構造作用

構造作用是由於地球內部能量引起地殼乃至岩石圈的變位和變形、洋底的增生和消亡以及相伴隨的地震活動、岩漿活動或變質作用的機械運動。常以岩石變形、變位、地表形態的變化等形式表現。

基本介紹

• 中文名：構造作用
• 外文名：Tectonic action
• 套用學科：環境工程
• 適用領域範圍：環境生態
• 分類：活躍期的和穩定期
• 表現形式：岩石變形、變位、地表形態的變化

簡介

構造作用是由於地球內部能量引起地殼乃至岩石圈的變位和變形、洋底的增生和消亡以及相伴隨的地震活動、岩漿活動或變質作用的機械運動。常以岩石變形、變位、地表形態的變化等形式表現。許多作者認為，抬升是引起異常壓力的一個原因。某一深度下的正常壓力系統如經整體抬升並保持原狀，則在淺處就成為異常壓力系統。同樣，構造擠壓也不是一個普遍原因，因為尼日三角洲和美國墨西哥灣沿岸都是被動大陸邊緣，而且生長斷層提供的確鑿證據表明，那裡的應力場過去和現在一直具有水平拉張分力。然而，構造擠壓是可能引起泥岩的異常壓力的，Berry介紹過加利福尼亞靠近聖安德烈斯斷層的一個具有異常壓力的帶，這個帶長650-800km、寬40-130km。幾乎可以肯定的是，在局部範圍內的異常壓力與斷裂作用有關，這些壓力由泥岩的機械變形及以後引起的孔隙度降低所致。

構造作用的研究內容和方法

構造作用可以劃分為活躍期的和穩定期的，不同時期有不同的研究內容和方法。常見如下五方面。

岩石記錄

① 構造活躍期

在構造事件發生時，即構造活躍期，最常見的岩石記錄是同構造期的沉積岩、岩漿岩（侵入岩與噴出岩），同構造期的各類變質岩，包括同構造期的礦化蝕變。

一般情況下，在構造事件發生時期，構造變形強烈，常常發生區域性的隆升和遭受剝蝕，因而很難保留沉積記錄。但是，在強烈構造活動區的周邊窪地仍可形成一些特殊的沉積，如磨拉石粗碎屑堆積、大陸斜坡上濁積層（復理石）等沉積。在構造活動相對穩定時期，則形成大量的各類沉積地層，或者是其他一些標誌性的特殊沉積岩系。

② 構造穩定期

其主要研究內容和方法為：岩相古地理學和生物古地理學，利用比較完整的沉積地層資料、沉積岩相和建造系列來判斷地殼的隆升與凹陷以及構造古地理環境的變遷，可以幫助我們了解相對穩定時期的構造活動特徵，這個相對穩定時期就是主要構造事件發生之前和發生之後，也即在構造應力積累過程之中的時期。沉積地層的厚度及其變化能夠概略地反映一個地區穩定時期地殼在垂直方向上的沉降或隆升及其速度，這對於我們了解各個地區穩定時期的地殼活動性有很大的幫助。應該指出，以上這種把我國中元古代或新元古代以來沉積地層總厚度累計起來進行統計的方法，顯然是比較粗略的，因為這裡沒有考慮到地殼沉降與隆升的交替發生，現存的、厚度巨大的地層是多次沉降一沉積和隆升一剝蝕的綜合結果。當然，由沉積地層厚度所反映的地殼沉降幅度更是相當概略的，這裡完全沒有考慮成岩過程中壓實等問題，以及後期構造作用造成的地層增厚或減薄（據筆者所知，國內有不少構造活動強烈的地區，常誤把同斜褶皺當做單斜地層來測量地層厚度；不少大致順層滑動的斷層削減了地層厚度，又經常被忽略。要認真考慮這些因素，精確地統計全國沉積地層厚度與地殼升降速度，還要做大量野外與室內研究，暫時還難以實現。另外，各地層分區的地層總厚度，現在是採用該地區的累計最大厚度，各地區實際上存在的地層厚度應該略小於以上資料，因為各時期沉積盆地的沉降中心並不是固定不變的，而是不斷遷移的。儘管如此，全中國大部分地區到處都有數以萬米的沉積蓋層，基本上可以說，是一個客觀的、不容否認的事實。

構造形態學研究

構造形態學研究即研究構造變形的作用類型與範圍，主要研究構造變形的類型（褶皺、斷層或節理）、規模（尺度）、組合特徵（即構造體系）及其空間上的分布和範圍，同時，還必須注意與構造變形相伴隨的岩漿活動與變質作用的特徵及其相互關係。以上內容通過地域地質調查、深入的構造研究，並配合開挖人工露頭、地球物理勘探與鑽探等方法，是可以基本上搞清楚的。

岩石圈的變形和變位是大地構造學研究的重點內容。構造變形自然應該在大地構造學中占有很重要的位置，但遺憾的是．近些年來被不少學者所忽視，當然從綜合分析的角度來看，運用多學科的新成果來探討大地構造學，的確很必要；但是，不能因此而否認研究構造變形的必要性。

構造運動學研究

通過定量化地研究某一構造事件的構造變形樣式、在三度空間內的運移方向、變形量（縮短量、伸展量和斷層兩盤的相對位移量）和變形速度是構造運動學研究的主要內容。在多期構造事件的作用下，如果各期構造作用方向不同，要弄清每一次構造事件的運動學特徵是完全有可能的；但是，如果各期構造作用方向變化不大，或者後期構造作用非常強烈，把早期構造變形的跡象都掩蓋了的話，要弄清每一次構造事件的運動學特徵就非常困難，有時幾乎是不可能做到的。

構造動力學研究

即構造形成機制的研究。通過系統收集構造變形、同構造岩漿活動、同構造變質作用以及周邊板塊的運動特徵來查明構造作用的動力來源，確定構造應力作用方向和大小，構造變形時的溫度、圍限壓力、形成深度、地溫梯度以及流體作用等動力作用的環境條件，以探討動力作用的機制。

構造年代學研究

採用構造變形之上的不整合面來確定相對年代仍是最基本的方法。同位素測年技術的改進，已經使構造年代學的研究變得更加現實。利用同構造岩漿岩體（岩脈）和同構造變質岩（包括熱液脈）中的單礦物來測年是常用的方法，效果也是比較好的。但是，斷層岩的測年經常出現矛盾，任何斷層岩（包括糜棱岩）都是兩盤各個時代岩石的混雜物，斷層還可以多次活動，因而採用任何全岩法進行同位素測年，對於斷層岩來說都是不適用的。選準斷層岩中能夠反映某一構造作用過程的新生變質礦物（如角閃石、伊利石、絹雲母或石英）是測試能否成功的關鍵，不過難度很大。尤其是在不進行成因礦物學的研究就對測年數據就做解釋時，斷層面上的多次活動，使同一礦物也可以獲得多種年齡數據，從而陷入數據解釋上的困境。近年來，在這方面的教訓很多，對於郯廬斷裂帶最大走滑活動的形成時期，在斷層面上就存在看似相同的角閃石單礦物，卻可測出截然不同的同位素年齡數據（從135到210Ma等多種年齡數據）。問題不在於儀器測試精度，主要在於沒有對所測試的單礦物進行成因礦物學的研究，沒有找到此礦物與斷裂活動作用之間的可靠證據。在某種程度上，可以說這些數據都是正確的，即斷層從三疊紀、侏羅紀到白堊紀都曾經活動過。但是不能僅僅根據某一年齡就確定此年齡為斷裂帶大走滑的年齡，因此，必須找到此單礦物的形成與斷裂活動的相關關係。