Question

构造地质学的研究方法

Answer 1

地质构造的研究应包括构造的几何学、运动学和动力学的研究，以及构造发育、演化的历史分析。①构造几何学的研究是对各种地质构造的形态、产状和规模及其组合型式和相互关系进行观察、描述和测量; ②构造的运动学分析是根据构造几何学的有关资料和数据，去追索现有构造状态和位置的岩体在变形时，物质相继发生的位移、转动和应变等内部和外部的运动; ③动力学的研究则是探索构造变形时作用力的性质、大小、方向、应力场的演化以及外力与应力之间的关系; ④构造的历史分析是通过野外观察和室内对有关资料的综合研究，阐明各种地质构造的形成时期及其发育顺序。这几个方面的研究是相互联系、相辅相成的。对构造形态进行几何分析则是构造地质学研究的基础，有了构造几何分析的基础，才可能正确分析地质构造的演化历史和成因，进而对各个地区的构造分析资料及其他方面的资料进行综合分析，从而揭示出地壳构造的形成和发展规律。

尽管对不同岩石类型地区地质构造和不同尺度构造的研究任务和方法各有不同，但是，野外观察和地质填图始终是研究地质构造的基本方法。通过野外观察填绘的地质图，不仅可反映出一个地区各种岩层和岩体的分布，而且根据岩层和岩体的产状、相互关系和各自的时代，可以认识该区各种地质构造的形态、组合特征和发育史。通过绘制剖面图和根据地面的构造形态观测及钻井和物探等提供的资料，编绘构造等高线图和等厚图，能较好地反映地下构造形态的特征。

研究地质构造的形态、产状及其相互关系，一方面是采用填绘地质图、编制有关图件以及相应文字描述的常规方法; 另一方面是通过对各种面状构造和线状构造要素的力学性质、产状和相互几何关系的系统观察和测量，应用极射赤平投影或电子计算机作数理统计分析和自动化成图，从而得出地质构造产状方位的型式和对称性的特征，为建立地质构造三维空间图像、分析构造变形机制和恢复变形历史等提供依据。Bruna Sander ( 1930) 在《岩石组构学》中提出的变形岩石显微组构的几何分析方法和运动学解释原则，经广大地质学家在实践中进行修正和补充，现已发展成为不仅可用于显微构造分析，而且也可以应用于中、小型构造乃至大型构造分析。

现代航空、航天遥感技术和航片、卫片的采用，扩大了观察地质构造的视域和深度，弥补了野外地质观察的局限性; 而钻探、物探等工程和探测技术的应用，为了解地下构造情况，提供了重要资料。

研究地质构造不能只满足于形态描述，还要应用力学原理，鉴定各个构造的力学性质和相互关系，并分析它们的形成机制和各构造之间的内在联系，以便得出区域地质构造的分布和演变规律。

研究地质构造形成的力学机制，常常需要进行模拟实验。例如根据相似原理，用泥巴、石蜡、沥青或凡士林等材料，做成某种形态和尺寸的试件，在设置的相应几何边界条件下，施加一定方式的力使之发生变形，观察其变形特点、应力与应变之间的关系，并将实验模型与自然界的构造原型进行类比，借以说明这种构造的形成、发展和组合关系以及构造变形的边界条件和应力作用方式。计算机的应用使构造地质的研究向定量的数理分析方向发展。如应用有限单元法来计算一定地区内的各点的应力方向和大小，进而对该地区的构造应力场做出数学模拟，据此，可以推断出相应的构造图像，并与该地区的地质构造特征进行比较。

对地质构造进行历史分析，一般是根据地层之间的不整合接触关系及各种构造间成因联系和交截、叠加关系，并结合沉积岩相、厚度以及岩浆活动等方面的分析，或配合同位素地质年代的测定资料，分析该区构造形成时代和发育顺序，划分构造发育的阶段，恢复区域构造发展史，从而对该区地质构造的规律有一个较为正确的认识。

在构造地质学研究中，还需与岩石学、地层学、地貌学及地球物理学等学科密切结合。