地质力学基本概念的研究与讨论 ---- 纪念“关于地质构造的三重基本概念”发表70周年
DOI:
作者:
作者单位:

1.中国地质科学院地质力学研究所;2.中国地质大学(北京);3.中国地质信息中心

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:


Research and Discussion on the Fundamental Concepts of Geomechanics: Commemorating the 70th Anniversary of the Publication of
Author:
Affiliation:

1.Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences;2.China University of Geosciences (Beijing);3.China Geological Information Center

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    李四光1953年发表“关于地质构造的三重基本概念” 的论文,论述构造形迹的结构要素、地块形态和构造体系三方面的定义、类别和地质涵义,提出具有相互独立而又重叠相生的“三重基本概念”,引领了地球系统科学的发展。本文分析70年来的新资料,集中研究地质力学的基本概念,涉及基础理论、应用方向和勘察方法等问题,探讨地质力学学科的发展。 地块,是指相邻岩石构造不同而划分的地质区块,用以研究地壳结构和物质的非均一性质。某区域与相邻区地质构造形态,以及沉积、变质、岩浆、熔岩等地质作用显著不同,两者间发育明显分界面并两侧发生不同升降运动,可以划分为不同的地块。地块分为构造带和构造地块两个类别。岩石变形强烈且具复杂地质作用的带状延伸断裂褶皱地带被称为构造带,往往显示为隆起造山带;岩石变形微弱以沉积作用为主而长-宽相近区域是构造地块,多数是拆离构造的凹陷盆地。地块的级别,相似于成矿区划的7级或者9级的地质分类。地块具有层次的涵义,某层次的构造地块,可能在更大范围或更高层次被视为构造带,而在更小范围和更低层次可表现为低级别的构造带与构造地块组合。地块三维分析发现,构造盆地的地壳减薄,而构造带的地壳增厚。两者在地下岩石结构、力学性质和岩石圈地幔界面分布与变化方面,也明显不同。这一地壳三维结构的分布与变化规律,受”构造力复合重力的岩石压力模式”的影响。 结构面,表达岩石的形态、变形性质和几何方位的面状构造要素。结构面的挤压性、引张性和剪切性质的分类、鉴定和分析,是地质力学特色的方法。结构面有分划性结构面和标志性结构面两类。两类具有很大的差别和不同的涵义。分划性结构面,指将岩石划分为大小块、显示任何形式的组合和结合的断裂面、褶皱面等不连续界面,或间断结构面,可以通过野外观测加以研究。标志性结构面,是指示岩石构造的应力应变性质、几何形态、排列方位的且有地理坐标涵义的标准面、标誌面或定位面,往往表现为连续性结构面。标志性结构面不能完全依靠野外观察,需要观测具有透入性变形的地质体,进而结合岩石应变-应力分析等,建立应力-应变椭球体才能进行研究。标志性结构面的构造椭球体的分析能够更严格准确认识各方向的应力应变分布和大小、力学的性质等规律。结构面的概念和工作方法,不仅揭示构造带与构造地块的力学本质,而且成为厘立构造体系的纽带。结构面的构造应力场,不仅显示变形的差应力特征,而且通过各向等应力的“构造附加静水压力”揭示岩石的体积和压力的变化,进而通过压力、温度、氧逸度、元素活度等物理化学条件,控制地球化学平衡。 构造体系,是地壳规模的具有板块动力学成生联系的构造形迹组合。例如新华夏构造体系以东亚大陆板块和西太平洋的海洋板块的挤压-剪切构造边界,再如蒙古弧构造体系,必须有西伯利亚地块和南部弧形褶皱造山带作为动力学边界。构造体系地壳岩石,表现出不同形态、性质、级别和层次的分布规律,显示“隆起构造带-拆离凹陷地块”间隔分布和平行延伸的特征;构造体系结构面,显示岩石受剪切、挤压和引张不同性质和先后演化阶段,结构面综合呈现“米”字型分布特点;构造体系是同源构造运动产物,如燕山运动、印支运动,等较长时期和稳定特征的构造运动。这个构造体系的概念,为地质力学结合板块构造的研究提出了前提,为构造序次、级别和性质和演化过程探讨了识别基础。 本文强调,需要一个前提、两个特征和三个界定动力学条件才能确立为一个构造体系。成为构造体系重要一个前提,是形成的地质时期相同。目前的研究,选择中新生代构造体系为主要目标,依然是首要的。构造体系一般显示2个特征。一是地质体形态构造带和构造地块,由于岩石块体之间软—硬等差别,显示“隆起构造带—凹陷地块”间隔分布和平行延伸的特征。二是构造体系的结构面揭示”米”字型的分布,反演出剪切、挤压和引张三个构造应力场作用下,分阶段形成的过程。构造体系规模及其动力学有三个界定条件;其一,构造体系,必须达到地壳规模的构造带和构造地块组合。 其二,构造体系,需要以板块动力学为边界条件,即具有板块动力学成生联系的构造带和构造地块。其三,构造体系,要显示形态稳定的、重复出现的地质构造形迹排列形式和组合方式 。

    Abstract:

    In 1953, Li Siguang published the paper "On the Triple Fundamental Concepts of Geological Structures," which discussed the definitions, categories, and geological implications of structural elements of tectonic traces, block morphology, and tectonic systems. He proposed the "triple fundamental concepts," which are independent yet overlapping and interrelated, leading the development of earth system science. This paper analyzes new data from the past 70 years, focusing on the fundamental concepts of geomechanics, including basic theory, application directions, and investigation methods, and explores the development of the geomechanics discipline.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2024-12-26
  • 最后修改日期:2025-12-16
  • 录用日期:2025-12-16
  • 在线发布日期:
  • 出版日期: