构造体系是地质力学理论的核心概念。构造体系的概念是从全球统一运动的观点出发,把地壳上由统一构造应力场产生的所有岩石变形现象作为一个整体看待,即地壳上的各种构造形迹,尽管它们的形态各异、大小悬殊、性质不同、方向有别,但却不是孤立出现的,每一项构造形迹必然会与其他一些构造形迹相伴而生,共同构成一个统一的形变图像,即构造体系。
构造体系
由许多不同形态、不同性质、不同级别和不同序次,但具有成生联系的结构要素或构造形迹所组成的构造带,以及它们之间所夹的岩块或地块组合而成的总体。
- 英文名称
- structural system; tectonic system
- 所属学科
- 地质学/地质资源与地质工程
把各种各样的构造形迹归属于一个构造体系,其基本前提是要确定这些构造形迹之间是否具有成生联系。成生联系是指在统一的构造应力场中所形成的构造形迹在发生、发展过程中的力学联系。构造形迹之间是否具有成生联系,主要依据两方面,一是尽管它们各自所反映的局部应力状态或局部应力场不同,但它们所反映的总体应力场是统一的;二是尽管由于地质条件的复杂性及序次的不同,出现可以有早有晚,但它们形成的构造运动时期必定是大致同时的。
构造体系是由构造带和地块共同组成的,构造带是构造体系中变形相对较强烈、构造形迹相对密集的地带;而地块或岩块是相对于统一构造体系的构造带而划分出的变形比较微弱、比较稳定的部分,一般认为岩块相对于地块规模较小、岩性比较单一,而地块则相对规模较大、地层或岩性组成比较复杂。构造体系是根据成生联系的观点,把结构要素或构造形迹—地块和构造带—构造体系这三重最基本的地质构造概念有机地融合在一起,构成一个不可分割的整体。每一个构造体系都具有一定特征的应变图像。
根据不同构造体系所反映的外力作用方式和方向及在研究地壳运动中的作用不同,可以把地壳上的构造体系划分为三大类型,即纬向构造体系、经向构造体系和扭动构造体系。纬向和经向构造体系的规模宏伟,横贯大洋与大陆,一般认为属全球性构造体系,是全球统一构造应力场作用的结果,它直接反映了地壳整体运动的方向与方式。扭动构造体系是由各种不同规模的区域性构造运动所引起的,因其变形的边界条件不同,又可分为直扭构造体系和旋扭构造体系。直扭构造体系是由力偶的直线扭动所造成的,因此它们是力学性质相同的主干构造形迹呈雁列状展布;旋扭构造体系是由于地块在外力作用下围绕某一中心发生相对扭动而形成的,具有主要构造形迹多呈曲线状展布的特点。
构造体系的总体组合形态,不是各个都不相同,而是有些构造体系的主要形态特征彼此相近,大致符合于这样一种或那样一种标准型式,简称构造型式。构造型式主要是依据构造体系的总体组合特征来划分的。一般来讲,构造型式主要是针对各种扭动构造体系而言,扭动构造体系的构造型式有:直扭构造体系,包括多字形构造、入字形构造和棋盘格式构造;旋扭构造体系,包括帚状构造、环状(莲花状)构造、涡轮状(构造辐射状)构造、S形(反S形)构造和歹字形构造。山字形构造体系是一种特殊类型的扭动构造体系。每一种构造型式,都具有一种特殊的应变图像,它们是一定的构造应力场的反映。任何一种构造型式的确定,都应满足以下3个条件:①会在地壳的不同区域中多次出现、普遍存在;②可以根据力学原理得到统一解释,即它们都是在一定方式的外力作用下形成的,是一定型式构造应力场的产物;③能够在室内用各种不同的实验方法再现出来,并且能够多次重现。以上3个条件可称为确定构造型式的三原则。
扩展阅读
- 李东旭,周济元.地质力学导论.北京:地质出版社,1986.
- 长春地质学院地质力学教研室.地质力学.北京:地质出版社,1979.
- 李四光.地质力学概论.北京:科学出版社,1972.