構造地質學

狹義的構造地質學一般限於形變和變形機制方面的研究。構造學或大地構造學是對區域性宏觀構造演化史的研究，也是構造地質學的組成部分。狹義的構造地質學與構造學相輔相成，前者的研究是區域構造演化的具體內涵，而後者則是前者變形機制的成因環境和條件的綜合概括。

構造地質學最先是對構造要素，即褶皺和斷裂的形態、變形組合的認識和分析，以及構造均勻域區劃分帶的研究，而後又結合岩石組合特徵，研究演化歷史和變形期次與階段。其核心是構造演化的動力機制和成因模式，因而總與學說、假說相聯繫。

1859年霍爾在研究北美地質時，發現阿巴拉契亞山脈古生代沉積區具槽形特徵。他把這種現象解釋為因沉積重力負荷而致下沉，1873年丹納把這種槽形構造命名為地槽，並認為是地球因冷縮而在大陸邊繞出現的塌陷帶。地槽概念的提出標誌著現代構造地質學的起點。

1887年貝特朗提出造山旋迴的概念。1883～1909年修斯在收縮說的基礎上完成巨著《地球的面貌》，書中突出了地質學的全球觀點，同時還發展了沉積建造的時空分帶理論，使地槽地台學說得以建立，並奠定了20世紀前半葉的地質學研究的基礎。

泰勒1910年討論了歐亞大陸第三紀山脈弧形向南突出，1912年魏格納有關大陸起源的論述，使大陸漂移思想形成了大陸漂移說。因此，在20年代前後，在地質學中開始了以地槽學說為代表的垂直論，與以大陸漂移說為代表的水平論有關主要構造運動方式之爭，並把垂直論與大陸位置相對固定相聯繫，稱為固定論，而水平論固有大陸長距離漂移的認識，稱為活動論。

1928年霍姆斯提出地殼以下物質熱對流的假說，用以解釋大陸漂移。1930～1933年哈爾曼和范·貝美倫提出的重力與波動說，解釋造山物質的運動規律。

施蒂勒1924年提出了造山期及其同時性，支持了地槽學說的造山理論。1936年他把地槽進一步劃分為正地槽和准地槽，其後又把正地槽分為優地槽和冒地槽。這些研究成果都顯示了構造地質學在造山作用理論與岩石建造學說等方面的重大發展，進而使地槽地台學說成為20世紀50年代地質科學的主導理論。

在20世紀60年代，由赫斯首先提出的海底擴張說，以及由轉換斷層證實岩石圈運動符合描述剛體球面轉動規律的歐勒定律，確立了岩石圈板塊構造學，並被譽為現代地球科學理論的一次革命，從而引起對地質學中原有的基本原則和規律重新思考和再認識，也促進了構造地質學的現代化進程。

構造地質學對地質體變形機制開展了實驗和定量描述的研究。在20世紀50年代創立了構造物理學，60年代，以蘭姆賽為代表，從構造形態幾何學中發展了有限應變測量，提高了構造變形機制的定量研究的實踐性。70年代，地球動力學的模擬實驗和描述計算，擴大了構造成因機制的研究基礎。

構造地質學主要研究地質體的次生構造及其成因和演化，同時也進行構造作用環境的重建和反演的研究，可概稱為改造和建造。它們都是在漫長的地質歷史中發生和形成，並具複雜多樣的特徵。

構造地質學研究的次生構造都與內生地質作用相聯繫，這與地球深部作用緊密相關。岩石圈板塊運動是地質構造演化的主因，所以對地質構造的研究儘管有尺度不同和目的不一的差別，但都必須著眼於全球整體的地質演化規律與特定的形成環境相結合。

各種構造作用主要都集中在上地幔圈層以上的岩石圈內，因而岩石圈又 稱為構造圈。在這裡，既有現今的活動構造現象，如地震可測量的板塊運動向量等，也有各種已經固結了的構造，這種歷史中的構造一直可追溯至38億年以前的古老地質體中。

持續不斷的構造作用，使地表和地下各種地質體發生形變，如岩層彎曲和斷裂；地表升降造成山脈、高原和盆地；地表遭剝蝕和盆地內沉積；岩漿的侵入活動和火山噴發等，它們都直接間接地由更為廣泛而具體的構造運動所引起的。從礦物晶格位錯至造山帶的形成，不同成因環境和層次的變質作用現象，岩漿岩分帶，大陸碰撞區地殼壓縮隆升和鄰區的盆地沉積充填，以及地質體演化發展中的構造疊加和改造等，都是次生構造。

構造地質學也研究由構造作用決定的原生構造現象，如造山帶的位置和形態、盆地的形態和分佈，各種層次的變質作用與分帶，不同成因的岩漿岩侵位和噴出活動條件等的本身特徵，都由構造環境所決定，是由先期構造造成而又成為後繼構造作用的基礎。

構造地質學與地質學一樣始於對大陸地質的研究。地殼構造具雙層模式特徵，不同深度層次的構造變形機制、作用過程和產物有很大的不同，特別是在地下一般為10～15公里深處的脆韌性物性過渡帶上下的差別。其淺部常見脆性構造變形，構造發育不均勻；而在過渡帶之下，以韌塑性均勻剪切變形為特徵，各類韌性剪切構造面一般都很平緩，多強烈置換構造和透入性特徵。淺部的脆性斷層向下進入韌塑性帶時常產狀變緩。具細粒化重結晶的糜棱岩則多形成於脆韌性過渡帶附近或更深些。

構造變形的各種不同速率和長時間的作用進程，可造成地質體的穿時現象，而不同階段的構造作用可使構造發生遞進變形或疊加；它們在時空上的關係，主構造期間及遞進變形期內的演化序列，又常與沉積作用或岩漿侵位相關，這種具明顯對應關係的主期又稱為構造熱事件，它不僅是構造變形產物，也是地質階段劃分的重要標誌，有重要的紀年意義。

構造地質學強調野外實地觀測。其研究精度則隨科學技術的發展而迅速提高。20世紀60年代以來遙感技術的運用，對地質構造的研究產生極高的效益；採用反射地震技術研究地殼結構，並開創大陸地學斷面的研究和成囤，所有這些創新技術和理論，已有可能在更廣闊的範圍內研究具體的構造單元、區域構造特徵、水平運動和製圖。

實驗室內的顯微構造與組構研究、構造變形條件的溫度和壓力的測算、古應力場重建及古應力差值估算等已經實現。因此，構造地質研究的觀測分析手段已是宏觀更宏、微觀更微，使不同尺度的構造有可能在成因和演化及運動學和動力學上結合得更好，研究得更深入。計算機數字模擬則又開拓了為這方面實驗提供可資參考的途徑。

在於認識和運用地質體的成因和運動的規律性。地質礦產資源和能源的成礦背景，控礦容擴因素都與構造演化、構造環境和成因機制緊密聯繫。構造地質作用更是地質災害的發生的重要的決定因素；工程建設及減災等環境科學問題，也與構造地質學的研究直接相關聯。

構造地質學強調野外實地觀測，其研究精度隨科學技術的發展而迅速提高。20世紀60年代以後遙感技術的運用，對地質構造的研究產生了極高的效益；反射地震技術的運用和大陸地學斷面的研究對於揭示地殼結構和深部構造取得了很好的效果，所有這些創新技術和理論已使在更廣闊的範圍內研究具體的構造單元、區域構造特徵、水平運動和製圖成為可能。實驗室的顯微構造與組構研究、構造變形條件的溫度、壓力測算、古應力差值的估算和古應力場的重建等均已實現。這些都使得不同尺度構造的研究有可能在成因和演化及運動學、動力學上結合得好，研究得更深入。

未來，地質學能觀察和研究的範圍和領域將日益擴大。在空間上，不但能通過直接或間接的方法逐步深入到岩石圈深部，而且對月球、太陽系部分行星及其衛星的某些地質特徵，將有更多的了解。數學、物理學、化學、生物學、天文學等其他學科的發展和向地質學的進一步滲透，先進技術在地質工作中的使用，同精細、深入的野外地質工作相結合，會使人們有可能對更多的地質現象和規律作出科學的解釋進行更深入和本質性的研究。實驗條件將進一步改進，如將實驗室中所能達到的溫度壓力提得更高，模擬更為複雜的多種可變因素的地質作用，並把時間因素也納入模擬實驗之中。地質學理論不斷得到補充、修正，尤其是各大陸所提供的有關不同地質歷史時期的新資料將在很大程度上檢驗、發展板塊構造說，進而會產生一些新的理論和學說。在地質學的服務領域，一個重要方面是開發地球資源，其中有關礦產資源和新能源的研究，仍處於最重要的地位。同時，由於區域成礦研究的需要，將進一步加強區域地質的綜合研究，並促進地層學、古生物學、沉積學、構造地質學、地質年代學，以及區域岩漿活動研究、變質地質研究等向新的水平發展。保障人類良好的生存環境、乾旱半乾旱地區和沼澤地區的水文地質問題，以及工程地質問題的研究將不斷擴大。環境地質學，包括環境地質調查研究，有關的微量測試技術和環境保護的地質措施等的研究日趨重要。總之，地質學必須加強基礎研究，如礦物學、岩石學地層學、古生物學等具有奠基意義的學科的研究，以提高對各種地質體、地質現象及其形成、演化的認識。同時還要充分吸收和利用其他科學技術的新成果，包括社會科學的研究成果，以更全面、本質地認識地球歷史和構造，為科學的發展，為人類更合理、有效地開發和利用地球資源，維護生存環境，作出應有的貢獻。