[科普中国]-大地构造学

大地构造是地球科学的一个分支学科。它主要研究地球的构造、演化及其运动变形和发展规律等问题的学科，是研究地球科学的基础理论之一，不仅对深入认识地球发展史和地壳、岩石圈运动史有重要的理论意义，而且对研究成矿条件、地表成因及预测矿产资源等都具有重要的实际意义。

大地构造学是地球科学中最为活跃的分支学科，自18世纪美国地质学家霍尔(Hall，1859)和丹纳(Dana，1883)提出槽台说以来，关于地球的结构、组成、演化规律的探讨始终在地质学领域中占主导地位。

概念大地构造学是一门研究全球岩石圈形成、演化、发展的综合性地质学分支学科。由于采用的理论和研究方法的不同，大地构造学分为不同的体系，如槽台学、板块构造学、地质力学等，其主要区别在于各自以不同的地球动力作为自己的立论基础。

大地构造学可以说是地质学的一个分支。是一门研究地壳的大型乃至全球构造的发生、发展、区域构造组合，以及它们的几何学、运动学和动力学特征的学科。中国地质学家李四光（1965）把构造的研究内容概括为两个方面：建造和改造。建造代表形成，是地壳运动的物质基础，也是地壳发展演化的物质反映；改造代表形变，是地壳运动的结果或具体表现。大地构造学的研究方法主要是历史分析法与动力分析法相结合。由于不同作者研究的侧重点不同，而形成了不同的大地构造学派。

历史发展大地构造学是地球科学中最为活跃的分支学科，自18世纪美国地质学家霍尔(Hall，1859)和丹纳(Dana，1883)提出槽台说以来，关于地球的结构、组成、演化规律的探讨始终在地质学领域中占主导地位。由于历史的局限，观察分析手段的不同，分析问题方法的不同，地质学家先后提出了许多不同的大地构造学说，其中在地学领域影响最为深远的是槽台说和板块构造说。槽台说是1859年美国地质学家霍尔(J.Hall)提出的，他把大陆地壳分为活动的地槽、稳定的地台及两者过渡带。这一学说把来自沉积建造、岩浆活动和构造形变等不同领域的大量实际资料综合成统一的理论，主导全球区域地质构造和地壳演化的研究及地质找矿工作。槽台说是20世纪60年代以前近百年时间占有绝对统治地位的学说，因此被称为经典大地构造理论，深刻地影响了地质学的各个领域；板块构造说则被认为是当代地学革命的核心。1

20世纪60年代以后，板块构造学说被地质学家们所接受。成为大地构造学说的主流。它主要研究板块之间的离散、漂移、俯冲、碰撞过程。目前，针对板块构造学说中的动力学机制问题，有学者提出地幔柱学说，试图解释大陆构造和太洋构造问题。

人类生存的地球由大陆和海洋组j成。在长期的地质演化过程中，人类发现太陆内，山脉、河流、湖泊、平原在不断变化，海洋的洋中脊和大陆边缘也处于活动状态，地壳运动与人类活动息息相关，因此大地构造学的研究不仅具有理论意义，更具有实际意义。大地构造学的目的就是要了解大陆、海洋及其内部变迁的原因和发展过程，认识地壳和岩石圈的演化规律，探索地球的物质组成、结构、运动状态，特别是成矿物质的演化、迁移和富集等规律，研究地震活动规律，从而为成矿预测、地震预报、大型王程建设。地质灾害防治、环境保护和规划提供可靠的地质资料。大地构造的研究不仅在实践上有重大的意义，

研究内容大地构造学是以地质学各门学科为基础的综合性学科，对地质学的应用及研究具有前瞻性和总结性的指导意义。虽然大地构造学说很多，每种学说所强调的研究方法和研究内容各有所侧重，但是主要的研究内容可以概括为以下四个方面。

①地质体的研究

大地构造学主要研究地壳的形成和演化过程。地壳由岩浆岩、沉积岩、变质岩等地质体组成，这些地质体记录着地壳的演化历史。通过对地质体研究的不断深入，极大地丰富了大地构造学的基本内容，并为各种理论推断提供主要依据。尤其是对特殊地质体的研究，如蛇绿岩套、双变质带、混杂堆积等都成为板块构造学说的主要研究内容，因为它们是划分古板块边界的重要依据。岩石学、古生物学、地球化学方法都是大地构造学常用的研究方法。

②构造形迹的研究

促使地壳变形和驱动岩石圈板块运动的动力学机制是大地构造学要解决的关键问题。一次大的构造事件，除了产生大规模的岩浆活动和变质作用外，往往还伴随着形式多样的构造形迹。研究构造事件时，要注意不同构造层在构造形迹类型、样式、强度、应力方向和构造体系等诸多方面的不同特征(万天丰，2004)。通过地壳上构造运动所遗留下来的构造形迹，推测其形成过程中的受力方式，是大地构造学研究的基本方法之一，也是追索构造运动力源的主要途径。这些构造形迹包括节理、劈理、褶皱、断裂、线理、面理和变质变形矿物，也包括海沟、岛弧、造山带、盆地等更大尺度的构造形迹。

地震、重力、磁法、电法和地热等地球物理手段不仅是现代构造运动定量测量的有效方法，还能够为地史时期的构造运动提供许多重要数据。除此之外，古地磁方法也是研究古板块运动的重要途径。2

③壳幔组成和结构的研究

国际岩石圈计划从20世纪90年代至今一直主攻四个重大研究领域：全球变化的地球科学、现代动力学、深部作用过程、大陆岩石圈和大洋岩石圈。它们代表着国际岩石圈今后重要的研究方向，共同目标都是试图获取地壳和地幔的物质组成、结构构造、物理化学状态和物质运动信息，为探索和解决全球构造和地质学基本问题，以及寻找矿产资源和能源，减轻地质灾害，改善地质环境等提供依据。由于大陆岩石圈的结构比海洋的复杂得多，年龄也较大洋岩石圈老得多，地球演化历史中的每一次构造事件在大陆地质体上都留下了记录。因此如果仅仅利用简单的大洋岩石圈模式还不能解释大陆岩石圈的复杂现象和特征，而应将研究重点放在大陆岩石圈上，即地球科学研究的重点是更好地了解大陆岩石圈结构的形成和动力学机制。

大陆岩石圈是研究壳幔组成和结构组成的基础，大陆岩石圈计划试图通过地质、地球物理、地球化学、大陆超深钻及空间大地测量等综合研究手段，建立全球岩石圈的结构、成因和演化模式。

④地球演化与行星比较研究

地球作为太阳系中的一颗行星，其形成、发展及演化趋势必将与太阳系联系在一起。早期的地球演化史是建立在地层古生物谱系研究的基础上，而现在的同位素年代学已成为地球演化与行星比较的重要研究手段之一。

地壳演化与行星比较研究是当今最富有挑战和引人注目的地学课题之一，也是人们探讨地球成因与演化最前沿的课题之一。目前，寻找地球上最古老的物质记录同其他行星的陨石或矿物岩石进行比较是该领域研究的主要途径和突破点。

最近用SHRIMP离子探针测得Vaca Muerta无球粒陨石中一颗小锆石晶体的年龄为4.56Ga，从而再次证实了以往用其他方法得出的行星(包括地球和月球)起源和演化大体始于4.6Ga前的结论。一般认为，地球从约4.6～4.0Ga前已形成或出现了其大部分基本特征，如金属核、地幔、磁场、首批熔岩喷发、陆核、初期的板块构造活动、海洋和大气圈、生命前化学演化及可能的第一批原始生命形态等。了解这一时期地球历史和地质作用过程是早期地壳研究的基准线和出发点，但是由于地球上没有留下这一时期的直接岩石记录，故探索地球该时期的地质特征与演化只能借助于陨石和类地行星的研究来类推。相对于现今地球来说，这些星体是在行星演化的不同阶段冷凝的，并且由于它们的表面不像在地球上那样因连续的内部作用过程(尤其是板块和强烈的火山活动)及可能的陨石轰击而不断更新，所以保存了原始状态，为正确理解地球早期历史提供了可靠的参照系。2

当前任务大地构造学当前的主要任务是通过岩石圈和全球变化的研究，不断更新地质科学的现有认识，特别是随着对岩石圈作用过程与地球深部内层作用过程之间关系认识的提高，以及一系列高新技术的发展和应用，深化对地球形成、地球深部内层的成分结构、岩石圈演化及全球环境变化规律的认识，提高地质科学解决矿产资源、地质灾害及环境地质等问题的能力，并建立动力学模型。3

因此，岩石圈和全球环境变化已成为当代大地构造学和地学前沿研究的两大主题。此外，随着对岩石圈作用过程与地球深部内层作用过程之间关系认识的提高，以及一系列高新技术的发展和应用，地球深部内层的结构、成分和动力学正在成为地质科学研究的另一个新主题。目前，围绕这三大主题，国际地学界正在开展19个重大前沿领域的研究。这19个前沿领域，决定了今后地质科学的整体取向和新的地学知识体系框架，也是国际地学最具挑战性的研究领域。2

本词条内容贡献者为:

林国庆 - 副教授 - 中国海洋大学