中国大地构造五大学说简介

中国大地构造五大学说简介

胡经国

本文作者的话

本文根据有关大地构造文献和资料编写而成。现将它作为大地构造学科普文章奉献给地球科学爱好者和有志于从事大地构造科学研究事业的学子阅读，并将其作为大家进一步了解和研究的参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！

下面是正文

众所周知，在中国历史上，提到学术繁荣人们就会想到2000多年以前的春秋战国时代。在这个时期，不但出现了中国历史上第一个人才波峰或者说是中国历史上最令人称道与自豪的人才高地。同时，代表中国古代主流思想的儒家、道家、法家及其他诸子思想和流派也主要产生于这一时期。在20世纪中叶，在中国地质学尤其是大地构造学发展壮大的过程中，也出现了一次学术繁荣的局面，形成了中国大地构造学的五大学说或学派。虽然这次百家争鸣局面持续的时间很短，其意义也不能与春秋战国时代相比，但是其产生的原因或许能使我们得到新的启迪和进行深入的思考。

现将中国地学界公认的中国大地构造五大学说或学派简介如下。

一、地质力学

地质力学是运用力学原理研究地壳构造和地壳运动的一门科学。它是由中国著名地质学家李四光教授，在20世纪20年代初，在研究中国及东亚地质构造的基础上，总结广大地质工作者的长期实践经验而创立的地质学与力学之间的一门边缘学科。

20世纪20年代，关于大陆运动起源问题有许多不同的学派，但是其主要争论在于活动论与固定论、水平运动与垂直运动之争。1926年，李四光先生发表《地球表面形象变迁的主因》；1929年，发表《亚东一些典型构造式及其对大陆运动问题的意义》；1933年，发表《东亚构造格架》；1939年，出版《中国地质学》。20世纪40年代，他正式提出地质力学一词，并以构造体系为指导，继续从实践到理论进行了深入研究。1945年，他出版《地质力学的基础与方法》一书，从而使地质力学成为一门新兴的学科出现于中国和世界地质科学之林。

在地质力学中，地壳岩层、岩块中的褶皱、节理和断层等地质现象，称为构造形迹。构造形迹的规模大小不一；可以大到展布于地球上的山脉，也可以小到由矿物晶格位移和矿物定向排列所形成的片理等。它是地壳、岩体在应力作用下产生永久变形而形成的踪迹。

在野外工作中，为了描述构造形迹的特征和空间方位，往往采取构造形迹的的一个面（平面或曲面）来表示构造形迹，这种面称为结构面。按构造形迹所反映的力学性质，可将结构面分为以下5种：

压性结构面：由挤压力形成的结构面，简称挤压面，如褶皱轴面、逆断层或逆掩断层、片理面及一部分劈理面。

张性结构面：主要由引张拉伸力形成的结构面，简称张裂面，如部分正断层面、张裂隙面、张节理面。

扭性结构面：主要由扭动力形成的结构面，简称扭裂面，如平移断层、扭裂隙、X型节理等。

压性兼扭性结构面：简称压扭性结构面，如一部分斜冲断层。

张性间扭性结构面：简称张扭性结构面，如一部分上盘斜落的正断层。

在构造带与构造带之间常夹有构造形迹相对微弱的地块或岩块。若它们是同时期经过一次构造运动或按同一方式经过几次构造运动产生的，则可以把它们看作是一个统一的整体，成为构造体系。

在地质力学中，构造体系按其形成的地应力分析，可以概括为三种类型，即：巨型纬向构造体系、经向构造体系和各种扭动构造体系。

巨型纬向构造体系，又称为巨型东西向构造体系或东西复杂构造带。它在大陆壳上突出地表现为横亘东西的隆起山岭，往往展布于一定纬度上，规模很大，具有全球意义。

巨型纬向构造体系主要是受南北向挤压力作用而形成的。它的主体由东西走向的褶皱或压性断裂构成，同时还有与它垂直的张性断裂和与它斜交的两组扭性断裂。这一系列东西复杂构造体系，不一定具有同样的发展过程，也不一定具有同样的综合形态，但是却都具有主要的共同特征。作为一个整体的复杂构造体系以及组成它们的褶皱和断裂，大致都是东西走向的；在中纬度地区比较集中；在大陆上可断续延伸几千公里，在大洋底也有其存在的踪迹。

巨型纬向构造体系的发展历史很长，经过了反复多次的地壳运动，一般常伴随有走向东西的岩浆岩带分布。所以，对各种矿产的分布具有一定的控制作用。

从中国大地构造轮廓来看，有3条明显呈东西向的山脉，形成了3条横亘东西的巨型纬向构造体系。由北向南是：阴山－天山构造带、秦岭－昆仑构造带和南岭构造带。

经向构造体系是一些走向南北的强烈构造带，又称为南北向构造体系。其规模大小不等，性质也不尽相同。它主要由走向南北的褶皱和压性断裂以及伴生的张性、扭性断裂构成。在中国最为显著的南北向构造带出现在四川西部和云南中部，其中以大雪山－戛贡山为主体，称为川滇南北向构造带。该带在地理上称为横断山脉。自西向东并列有高黎贡山、怒山和大雪山，由一系列强烈褶皱和规模巨大的冲断层构成。

在中国其它地区，还有一些不太强烈的经向构造体系。在北方，如贺兰山区南北走向的构造带与祁吕贺“山”字型构造的脊柱相复合；在南方，四川东南部至贵州中部，有川黔南北向褶皱出现。此外，还有一些经向构造体系，有的菱形分布，有的与“山”字形构造的脊柱相复合。

上述巨型纬向构造体系和经向构造体系，反应了经向和纬向的水平挤压力或引张作用，都是具有全球性的构造体系，也是地壳运动的两大基本方向。但

是，由于地壳组成物质的不均一性，因而使沿着纬向或经向的作用力发生变化，导致局部地壳发生扭动，从而形成了各种扭动形式的构造体系。

扭动构造体系的形式很多。按作用力方式不同，可分为直线扭动和曲线扭动。前者一般称为扭动构造，如“多”字型、“山”字型构造；后者一般称为旋扭构造或旋卷构造，如帚状构造等。

根据地质力学观点，东西向或南北向的水平应力是由于在重力作用下，地球自转速度改变所产生的离心力（一种是南北向的，一种是东西向的）产生的。

在漫长的地质年代中，地球自转速度是有变化的。正是由于地球自转速度的变化而产生切应力使地壳产生运动。切应力在赤道上最大（因为地球转速最大）；而在两极则最小（地球转速等于０）。因此，在赤道附近出现巨型张裂、扭裂以及大的旋卷构造。

地球不是一个理想的刚体。当自转角速度变快时，它的扁度就会变大地球表层－地壳物质就会向赤道挤压，并且中纬度地带受挤压最强，于是就出现了大规模的纬向构造带。同时，在纬向切应力方面，当自转加速度变快时，就使地壳中结合不牢固的部分物质因跟不上转速加快的步伐而掉队，犹如车速急增时乘客向后仰一样。这就使部分地壳相对地向西滑动，如美洲大陆相对于欧非大陆落后，便在它们之间出现了大西洋；美洲大陆西缘遭受太平洋底硅镁层的阻挡，形成南北向的巨大挤压带——纵向大山脉，伴生的“山”字型弧顶也向西凸出。

二、多旋回说

中国著名地质学家黄汲清教授创立的多旋回构造运动学说，简称多旋回构造说或多旋回说，是于1945年在他发表的《中国主要地质构造单位》中提出来的。多旋回说是地学界最著名的大地构造学学说之一。它的核心思想是：地球（主要是地壳－上地幔）各个大地构造单元的构造运动是多旋回式（螺旋式）向前发展演化的，不仅构造运动（褶皱、断裂）是多旋回的，而且岩浆活动、变质作用和成矿作用也是多旋回的。

多旋回说是在批判、发展地槽发展演化单旋回观点的基础上形成的。所谓单旋回，是20世纪40年代，德国地质学家史蒂勒（H.Stille）提出来的一种地槽褶皱带发展模式。当时。单旋回学说在国际上流行甚广。史蒂勒认为，地槽发展初期以下沉为主，有大量蛇绿岩形成；以后地槽型沉积地层褶皱成山，与此同时有大量花岗岩侵入，随后有安山岩喷发和各种小型侵入体；最后褶皱带遭受剥蚀，地槽转化为地台，并伴有玄武岩喷溢。这就是有名的地槽发展单旋回观点。也就是说，一个地槽只经历一次造山运动，产生一次变质及变形，出现一套超基性、基性到酸性的岩浆活动以及与岩浆活动相关的一次成矿作用，便转化成褶皱带。换言之，一个地槽只经历一次造山运动就结束了地槽发展历史。

1945年，黄汲清先生在分析研究中国大量实际地质、地球物理等资料的基础上，并结合世界其它地槽褶皱带的实际资料，指出地槽的发展不是单旋回的而是多旋回的。一个地槽从发生、发展到结束，不止经历一个而是经历了多个构造运动旋回。每个旋回都使地槽的一部分转化成褶皱带，最后一个旋回才使

地槽全部转化成褶皱带（造山带）。例如，有的地槽的发展可以分为加里东、早华力西、中华力西和晚华力西四个旋回。其中，每个旋回都有强烈的褶皱运动，超基性、基性岩形成，花岗岩侵入和安山岩喷发。更为重要的是，每个旋回都具有其独特的内生矿床组合（成矿作用），如哈萨克斯坦地槽，早期以金矿为主，中期金矿减少，而晚期则以钨锡矿特别重要。

黄汲清先生在结合地球物理资料进行分析研究的基础上认为，地壳和岩石圈中的深断裂也是多旋回活动的。并且，他把深断裂分为硅铝层断裂、硅镁层断裂、岩石圈断裂和超岩石圈断裂四种类型。其中，硅铝层断裂切穿地壳硅铝层，但是并不明显地进入地壳硅镁层甚多，如邵武河源深断裂。硅镁层断裂（壳断裂）切穿整个地壳（硅铝层和硅镁层），但是并不明显地进入上地幔甚多，如沧州深断裂、超壳断裂。岩石圈断裂，切穿岩石圈，但是并不明显地进入软流圈，如东非裂谷、郯城庐江深断裂。超岩石圈断裂，切穿岩石圈，并深入软流圈，如西太平洋岛弧带、雅鲁藏布江深断裂。

1954年，黄汲清先生提出，自中生代以来，亚洲出现了三种不同的构造格局：古亚洲型、太平洋型和特提斯喜马拉雅型。以后，他结合板块构造说，又进一步提出了三大构造域的概念，即：古亚洲构造域、滨太平洋构造域和特提斯喜马拉雅构造域。其中，古亚洲构造域是在地质上比较稳定的地区。滨太平洋构造域，中生代构造运动特别突出，并出现了大量的火山岩喷发和花岗岩侵入，这是太平洋板块向亚洲板块俯冲的结果。特提斯喜马拉雅构造域，新生代构造运动特别发达，它使喜马拉雅隆升成为高山，青藏地区隆起成为海拔4500～5000米的广大高原，这是印度板块向北漂移继而碰撞亚洲大陆的结果。

黄汲清先生认为，板块运动是长期的、多旋回发展的。例如，澳大利亚的塔斯满地槽就是由6个褶皱旋回组成的。它是太平洋板块向西、向澳大利亚6次俯冲的结果。每次俯冲都产生了蛇绿岩套、褶皱运动、花岗岩入侵和安山岩喷发；而深海沟（即俯冲带）则随着褶皱运动由陆地向海洋方向迁移，这叫做多旋回向洋迁移运动。西南日本地槽褶皱带的向洋迁移运动也十分明显。在那里，发现了5个褶皱旋回，每次板块俯冲结束之后，地槽即向东、向太平洋方向迁移。在中国，特提斯喜马拉雅构造域地槽褶皱带的向洋迁移运动同样十分明显。

多旋回说认为，板块构造说与多旋回说不但没有矛盾而且可以相互补充、互相结合。在研究中国大地构造过程中，把这两种大地构造学说密切结合起来，是地质工作者的长期任务。

三、断块说

断块构造学说，简称简称断块说，是中国张文佑教授等于1958年创立的研究地球岩石圈断块结构及其运动的假说。断块说是张文佑教授等继承和发展李四光教授的地质力学思想，吸取“地槽地台说”、“板块说”的合理部分，在分析研究中国和世界大量地质、地球物理资料的基础上发展起来的。

20世纪40年代初，张文佑先生在跟随李四光先生研究中国华南大地构造时，把岩石中的节理分为X型和Y型两大组合；前者具剪切性质，后者具拉张性质，成为其后创立地球表面4种断裂体系的雏形。20世纪50年代后，在他主持下以断裂体系为主导思想编绘了第一张中国大地构造图及其说明书中国大

地构造纲要，并创用了断块、断坳、断褶带、断块带、台块等术语，为后来成为一种新的大地构造学说奠定了坚实的理论基础。20世纪70年代，他开始运用地质力学分析与历史分析相结合的原则，把野外观察与室内模拟试验及理论分析三者结合起来，初步完善了断块构造学说。

断块说在研究方法上，强调运用地质力学与地质历史分析相结合的方法，对地球的构造形成和变形进行辩证的分析，将构造旋回的划分与构造形成、变形过程联系起来。认为，地壳的变形一般是从褶皱到断裂，但是一经产生断裂，它便对以后的变形起决定性作用，即第一期的断裂控制第二期的褶皱，第二期的褶皱改变第一期的变形，也就是基底控制盖层，盖层改造基底。所以，断块说侧重研究断裂的形成和发展。

断块说认为，地壳变形主要取决于力和介质两个因素的相互作用，二者都不是均一的，应力的集中和释放发生在介质的不均一处。由于受力方式、边界条件以及介质物理力学性质的不同，因而断裂常以不同型式组成“X”型、“Y”型的断裂体系，可表现为拉张、挤压、剪切、剪切－挤压以及层间滑动等不同活动方式。按不同深度，断裂可划分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断裂四级。同样，被各种断裂网格所切割的地块，也相应地划分为四级。随着深度和温度压力的增加，褶皱和断裂具有分层性。这种分层性，与地球各圈层之“软”、“硬”层之间的的层间滑动有关。构造层划分要考虑形成和变形两个方面；从形成到变形是构造发生和发展的一个旋回。每个构造旋回的形成控制旋回的变形，而前一构造旋回的变形又控制下一个旋回的形成。所以，基底断裂构造常可控制盖层的构造发育。

在区域应力场的演化中，压、张、剪是同时存在的。一个地区挤压，相邻地区必然拉伸，反之亦然。同样，一个时期挤压，必然在另一个时期拉张，反之亦然。挤压区常以水平运动为主，而拉张区则常以垂直运动为主。水平和垂直是一个运动的两种方式；何者为主，依时间、地点、条件为转移。

由于断块说吸取了有关大地构造学说的优点，使许多疑难问题从理论上得到了科学的解释，因此，它受到了国内外地学界的普遍重视。并且，已在石油、铁矿、地震地质、水文工程等项生产实践中收到了一些实际效果。

四、地洼说

中国陈国达教授倡导的地洼构造学说，简称地洼说，也称为活化构造说。它是在批判继承槽台说的基础上，基于对地台活化的深入理解逐步发展而成的一种大地构造学说。1956年，他根据自己长期野外科考及专题研究成果，结合前人大量资料，发表了《中国地台活化区的实例并着重讨论华夏古陆问题》一文，第一次提出地壳第三构造单元活化区概念的雏形，标志着地洼说的诞生。随后，他相继发表的《地壳的第3构造单元地洼区》（1959）及《地洼区后地台阶段的一种新型活动区》（1965）等著作，均系对这个新构造单元的特征、鉴别标志、类型划分、在地壳演化史上的出现时间和在地理上的分布规律等，做出了详细论证。

陈国达先生指出，自1859年以来，地学界传统理论认为大陆地壳大发展过程只有两个阶段：先出现活动区－地槽区，然后转变为稳定区－地台区。1959年，他在总结中外地质资料的基础上提出，中生代中期以来，地壳演化进入了

新阶段，在经受断裂作用和拱曲作用后所形成的狭长形或长圆形凹地或凸起，其大地构造性质既非地台区，也与地槽区有别，而是一种新型活化区，是大陆地壳的第三构造单元。由于它是地台区向活动区转化的产物，因而取名为活化区；又由于其最主要特征是区内出现地洼盆地，因而称其为低洼区。

地洼说认为，在地壳演化史上，不只活动区可以转化为稳定区，稳定区也可以转化为新的活动区。大陆地壳的发展过程，并非仅由地槽阶段发展到地台阶段，而是多阶段、螺旋式的升进。通过活动区与稳定区之间的相互转化、递叠，按照“否定之否定”法则向前发展，这叫做“动、定转化递进律”。它的力源机制在于上地幔软流层的物质运动，叫做散聚交替说。它与板块构造活动有关。

地洼说认为，地洼阶段是一个重要的成矿期。其特点是形成丰富的有色金鼠、稀有金属、分散元素及放射性元素等矿床；汞、氟、金刚石等也很重要。世界上80%的钨、85%的钼、50%的锡、40%的铜产于中、新生代；金刚石以中生代为产出高峰期。在地洼盆地中也产生石油、天然气、煤、油页岩、石膏、盐及其沉积铜、铀、铁等矿产。其矿床特点常以在小面积内可以集中大储量著称。而且，地洼区常可继承先成构造单元的矿产，形成矿床叠加。其成矿作用又可将先成矿床改造富化，形成新的矿床或使先成地层中的分散矿物质富集成工业矿床。

因此，在地洼区的矿产综合多样，并且常见大而富的复成矿床。由于在地壳演化新阶段有如此重要的成矿作用，因而引起了国内外成矿学者的高度重视。

五、波浪状镶嵌构造学说

1962年，张伯声教授创立的波浪状镶嵌构造学说，简称波浪状镶嵌构造说，是阐明地壳的统一构造格局及地壳运动规律的理论假说。该学说认为，整个地壳的构造是由大小不同的地壳块体和大小不同的活动带镶嵌而成的复杂构造图案，这就是地壳的镶嵌构造；同一级别的活动带与地块带相间分布，在构造地貌上显示峰谷起伏及疏密相间，并具有近等间距性，这样的构造就是波浪状构造；全球地壳表现为几个系统的一级套一级的活动带与地块带的定向排列，因而在几个方向上表现出一级套一级的波浪状构造；地壳几个系统的、从宏观到微观级级相套的地壳波浪状构造的交织与叠加，形成十分复杂但却有一定规律的镶嵌构造图案，这就是地壳的波浪状镶嵌构造。

该学说的思想萌芽于1959年。当时要阐明的问题是，相邻两地块在不同地质历史时期都与它们之间的活动带为支点带，互作天平式摆动，并且相应地引起支点带本身与之同时作激烈的波状运动。1963年，在此基础上提出了整个地壳是由不同级别的激烈运动的活动带与不同级别的相对稳定的地壳块体相结合而形成的一级套一级的镶嵌构造。并且，把相邻两地块的天平时摆动在空间上扩大范围来考虑，引伸出地块波浪的概念。自此以后，经过张伯声先生不断的研究，逐步系统化、理论化，成为目前的地壳波浪状镶嵌构造说。波浪状镶嵌构造有别于20世纪50年代以来国外学者所说的地壳镶嵌构造。他们只是认为地壳的某些部分像一层“巨大的角砾”杂乱无章地镶嵌在一起。而波浪状镶嵌构造说则认为，地壳的镶嵌是有规律的，其空间展布、运动变化都好像是几个系统的波浪的相互交织。

该学说在理论上兼收并蓄了“脉动说”的合理部分，从地球自身的运动探讨波浪状镶嵌构造的形成机制，赋予“地球四面体理论”以新的含义。它指出，由于地球以收缩为主的脉动，使地表产生4个地壳波浪系统。它们各自不停地传播及相互交织，形成地壳的波浪状镶嵌构造网。由于地球脉动所派生的自转速度的变化，又加剧或减弱了一些方向的地壳波浪，并可在上述波浪状镶嵌构造网上叠加一些其它构造形象。地壳的波浪状镶嵌构造，就是地球以收缩为主的脉动以及由此而导致的自转速度变化所造成的综合效应。

该学说以地壳波浪运动的三种基本形式（蚕行式、蛇行式和蠕行式）来形象地说明地壳各大小块体的运动是以水平方向传递为主，但是“漂而不远，移而不乱”。它有别于板块说关于岩石圈几大板块在地幔上远距离漂移的说法。而且，波浪状镶嵌构造是由于不同系统的级级相套的地壳波浪交织而成的宏观与微观统一的级级相套的地壳块体的镶嵌构造。这也有别于有限数量的岩石圈板块。

在中国明显存在着两个系统的地壳波浪：一是环太（平洋）构造带和与之类平行的一系列外太构造带以及夹在其间的那些波谷带；一是地中（海）构造带和与之类平行的一系列古地中构造带以及夹在其间的那些波谷带。二者的相互交织使中国有规律地呈现出斜方网状构造格局。在大的斜方网格中，还有次一级、更次一级的斜方网格，把中国地壳次分、再次分为更小的以至显微的块体。在中国的这种斜方网格构造中，还可以看到叠加着一些迁就向斜构造而成的正向构造带。这种以斜向交织构造网络位置，有近东西及近南北的构造叠加其上的镶嵌构造格局。这不仅是近代地壳构造的特点，而且早在元古代就已具雏形。只是在这一历史时期以某一组斜向为主，而到另一个时期则以另一组斜向为主。构造带的具体部位，也随着历史发展不断迁移，但是总的格局无太大变化。

该学说的实践意义，在于它强调的地壳运动的波浪性及其不同系统地壳波浪的交织。多年来，地学界普遍注意到了“等间距”问题，即：无论造山带、沉积洼陷带的展，还是断裂带、岩浆岩带、变质带的分布，都具有似等间距性。从而，与之密切相关的各类矿产的分布也具有似等间距性。该学说用波浪运动的根本特性对“等间距”问题作出了合理的解释。

并且，利用不同级别的地壳波浪有着不同级别的似等间距这一特点，可以在已知若干矿点的基础上，推断未知矿点和成矿有利部位；或在裸露矿床的基础上，推断隐伏矿床，以减少普查和勘探工作的盲目性。

不同系统地壳波浪的交织，使地壳的不同部位基本上显示出三种不同的地质特征，从而与之相应地发育着不同的矿产资源。两种系统的波谷带相交，形成较大的洼陷，即构造网眼中的地块，多为含油气盆地，其边部多有煤田可供开采；波峰带与波峰带相交，形成较高的隆起，即构造网的网结，多为构造较复杂的山块，构造作用强烈，岩浆活动、变质作用发育，多内生及变质矿床；波峰带与波谷带相交，即构造网的网线部位，隆洼程度因具体情况而异，多形成以波峰方向为主导构造方向的交织，决定着油田的具体位置；复杂山块和构造带内次一级活动带的交叉网点，是内生金属矿生成的有利部位；构造带边部及内部洼陷地带，对成煤和沉积金属矿都较为有利。

该学说也与地震有关。中国历史地震震中基本在两组斜向构造带内或沿其

边部周期地、交互地作跳跃式迁移。在一段时期内，地震沿北东向活动为主；而到另一时期，则以北西向活动为主。构造交叉部位，一般是地震活跃部位。但是，也有某些交叉部位表现出特长的地震活动周期，这都属于地壳波浪的干涉现象。

2018年1月14日撰写于重庆

2019年5月19日修改于重庆