地質(zhì)學(xué)發(fā)展至今,產(chǎn)生了一系列假說和理論。隨著技術(shù)的發(fā)展和實驗手段的進步,一些逐漸被驗證被廣泛接受,一些則被淘汰。小桔梳理了地質(zhì)學(xué)史上的15大地質(zhì)理論,歡迎大家留言討論。 01 水成論 18世紀到19世紀之交,地學(xué)史上爆發(fā)了一場水成論與火成論的激烈爭論。 水成派認為地質(zhì)變化的原因是水的作用,所有的巖石都是水成巖?;鸪膳烧J為地質(zhì)變化的原因是火山的作用,所有的巖石都是火成巖。 水成論學(xué)派以德國地質(zhì)學(xué)家魏爾納(A G.Werner,1749一1817)為代表。魏爾納認為,所有地層是地球在原始洪水期沉積而成,水是地殼形成與變化的唯一動力,而地下火的作用是次要的、局部的。 紀元前,古羅馬人已發(fā)現(xiàn)尼羅河兩岸周期性地被洪水淹沒、尼羅河在三角洲不斷增大。另外,陸地上存在海相介殼動物化石等這些都是證據(jù)。 水成巖 1787年,魏納發(fā)表著作《巖層的簡明分類和描述》,將薩克遜地區(qū)地層從老到新劃分為:
魏爾納由此推論,這個層序適合于全球,稱之為“萬有建造”(Universal Fornrations)。 02 火成論 火成論學(xué)派以英國地質(zhì)學(xué)家郝頓(J.Hutton,1726-1797)為代表。赫頓認為:花崗巖是熔融巖漿冷卻的產(chǎn)物,巖漿充滿了地球內(nèi)部,巖槳上涌形成山脈,而流水長期剝蝕又使高山夷為平地,地面下沉到水面以下接受新的沉積。 1795年,赫頓發(fā)表了著作《地球的理論,證據(jù)和說明》。他認為被水成論學(xué)派列為第一類巖石的花崗巖、片麻巖等不可能在洪水中形成。火成論并不認為火是地質(zhì)變化的唯一動力因素,而認為水與火都起作用,這一點與水成論認為水是唯一的動力因素有所不同。 花崗巖樣品 赫頓還發(fā)現(xiàn)了泥盆系紅砂巖與其下志留系的不整合接觸,從而推論地球歷史上曾有多次這種造山-夷平-沉積的旋回。因此,他提出自然界過程均一不變,自然現(xiàn)象所表現(xiàn)的事件發(fā)生過程在歷史時期也曾發(fā)生,即著名的均變理論。 不整合接觸 赫頓的朋友霍爾從熔融的玻璃慢慢冷卻形成不透明的結(jié)晶體而迅速冷卻形成透明玻璃的現(xiàn)象中得到啟發(fā),他從意大利的維蘇威火山取來一些典型的火山巖,將它熔化后慢慢冷卻得到了類似于玄武巖的結(jié)晶體,證實了玄武巖是巖漿慢慢冷卻形成的。 這對火成論學(xué)派是極有力的支持,從而也開創(chuàng)了實驗巖石學(xué),“巖石火成論”也由此形成。 火成巖 結(jié)果呢,它們之間的爭論持續(xù)了約200年,最終以火成論勝利結(jié)束,然而人們卻逐漸發(fā)現(xiàn)“水成巖”和“火成巖”都是存在于自然界中的,并且發(fā)現(xiàn)了第三類巖石變質(zhì)巖的存在。 三大巖循環(huán)圖 03 災(zāi)變論 18世紀晚期到19世紀初,多數(shù)科學(xué)家都已認識到地殼是逐漸形成的,生物也是不斷變化的,但是這種變化是突然發(fā)生的,還是逐漸發(fā)生的,看法不一,形成災(zāi)變論和漸變論兩種學(xué)派。 需要明確的是:災(zāi)變論和漸變論都從屬于古生物學(xué)領(lǐng)域。 災(zāi)變論,是一種與均變論相對的理論。此理論認為在地球歷史上發(fā)生過多次巨大的災(zāi)變事件,每經(jīng)一次災(zāi)變,原有生物被毀滅,新的則被創(chuàng)造出來(特創(chuàng)論)。 災(zāi)變論的代表人物是法國的古生物學(xué)家、比較解剖學(xué)家居維葉(Cuvier, Gtorge 1769-1832)。1825年他的《地球表面災(zāi)變論》出版,全面地闡述了他的災(zāi)變論的觀點。 居維葉詳細地研究了巴黎盆地沉積層,發(fā)現(xiàn)不同地層含有不同的生物化石,地層愈古老,所含生物化石愈簡單,與現(xiàn)代生物的差別愈大。他認為這不是環(huán)境的緩慢變化造成的,歷史上必定發(fā)生過突發(fā)的災(zāi)變,而且這些災(zāi)難還應(yīng)該是具有很大規(guī)模的。 居維葉地層、古生物序列及其災(zāi)變示意表 其中,通過對古生物化石的研究,提出在地史近期曾經(jīng)發(fā)生過一次突變,使地球上的低洼地區(qū)被上漲的海水迅速而長期的淹沒了,這一突發(fā)事件是造成南美巨獸以及猛犸象突然絕滅的原因。 04 漸變論 漸變論則認為生物演化是一個長期、平穩(wěn)而緩慢的漸變過程,漫長的時間足以使微小的漸變逐漸積累,產(chǎn)生驚人的效果,而化石記錄中出現(xiàn)的明顯變化和突變現(xiàn)象則是由地層缺失造成的。 這里的漸變論就是火成論代表赫頓提出的均變論。 代表人物有兩位,分別是查爾斯·萊伊爾和達爾文。 1830年1月,被譽為“現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)之父”的英國著名地質(zhì)學(xué)家萊伊爾發(fā)表了《地質(zhì)學(xué)原理》第一卷(1831年出版第2卷,1833年5月出版第3卷)。 現(xiàn)在是認識過去的鑰匙/萊伊爾 他堅持并證明地球表面的所有特征都是由難以覺察的、作用時間較長的自然過程形成的。他指出地殼巖石記錄了億萬年的歷史,可以客觀地解釋出來,而無需求助于災(zāi)變論。 萊伊爾強調(diào)“現(xiàn)在是認識過去的鑰匙”,這一思想被發(fā)展為“將今論古”的現(xiàn)實主義原理。 1859年,英國著名生物學(xué)家、進化論奠基人達爾文的《物種起源》正式出版,他提出了生物緩慢進化、自然選擇、適者生存的生物進化論。 地學(xué)思想界和古生物界的強強聯(lián)合,確立了漸變論的統(tǒng)治地位,災(zāi)變理論由此進入低潮期。 但是,漸變論并不是無懈可擊,其中有兩大疑惑未能成功解決。
漸變論的基本思想是自然界無躍進,地質(zhì)記錄的不完全現(xiàn)象也只是做了經(jīng)驗性的原因分析,并沒有證實。 達爾文“地質(zhì)記錄的不完全”原因分析表 隨著地層學(xué)的興起,利用化石確定地層年代的理論和方法逐漸明確了地質(zhì)時期的地層順序。于是,地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)在一些地質(zhì)界限時期存在的生物化石在之后的地質(zhì)時期消失不見了。 利用化石可以確定和對比地層的先后順序 再到后來的同位素測年技術(shù)的發(fā)展,經(jīng)技術(shù)測定,白堊紀-古近紀的界限為6500萬年,對比地層可以發(fā)現(xiàn),在短時間內(nèi)滅絕的有孔蟲屬種以及殘留在界限兩側(cè)的迥然相異的古生物遺骸,向世界公開質(zhì)疑了達爾文提出的“地質(zhì)記錄不完全”說法,而且不難想到,地質(zhì)時期的地殼演化并不是均勻漸變的過程,一定是曾經(jīng)出現(xiàn)過毀滅性的災(zāi)變事件。
進入寒武紀之后,生命進化發(fā)生了驚天逆轉(zhuǎn),地球上的生物在一個短暫的“瞬間”突然在數(shù)量、規(guī)模、形態(tài)和結(jié)構(gòu)上涌現(xiàn)出大量的生命形式,呈現(xiàn)出從單樣性到多樣性、單細胞到多細胞生物格局的飛躍現(xiàn)象。 奧陶紀-志留紀交界的生物大滅絕,晚泥盆紀的大滅絕,二疊紀-三疊紀交界的生物大滅絕,三疊紀-侏羅紀交界的生物大滅絕等等,這些漸變論都無法解釋。 地質(zhì)史時期的生物科的數(shù)目變化 05 新災(zāi)變論 1963年,德國古生物學(xué)家Schindewolf 提出了新災(zāi)變論,認為宇宙和地球演化過程中發(fā)生過一系列劇烈而突發(fā)性的災(zāi)變事件,從地球演化歷史來看,這些事件發(fā)生的時間是相對短促的,但能量極高,影響面廣,同時引起地球上的生物集群絕滅。 發(fā)生災(zāi)變的原因主要歸因于地球外來因素,如超新星爆發(fā)、小行星或彗星撞擊地球等。這些災(zāi)變事件的地質(zhì)證據(jù)是在上述生物絕滅界線粘土層中發(fā)現(xiàn)有銥異常、微球粒和沖擊石英等。銥異常就是小行星撞擊地球的有力證據(jù)。 “天外橫禍”的一些記錄 新災(zāi)變論與舊災(zāi)變論的區(qū)別在于,一是強調(diào)宇宙因素,一是完全拋棄了神創(chuàng)觀點。 雖然新災(zāi)變論近年進展很快,頗為盛行,得到許多專家支持,但也有不同看法,如對災(zāi)變球外成因證據(jù)的質(zhì)疑;處于同一生態(tài)系統(tǒng)的不同生物類群有的絕滅,有的卻不絕滅;銥異常層位與生物大規(guī)模絕滅是否同時等,都有爭論。 06 固定論 大地構(gòu)造學(xué)說的爭論焦點之一是地殼運動以垂直運動為主,還是以水平運動為主。 垂直論又稱固定論,主張大陸自形成以來,其位置不變,從未經(jīng)過水平運移。與其相對立的是水平論,又稱活動論,主張在地殼歷史演變過程中,大陸在地球表面上的位置發(fā)生過比較顯著的水平移動。 固定論以地槽-地臺說為代表。 1859 年,美國地質(zhì)學(xué)者J.霍爾發(fā)現(xiàn)美國東部阿巴拉契亞山脈古生代層厚超過1萬米,二美國中部平原地區(qū)同時期地層厚度約1千米,二者形成鮮明的對比。 霍爾認為,淺海相沉積的厚度是如此之大,它必然是邊沉降邊沉積形成的。因此得出結(jié)論:這些褶皺山脈曾經(jīng)是地殼上巨大的拗陷。 東部阿巴拉契亞山脈與中部平原地區(qū)的對比 1873 年,J.丹納把這種拗陷及其產(chǎn)物稱為地槽。地槽是地殼活動強烈的地帶,在地表呈長條狀分布,升降速度快,幅度大,逐漸接受巨厚的沉積并有復(fù)雜的巖相變化,褶皺強烈,巖漿活動頻繁。 兩種模式對比圖 1885 年,奧地利的E.修斯提出在地殼上存在一些穩(wěn)定地區(qū),其上的沉積層十分平緩,地貌也非常平坦,他把這種地殼上穩(wěn)定的、自形成后不再發(fā)生褶皺變形的地區(qū),稱為地臺。 1900 年,法國E.奧格在其著作《地槽和大陸塊》中,明確地把地槽和地臺統(tǒng)一起來,作為地殼上的兩個基本構(gòu)造單元。自此以后,地槽和地臺理論就作為相互聯(lián)系的不可分割的完整學(xué)說形成和發(fā)展起來,稱為地槽地臺說。 地槽地臺的發(fā)展演化示意 從19 世紀末至近代,槽臺說在大地構(gòu)造學(xué)說中一直占統(tǒng)治地位。它的形成是以大陸殼的地質(zhì)構(gòu)造為基礎(chǔ)。 但是,槽臺說極少涉及現(xiàn)代海洋的構(gòu)造和演變,具有一定的局限性。那么,活動論是怎么回事兒呢? 07 地殼均衡理論 地殼均衡說(Isostasy)是按照阿基米德原理(輕物質(zhì)漂浮于液態(tài)重物質(zhì)之上,力求達到均衡的現(xiàn)象),用以解釋地殼運動原因的一種假說。 地殼均衡的示意圖,海拔越高地殼越厚。 1855年,普拉德主張地球的固體地殼漂浮平衡于液態(tài)底層之上,認為固體地殼各處密度不同,如隆起的山脈部分密度小、下陷的海盆部分密度大,地形起伏不平,但它和液態(tài)底層的界面——均衡補償面是水平的。 同年,艾里也主張地球的固體地殼漂浮平衡于液態(tài)底層之上,但他認為固體地殼各處密度相同,地殼增厚的地區(qū)、如山脈與地殼變薄的地區(qū)、如海盆,不僅表現(xiàn)于其上界的高低起伏,下界呈鏡象反映(山脈越高、山根越深),而且其界面是起伏不平的。 艾里模型(左)和普拉特模型(右)的對比 1889年,道頓以某一地區(qū)的地殼因剝蝕而負荷減輕,另一地區(qū)的地殼因沉積而負荷加重,均衡遭到破壞,使負荷減輕的地區(qū)上升,負荷加重的地區(qū)下降,以求得到的地殼平衡,以此解釋地殼升降運動的原因。 現(xiàn)代重力測量和地震研究資料表明普拉德和艾里的假設(shè)各有可取之處,二者結(jié)合可對巖石圈的平衡作出解釋,而若按本假說來解釋地殼運動的起因很難置信,因為它所表述的升降運動的機制是不可逆的,更無法來解釋地殼的水平運動,因而未被廣泛接受。 08 大陸漂移學(xué)說 1910年,德國著名氣象學(xué)家、地球物理學(xué)家魏格納發(fā)現(xiàn)大西洋兩岸形狀的互補性產(chǎn)生了大陸漂移思想。
他認為:全球的陸地在2億年前還是彼此相連的一個整體,后來由于受到力的作用,才不斷分離并漂移到現(xiàn)在海陸分布。 為了驗證這一想法,他找到了許多證據(jù)。
大西洋兩岸的大陸輪廓基本拼合,且兩岸的巖層和構(gòu)造很相似。另外,兩岸的古生物群具有親緣關(guān)系,表明當時這些大陸曾相連接。 歐洲、非洲與南、北美洲拼合示意圖 大西洋兩岸的非洲和南美洲的很多動物有親緣關(guān)系。如兩岸都有鴕鳥,而鴕鳥不會飛,更不會游,所以無法跨越大西洋。 非洲、美洲、大洋洲的動物分布 不妨看一下,一些古生物學(xué)家提出的物種交換的假想模型。
舌羊齒化石是2.5億年前的一種蕨類植物,在非洲、南美洲、澳大利亞、印度和南極洲都發(fā)現(xiàn)了舌羊齒化石。 舌羊齒化石 舌羊齒化石的全球分布特征
北冰洋以北的島上發(fā)現(xiàn)了熱帶植物化石;南極洲發(fā)現(xiàn)大量的煤礦;印度發(fā)現(xiàn)古代冰川。 古冰川示意圖 魏格納的這一“石破天驚”的觀點立刻震撼了當時的科學(xué)界,但是招致的攻擊遠遠大于支持。隨著魏格納本人在科學(xué)探險中獻身于格陵蘭雪原,大陸漂移說一度陷于沉寂。 09 海底擴張學(xué)說 20世紀60年代初期,由美國地質(zhì)學(xué)家迪茨(Dietz,1961)正式提出“海底擴張”的概念,赫斯(Hess,1962)加以深入闡述。海底擴張說是對大陸漂移說的進一步發(fā)展。赫斯在闡述他的海底擴張說時,很清楚他的理論“與大陸漂移說并不完全相同”。 海底擴張學(xué)說的主要觀點是:
海底擴張學(xué)說的簡易模型圖 海地擴張學(xué)說對大陸漂移的動力來源做了很好的解釋。 海底擴張學(xué)說的成立少不了一些證據(jù)的支持。
1963年,英國劍橋大學(xué)的Vine和Matthews發(fā)現(xiàn)了海底地磁轉(zhuǎn)向。 沿洋中脊呈帶狀對稱分布的磁性正負異常帶就是海底磁異常條帶,單個磁異常條帶寬約數(shù)公里到數(shù)十公里,縱向上延伸數(shù)百公里而不受地形影響。 海底磁異常條帶的形成模式圖解 洋中脊處形成的玄武巖中的古地磁記錄了當時的地磁場方向。不同的磁異常條帶反映的是不同的磁化方向。
深海鉆探表明,深海沉積物由洋脊向兩側(cè)從無到有,從薄到厚,沉積層序由少到多,最底部沉積物的年齡越來越老,并且與海底磁異常條帶所預(yù)測的年齡十分吻合。 全球大洋地殼的年齡分布 洋中脊處新洋殼不斷形成,兩側(cè)離洋中脊越遠處洋殼越老,洋殼的年齡不老于侏羅紀,相對于大陸地殼40多億年的年齡而言十分年青,證明了大洋底在不斷擴張和更新。
1965年,加拿大地球物理、地質(zhì)學(xué)者威爾遜發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換斷層。橫向錯斷大洋中脊、斷層的運動方向和性質(zhì)在斷層的兩端突然發(fā)生改變的斷層就是轉(zhuǎn)換斷層。 大西洋底地貌,中間的山脈是大洋中脊(中央裂谷和轉(zhuǎn)換斷層) 1965年,威爾遜在發(fā)表轉(zhuǎn)換斷層時勾勒出了板塊構(gòu)造的最初輪廓。 海底擴張說較好地解釋了一系列海底地質(zhì)的地球物理現(xiàn)象,使大陸漂移說由衰而興,主張地殼存在大規(guī)模水平運動的活動論取得勝利。 直到60年代后,被人們一度冷落的“大陸漂移”學(xué)說(板塊構(gòu)造學(xué)說也稱新大陸漂移學(xué)說)又重新受到人們的重視。 10 板塊構(gòu)造學(xué)說 1968年,法國地質(zhì)學(xué)家勒皮雄與麥肯齊、摩根等人提出的一種板塊構(gòu)造學(xué)說,它是海底擴張說的具體引伸。主要觀點是:
板塊構(gòu)造學(xué)說提出了六大板塊劃分與三種板塊邊界類型。 全球的巖石圈分為亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、太平洋板塊、印度洋板塊和南極洲板塊,共六大板塊。 板塊邊界類型劃分為離散型、匯聚型和轉(zhuǎn)換型三種。 離散型板塊邊界 匯聚型板塊邊界(B為俯沖邊界、C為碰撞邊界) 板塊運動對地表產(chǎn)生不同影響,形成不同地貌。
板塊運動形成的不同現(xiàn)代地貌 1973年,加拿大地球物理、地質(zhì)學(xué)者威爾遜(J.T.Wilson)聯(lián)系現(xiàn)代各種海洋實例,按照大洋盆的生命周期順序,把大洋發(fā)展史分成六個階段,形象的概括了大洋從張開到閉合的整個過程。杜威和伯克將這一發(fā)展過程稱為威爾遜旋回。 威爾遜旋回模式圖 大陸漂移說、海底擴張說和板塊構(gòu)造說被稱為全球大地構(gòu)造理論發(fā)展的三部曲。至此,海陸成因的迷霧被逐漸撥開。 其實,在大地構(gòu)造學(xué)的發(fā)展史中,曾出現(xiàn)過許多學(xué)說,如收縮說、重力均衡說、對流說、脈動說、膨脹說、重力分異說、放射性旋回說、振蕩說、放射性熱融化說等等。大地構(gòu)造學(xué)在我國地質(zhì)界影響最大的主要是地槽地臺說、地質(zhì)力學(xué)說及板塊構(gòu)造說這三種學(xué)說。 中國地處環(huán)太平洋構(gòu)造帶和特提斯構(gòu)造帶的丁字接合處,具有中國特色的大地構(gòu)造特征。“波浪狀鑲嵌構(gòu)造學(xué)說”、“地質(zhì)力學(xué)”、“多旋回構(gòu)造”、“地洼說”和“斷塊構(gòu)造說”是老一輩地質(zhì)學(xué)家對我國大地構(gòu)造特征的總結(jié),被稱為“中國五大地質(zhì)構(gòu)造學(xué)派”。 11 地質(zhì)力學(xué) 20世紀40年代,地質(zhì)學(xué)家李四光在研究中國和東亞構(gòu)造的基礎(chǔ)上于創(chuàng)立了地質(zhì)力學(xué)。 李四光教授曾形象化地講過“地質(zhì)力學(xué)是一門邊緣學(xué)科,它的一條腿站在地質(zhì)學(xué)方面,另一條腿站在力學(xué)方面。” 主張用力學(xué)的觀點研究地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象,研究地殼各部分構(gòu)造形變的分布及其發(fā)生、發(fā)展過程,用來揭示不同構(gòu)造形變間的內(nèi)在聯(lián)系。 地質(zhì)力學(xué)既研究地殼運動產(chǎn)生的各種形變現(xiàn)象的規(guī)律,也研究由地殼運動產(chǎn)生的物質(zhì)的變化規(guī)律,以及兩者的相互聯(lián)系。反映地殼運動的一切現(xiàn)象都是它考察研究的對象,包括構(gòu)造體系的規(guī)律、海洋運動的遺跡、巖漿活動的現(xiàn)象、變質(zhì)巖帶的發(fā)生和礦產(chǎn)的形成等。 用此理論的分析了中國東部地質(zhì)構(gòu)造特點,提出沉降帶具有儲油層的觀點。20世紀60~70年代,地質(zhì)力學(xué)在我國一些金屬礦產(chǎn)和石油資源(比如大慶油田、勝利油田的發(fā)現(xiàn))的找礦勘探中,得到廣泛推廣和應(yīng)用。 12 “多旋回構(gòu)造運動”學(xué)說 1954年,黃汲清院士在其著作《中國主要地質(zhì)構(gòu)造單位》中正式提出“多旋回說”。這是一種關(guān)于地殼演化規(guī)律的學(xué)說。 該學(xué)說認為,一個地槽系的發(fā)生,發(fā)展到結(jié)束,不只經(jīng)歷一個而是若干個構(gòu)造旋回(即多旋回),才逐步轉(zhuǎn)化成褶皺系的。 多旋回構(gòu)造運動有廣義和狹義的兩種概念:
多旋回說是在地槽地臺學(xué)說的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其理論意義在于揭示了地殼呈多旋回開合向復(fù)雜方向演化的規(guī)律。 由于構(gòu)造運動是多旋回的,必然導(dǎo)致產(chǎn)生相應(yīng)的多旋回巖漿活動和多旋回沉積作用等。多旋回巖漿活動,必然導(dǎo)致生成與巖漿活動相關(guān)的各種有用礦產(chǎn)。如“多層生油,多層儲油”的提出,就是多旋回說在石油地質(zhì)工作中的具體化。 黃汲清還提出了陸相沉積生油學(xué)說,即油田的形成必須具備三個條件:一是能生油,二是能儲油,三是要有地層封蓋。具體部署、指導(dǎo)了中國石油天然氣地質(zhì)普查勘探,為我國油氣資源的重大突破。 13 “波浪狀鑲嵌構(gòu)造” 學(xué)說 1962年,張伯聲提出波浪狀鑲嵌構(gòu)造說,這是一種闡明地殼的統(tǒng)一構(gòu)造格局及地殼運動規(guī)律的假說。 他認為,整個地殼的構(gòu)造是由大小不同的地殼塊體和大小不同的活動帶鑲嵌而成的復(fù)雜構(gòu)造圖案,稱為地殼的鑲嵌構(gòu)造。同一級別的活動帶與地塊帶相間分布,在構(gòu)造地貌上顯示峰谷起伏及疏密相間,并具有近等間距性,稱為波浪狀構(gòu)造。 全球地殼表現(xiàn)為幾個系統(tǒng)的一級套一級的活動帶與地塊帶的定蓑排列,因而在幾個方向上表現(xiàn)出一級套一級的波浪狀構(gòu)造。地殼幾個系統(tǒng)的、從宏觀到微觀級級相套的地殼波浪狀構(gòu)造的交織與疊加,形成了十分復(fù)雜、但有一定規(guī)律的地殼的波浪狀鑲嵌構(gòu)造。 波浪狀鑲嵌構(gòu)造學(xué)說對中國大陸內(nèi)部地殼構(gòu)造的波浪狀演化特征研究較多,而對洋陸邊緣附近構(gòu)造特征的研究比較薄弱,模擬實驗及定量化研究也較欠缺,對地殼以下的深部研究和認識還很不夠。 14 “斷塊構(gòu)造”學(xué)說 1974年,中國科學(xué)院地質(zhì)研究所張文佑教授提出了斷塊構(gòu)造說。 它是以地質(zhì)力學(xué)為基礎(chǔ),吸取了地槽地臺學(xué)說和板塊構(gòu)造學(xué)等的有關(guān)內(nèi)容,在研究中國及鄰區(qū)大地構(gòu)造特征和模擬實驗的過程中建立和發(fā)展起來的。 斷塊構(gòu)造學(xué)說認為巖石圈固結(jié)之后,斷裂活動就占據(jù)了主導(dǎo)地位。斷塊就是被巖石圈中不同深度的斷裂及層間滑動斷裂所切割成的塊體,各塊體之間在物質(zhì)組成、構(gòu)造滑動性和地質(zhì)演化諸方面均有明顯的差異。斷裂塊體分為4個等級,即巖石圈斷塊、地殼斷塊、基底斷塊和蓋層斷塊。 斷塊構(gòu)造說強調(diào)塊緣的形成與形變研究,因為它們是認識斷塊形成演化及其運動學(xué)和動力學(xué)的主要標志;同時也重視塊內(nèi)結(jié)構(gòu)不均一性的研究,因為塊內(nèi)各種不均一地質(zhì)因素,都可在同一區(qū)域應(yīng)力場情況下導(dǎo)致塊內(nèi)應(yīng)力的分布形式和邊界條件的變化,使塊內(nèi)應(yīng)變圖像變得十分復(fù)雜。 他還提出了針對油氣勘探的定凹探邊、定凹探隆的指導(dǎo)思想。 15 地洼學(xué)說 1956年,中國科學(xué)院陳國達院士在總結(jié)中外地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上提出了地洼學(xué)說,形成了發(fā)源于中國的國際地洼學(xué)派。 地洼學(xué)說認為,在地殼演化史上,不只活動區(qū)可以轉(zhuǎn)化為“穩(wěn)定”區(qū),而“穩(wěn)定”區(qū)也可轉(zhuǎn)化為新的活動區(qū)。大陸地殼的發(fā)展由地槽-地臺-地洼。其大地構(gòu)造性質(zhì)既不是地臺,也與地槽有別,而是一種新型活動區(qū),故稱地洼。 該學(xué)說認為,地洼階段是一個重要成礦期,其特點是形成豐富的有色金屬、稀有金屬、分散元素及放射性元素等礦床;汞、氟、金剛石等也很重要。地洼盆地中也產(chǎn)生石油、天然氣、煤、油頁巖、石膏、鹽,以及沉積銅、鈾、鐵等礦。其礦床特點常以小面積內(nèi)可以集中大儲量著稱。 該學(xué)說還認為,地洼區(qū)??衫^承先成的構(gòu)造單元的礦產(chǎn),形成礦床疊加,其成礦作用又可將先成礦床改造富化,形成新的礦床或使先成地層中分散的成礦物質(zhì)富集形成工業(yè)礦床。 因此,在地洼區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)綜合多樣,且常見大而富的多因復(fù)成礦床。 由于地殼演化新階段具有如此的成礦作用,因此引起國內(nèi)外成礦學(xué)者的高度重視。有人把第三構(gòu)造類型與板塊構(gòu)造并列為決定當代地質(zhì)學(xué)家發(fā)展的新學(xué)說。 |
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