠的能量，其作用方式又能夠合

7、理地說明構造 變形場的特征；3、符合物理學的基本原理和地球內部物質的物理化學性質。六、主要地球動力學假說1、地球收縮說2、地球膨脹說3、地球脈動說4、地球自轉說5、重力分異與重力作用說6、地幔分異與對流說7、層塊構造熱涌說8、熱點地幔柱說9、星際作用說七、地槽、地臺特征及發展模式1、地槽( Geosyncline)、沉降階段下降初期：硬砂巖沉積建造；強烈下降：細碧角斑巖組合； 下降后期：粘土頁巖建造，灰巖沉積建造。、上升階段上升初期：復理石建造；上升后期：磨拉石建造。2、地臺( Platform)、早期階段地臺邊緣差異升降明顯，而內部差異升降微弱，形成開闊的大型隆起和坳 陷，少量沉積。、中期階

8、段地臺整體沉降或大面積差異沉降，而內部差異沉降微弱，巖相穩定，濱淺海及海陸交互相沉積。、晚期階段地臺整體上隆發生海退，而內部也出現差異升降，形成斷陷盆地，開闊褶 皺及地塹。八、海底擴張說基本論點海底擴張說（Sea-Floor Spreading Hypothesis基本論點如下：1、全球規模的大洋中脊是洋殼生長的地帶，稱為增生帶；地幔物質由大洋 中脊軸部裂隙涌出，冷凝形成為新洋殼；后形成的洋殼將先形成的洋殼從大洋 中脊軸部向兩側推移，海底洋殼的年齡隨著洋殼的增加而增大。2、當洋殼到達海溝時俯沖、下沉、熔融，重返軟流圈。所以，海溝又叫做 消減帶。3、大洋巖石圈一面生長一面消亡，不斷更新，因而洋底

9、基本沒有比它更老 的洋殼巖石，地球總體積和海盆總容積基本不變。4、海底擴張起因于地幔對流，大洋中脊是地幔對流體上升帶，海溝是地幔 對流體下降帶。5、大陸硅鎂層馱于地幔對流體之上，像傳送帶一樣運動。九、大陸漂移說基本論點大陸漂移說（ Continental Drift Theory ）基本論點如下：1、在石炭紀以前，全球只有一個大陸和大洋，前者叫做泛大陸（潘基亞聯 合古陸），后者叫做泛大洋。2、大陸由較輕的、剛性的硅鋁層組成，它漂浮在重的黏性的硅鎂層之上。3、從中生代開始，在潮汐力和離心力的作用下，聯合古陸破裂，產生離極 漂移和向西漂移，形成現在的海陸分布。4、大西洋、印度洋是在大陸分裂漂移過程

10、中形成的，太平洋是泛大洋的殘5、在大陸離極漂移和向西漂移過程中，前緣受擠壓形成褶皺山脈，后緣黏 結、拖曳形成島嶼、島弧。十、地幔柱構造說1、地幔柱構造說概述 地球是物質的，物質是運動的。地球物質運動的表現形式有以下兩種： 一種是地內物質在重力分異作用下，較重元素逐漸下沉形成地核，較輕元 素上浮逐漸形成地幔、地殼，并逐漸演化形成地球的核幔殼結構。另一種是地內物質在熱力膨脹作用下，熱物質上升形成地幔熱柱，并具有 多級演化的特征；而冷物質則在板塊構造的俯沖帶漸次堆疊、拆沉，形成地幔 冷柱。通過地幔熱柱、地幔冷柱的物質對流，將巖石圈與上、下地幔、外地 核、內地核等地球各圈層的物質、能量、深部動力學過程

11、及地球表層的板塊運 動等有機地聯系起來。2、地球演化各階段地幔物質主要運動形式 在地幔柱構造中并存的熱地幔柱和冷地幔柱的運動，是地球演化各階段地 幔物質的主要運動形式。它導致前寒武紀超大陸解體聚合旋回，驅動顯生宙 板塊運動。、熱地幔柱上升 熱地幔柱上升，導致巖石圈減薄和超大陸解體，以及大陸巖石圈構造體制 向大洋巖石圈構造體制轉化，對應各種張性引張伸展離散環境；、冷地幔柱下降冷地幔柱下降，導致超級大陸聚合、大陸裂谷夭折造山和洋殼俯沖消減碰 撞造山，以及大洋巖石圈構造體制向大陸巖石圈構造體制轉變，對應各種匯聚 碰撞擠壓環境。3、地幔柱構造說對威爾遜旋回的解釋、超地幔柱上涌，超大陸裂開；(2)、分離的大陸隨時間移動到超大洋