在構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與大地構(gòu)造學(xué)研究中,自從創(chuàng)立板塊構(gòu)造學(xué)說以來,,盡管已經(jīng)取得巨大的成績,,但是還存在很多重大的難題有待解決,也有一些極具爭議的課題值得探討,,尤其是大陸巖石圈內(nèi)的構(gòu)造地質(zhì)問題,。目前來看,在中國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中斷層的多期活動及其年代學(xué)的研究最為薄弱,,對此必須大力加強;在構(gòu)造地質(zhì)研究中,,必須將變形與變位緊密地結(jié)合起來,也即應(yīng)該把中,、小型構(gòu)造研究與大地構(gòu)造研究結(jié)合起來,。為促進深部能源的開發(fā),盆地深部構(gòu)造研究應(yīng)大力加強,。應(yīng)認(rèn)真關(guān)注碰撞帶的定義,、范圍、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其與周邊板塊關(guān)系的研究,。應(yīng)扎實地推進巖石流變學(xué)與流體在各種地質(zhì)條件下作用的研究,。臨震預(yù)報的探索與現(xiàn)代地球動力學(xué)研究十分重要,,可能是中國為人類社會的安全和穩(wěn)定所能做的一項巨大的貢獻(xiàn)。大陸巖石圈內(nèi)各個構(gòu)造滑脫面及其相關(guān)斷層的研究,,對于構(gòu)造瑞裝活動和板內(nèi)陸震起到重要的控制作用,。定量化的大陸動力學(xué)研究與深部成礦預(yù)測是當(dāng)前很重要的課題。板塊構(gòu)造動力學(xué)機制的探討是完善板塊構(gòu)造學(xué)說所必需的,,但是在可預(yù)見的未來此課題很難有重大的突破,。 1 加強斷層構(gòu)造的研究 斷層研究成為我國區(qū)域地質(zhì)研究中最薄弱的環(huán)節(jié)。絕大多數(shù)的斷裂構(gòu)造只是依據(jù)兩盤地層的地質(zhì)年代對斷層做了一次性的活動類型的判別,,沒有對斷層進行可能存在的多次活動與不同活動方式的研究;僅依據(jù)周圍地層的相對地質(zhì)年代對斷層活動時期做了一個定性的判斷;絕大部分的主要區(qū)域性斷層都沒有同位素測年數(shù)據(jù);對于斷層形成時期與形成后斷層的滑移量更是只能做大概的判斷,,或者根本沒有提及,對于不同時期斷層的滑移量,,缺乏定量的實測數(shù)據(jù);基本上都沒有對區(qū)域性主要斷層的斷層面進行人工露頭的揭露,。因而,在斷裂構(gòu)造研究中充斥著許多大膽的假設(shè)與猜想,,缺少的恰恰是實際資料與證據(jù),。所以,在現(xiàn)有的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料中,,最可信的部分是地質(zhì)圖,、地層劃分與巖石的分析資料,問題最多的恰好正是構(gòu)造部分,,尤其是斷裂構(gòu)造的研究,,缺少的是對斷裂構(gòu)造的多次活動、每一次的活動類型,、滑移方向與滑移量的研究,。 因此,現(xiàn)在函須詳實地大力加強斷裂構(gòu)造的地質(zhì),、地球化學(xué)與地球物理的綜合研究,,認(rèn)真解決好這個難題,而這部分的研究也可以說是當(dāng)前區(qū)域地質(zhì)研究工作中的一個比較關(guān)鍵的問題,。 2 構(gòu)造變形與地塊變位研究相結(jié)合 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的本質(zhì)是研究巖石或地塊的“變位與變形”,。當(dāng)前國際和國內(nèi)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究的趨勢,主張把大地構(gòu)造,、中型構(gòu)造與小型構(gòu)造(顯微構(gòu)造)結(jié)合起來進行研究,,而不主張單打一地研究某個級別的構(gòu)造。但是另一方面,,如果只熱衷于大地構(gòu)造的研究,,而不做扎實的中小型構(gòu)造研究,則常常給人以基礎(chǔ)不扎實,“夸夸其談”,,脫離實際的感覺,。例如,對于青藏高原隆升的機制與模式,,大約有上百種假設(shè),,可惜幾乎都是實際資料和實測數(shù)據(jù)不足,缺少約束條件,,只是空談而己,。 把構(gòu)造變位與構(gòu)造變形結(jié)合起來研究,把小構(gòu)造(顯微構(gòu)造)與大地構(gòu)造結(jié)合起來,,進行實事求是的研究,,這是一項十分艱巨而又必須努力做到的科學(xué)研究方法。 3 盆地深部構(gòu)造的研究 關(guān)于油氣藏,、煤成氣和頁巖氣等資源在盆地內(nèi)的空間分布狀況,。想要掌握它們的分布規(guī)律,,加強盆地深部構(gòu)造的研究是十分關(guān)鍵的,。需要進一步運用構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的理論對各種構(gòu)造變形進行運動學(xué)(水平與垂直方向的位移量)、動力學(xué)研究,,即對含油氣盆地形成過程(生,、運、儲,、蓋)中區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力作用方向與大小的變化,、構(gòu)造變形的年代學(xué)和動力學(xué)機制研究。這些都是當(dāng)前掌握了大量地球物理資料的解釋人員和研究人員所十分缺乏的,,急需加強地質(zhì)與地球物理研究人員之間的密切合作,,以進一步大幅度提高含油氣盆地深部構(gòu)造的研究水平。函須大力加強盆地內(nèi)的熱演化史,、巖漿活動史,、構(gòu)造演化史(含構(gòu)造應(yīng)力場的演化史)和流體演化史等項研究,以弄清盆地內(nèi)各類油氣藏的形成過程及其后期的改造作用,。 有關(guān)盆地深部運動學(xué)與動力學(xué)的研究,,國內(nèi)尚屬于起步階段,己經(jīng)在部分油氣田內(nèi)取得了顯著成效,,函須擴大戰(zhàn)果,,大幅度地提高研究水平,以推動深部天然氣,、煤層氣和頁巖氣的勘探與開發(fā),。 4 碰撞帶的研究 對于碰撞帶的研究中,應(yīng)該強調(diào):必須把碰撞帶與周邊板內(nèi)變形當(dāng)做一個整體來加以研究而不宜孤立地只研究碰撞帶本身。在碰撞作用發(fā)生前,、碰撞過程中和碰撞作用發(fā)生后,,必然會對其兩盤板塊上的沉積作用、巖漿活動,、構(gòu)造變形甚至變質(zhì)作用產(chǎn)生不同程度的影響,。而在碰撞帶內(nèi),由于最后強碰撞作用的結(jié)果常常掩蓋了早期的構(gòu)造形跡,,而以后較弱的地質(zhì)作用又可能很難進一步改造強碰撞作用的構(gòu)造形跡,。所以,從研究地質(zhì)構(gòu)造演化歷史來說,,在碰撞帶內(nèi)經(jīng)常是殘缺的,,而在其兩側(cè)的板塊內(nèi)則可分辨得比較清楚。將碰撞帶構(gòu)造與周邊板內(nèi)變形的研究結(jié)合起來,,可能是事半功倍的好辦法,。遺憾的是,受到認(rèn)識,、任務(wù)與經(jīng)費的限制,,碰撞帶與周邊板內(nèi)變形構(gòu)造的研究經(jīng)常是被分割開來的。 總之,,關(guān)于碰撞帶的定義,、邊界的厘定、碰撞與俯沖作用的時限,,碰撞帶的內(nèi)部結(jié)構(gòu),、溫壓變化,以及碰撞帶與兩側(cè)板塊的關(guān)系等問題都值得進一步深入研究,。 5 巖石流變與流體的作用 與流變學(xué)緊密相關(guān)的是關(guān)于流體作用的課題,。對于這一點,學(xué)者們幾乎都一致同意研究流體,,認(rèn)為流體在地球內(nèi)部,、構(gòu)造變形與成礦作用中都起到了巨大的作用,但是近年來的實際進步并不太大,。幾乎所有的地質(zhì)學(xué)家都認(rèn)為在固體地球內(nèi)不同深度存在著含量不等,、特征不同的流體,在離地表較近的部位肯定是液體(溫度不同的地下水),,而在深處,,即超過液體的臨界溫度和壓力后,在地殼中下部,、地慢或地核內(nèi)則都是超臨界流體在起作用,。地慢羽的本質(zhì)就是在固體地慢內(nèi)超臨界流體含量較高的部分。軟流圈之所以易于流變,也是超臨界流體在起作用的結(jié)果,,而不是局部熔融的巖漿在起作用,。許多內(nèi)生金屬礦床的形成也主要靠流體的運移來使有用元素得到富集的。 但是,,在構(gòu)造變形及其動力學(xué)機制研究上,,盡管國際上和我國的學(xué)者己經(jīng)取得相當(dāng)大的進展,但是離實際需求還存在著很大的差距,。這可能也是阻礙構(gòu)造地質(zhì)學(xué)發(fā)展的一個重要因素,。 6 臨震預(yù)報的探索與研究 現(xiàn)在的問題在于:用地震儀,只能記錄己經(jīng)發(fā)生的地震,。當(dāng)然,,如果在大地震之前,先發(fā)生一系列的小震,,然后形成主震,,以后又逐漸衰減,即地震的發(fā)生呈正態(tài)分布的話,,這樣來預(yù)報破壞性地震是比較好辦的,。但是,絕大多數(shù)破壞性強震都不是按正態(tài)分布的形式發(fā)生的,,也即沒有固定特征的小震前兆,。所以,,看來僅用地震儀來預(yù)報地震確實是一件很困難的事情,。如果我們能在大區(qū)域內(nèi)及時掌握某區(qū)域出現(xiàn)巖石破裂前的塑性變形和“準(zhǔn)失穩(wěn)”的狀態(tài)及其相關(guān)的各種地球物理與地球化學(xué)定量參數(shù)變化的話,那么就有可能突破臨震預(yù)報的難題,。為此,,恐怕需要建立一個綜合性的地球物理與地球化學(xué)的實時監(jiān)測臺站網(wǎng)(含重、磁,、電,、地應(yīng)力、地形變,、地溫場,、地下水位與水化學(xué)、氣體成分等項的分析測試,,以及遙感信息),,使上述定量的理化數(shù)據(jù)能進行實時的檢測與分析。 我國是一個淺源破壞性地震頻發(fā)的國家,,做好臨震預(yù)報,,減輕地震及相關(guān)次生災(zāi)害的破壞與損失是當(dāng)代固體地球科學(xué)家的一個責(zé)無旁貸的緊迫任務(wù)。此項研究,其預(yù)計的科學(xué)價值和實用價值,,將不低于20世紀(jì)人類十大科技成就之一的“板塊構(gòu)造學(xué)說”,。 7 大陸巖石圈內(nèi)構(gòu)造滑脫面研究 研究表明:沉積蓋層與結(jié)晶基底之間的滑脫面和中地殼的滑脫面在大陸巖石圈內(nèi)并不是連續(xù)、普遍地存在的,。然而,,莫霍面與巖石圈底面的滑脫面在大陸上則是普遍分布、而且穩(wěn)定存在的,。近年來,,根據(jù)巖漿巖起源深度來推斷,中國東部大陸巖石圈內(nèi)的主要構(gòu)造滑脫面是中地殼滑脫面以及莫霍面的滑脫,。根據(jù)最近幾十年的深地震反射剖面的精細(xì)研究成果中,,顯示了在中國大陸巖石圈內(nèi)莫霍面附近(深35 km附近)可常見構(gòu)造滑脫面,界面上下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯著不同,,它們可以在很大程度上改造了原有的巖石圈結(jié)構(gòu),。至于,巖石圈底面的滑脫,,在大洋區(qū)顯然是最主要的板塊構(gòu)造滑脫面,,面在大陸巖石圈底部的滑動區(qū)則分布很局限,主要分布在各個時期的碰撞帶附近,,以及少量新生代發(fā)育的巖石圈斷裂附近,。從現(xiàn)有的構(gòu)造-巖漿作用與地震探測資料來看,中國大陸巖石圈底面的滑脫作用似乎并不太明顯,。 巖石圈內(nèi)各個構(gòu)造滑脫而對于地殼內(nèi)構(gòu)造-巖漿-內(nèi)生成礦作用產(chǎn)生何種影響,?中國大陸巖石圈結(jié)構(gòu)的主要特征是什么?有哪些類型,?這些問題都值得認(rèn)真探討,。 8 大陸動力學(xué)研究與定量化深部成礦預(yù)測 當(dāng)前我國的大陸動力學(xué)研究,基本上處于定性階段,,很多問題憑著直覺,,有了不少認(rèn)識和看法,但是證據(jù)不夠充分?,F(xiàn)在應(yīng)該在原來基礎(chǔ)較好的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,,大力加強和發(fā)展定量化的大陸動力學(xué)機制的研究。大陸動力學(xué)的定量化研究應(yīng)做到“定時,、定向,、定量”三定(在時間、空間與動力作用強度等三方而進行定量研究,。中國大陸動力學(xué)的研究還必須與周邊板塊的運動特征結(jié)合起來研究,,僅僅局限在大陸內(nèi)部去尋找大陸地塊運動變化的原因是很難有所進展的,。由于至今找不到大陸地殼之下的巖石圈地慢或軟流圈在中生代和新生代存在強烈活動的跡象和同位素年齡的數(shù)據(jù),因而只想用深部地慢上涌活動來解釋大陸內(nèi)構(gòu)造變形的差異是十分困難的,。 大陸動力學(xué)的研究,,既是一個基礎(chǔ)理論研究,也應(yīng)該對社會的發(fā)展起到促進和推動作用,,這樣的研究才有生命力,。應(yīng)該使大陸動力學(xué)的研究很好地服務(wù)于能源與礦產(chǎn)資源的開發(fā)、減輕自然災(zāi)害以及保護生態(tài)環(huán)境,。 9 板塊構(gòu)造動力學(xué)機制問題 對于板塊構(gòu)造動力作用的力源問題,,最早的解釋是地慢對流假說,即認(rèn)為地慢內(nèi)存在物質(zhì)的對流環(huán),,它們好像傳送帶一樣帶動巖石圈板塊在運動,,這就是所謂的“傳送帶”模式。粗看起來,,這個說法似乎很有道理,,因而流傳很廣,影響很大,。然而,,Wilson在研究皇帝-夏威夷群島火山鏈時,提出該洋底火山是熱地慢向上運動,、巖石局部熔融以致噴出地表的表現(xiàn),,后來稱之為熱點(hot spot)。對于皇帝一夏威夷火山鏈的火山巖年齡,,從北西向東南逐漸變新的現(xiàn)象,,他解釋為,這是由于地表附近的板塊在向北北西和西北西方向運移,,而代表地慢熱活動中心的熱點則是其參照系,,基本不動?;鹕芥溇褪菐r石圈相對于熱點的運動軌跡。那么這樣一來,,運動速度很小的地慢如何能帶動速度較快的巖石圈板塊移動呢?上述事實就成了傳送帶模式的致命傷,。 事實上直到今天,板塊構(gòu)造的動力學(xué)機制問題還是沒有得到解決,。板塊構(gòu)造的動力學(xué)機制是一個很值得展望的科學(xué)難題,,但不是近期內(nèi)就可能突破的課題。 總而言之,,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)必須既要努力加強理論研究,,又要大力從事為國家和人類社會服務(wù)的應(yīng)用研究,。兩者不可偏廢,如忽視了應(yīng)用研究,,也就失去了理論科學(xué)存在的基礎(chǔ)與價值,。應(yīng)該大力加強構(gòu)造地質(zhì)學(xué)在礦產(chǎn)資源和能源的找尋與勘探、減輕各類地質(zhì)災(zāi)害和改善生態(tài)環(huán)境中的研究工作,。 原文:萬天豐.論構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和大地構(gòu)造學(xué)的幾個重要問題[J].地學(xué)前緣, 2014, 21(1): 132-146 下載鏈接:http://pan.baidu.com/s/1i3FVgY5 |
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