地质力学

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  地质力学汉语拼音:Dizhi Lixue;英语:Geomechanics),运用力学原理研究地壳构造和地壳运动规律及其起因的学科

  地质力学在中国是由地质学家李四光创立。最初是从1921年研究中国北部石炭纪二叠纪含煤地层开始。1924年以后,李四光对比了中国南部和北部石炭-二叠纪及地球上其他地区同一时期,特别是古生代以后海进、海退现象,认为大陆上海水的进退,不仅是海面的升降,可能还有由赤道向两极,以及反过来由两极向赤道的方向性的运动。据此,他推断大陆运动也可能有这种方向。

  1926年,李四光发表《地球表面形象变迁之主因》,提出“大陆车阀说”。1929年发表了《东亚一些典型构造型式及其对大陆运动问题的意义》一文,概括了不同类型构造的特征,建立构造体系概念,为地质力学奠定了基础。20世纪30年代确定了阴山秦岭南岭三个巨型纬向构造带,以及东亚地区华夏和新华夏构造体系及淮阳山字型构造等。40年代初,李四光正式提出地质力学这个名词。1947年李四光在《地质力学之基础与方法》一书中,从应力、应变和岩石物性着眼,研究了构造形迹性质,划分了构造系统,厘定了构造型式,分析了构造系统的联合,最后提出解决地质力学问题的途径。1962年李四光发表了《地质力学概论》一书,扼要阐述了有关地质构造的若干传统概念、地质力学的方法、地质力学中存在的问题和地壳运动起源问题。把构造体系明确地归结为三大类型,即纬向构造体系、经向构造体系和各种型式的扭动构造体系。60年代以后,地质力学的理论和方法在中国的地质工作和研究中得到较广泛的推广和应用。

  地质力学既研究地壳运动产生的各种形变现象的规律,也研究由地壳运动产生的物质的变化规律,以及两者的相互联系。反映地壳运动的一切现象都是它考察研究的对象,包括构造体系的规律、海洋运动的遗迹、岩浆活动的现象、变质岩带的发生和矿产的形成等。研究内容可概括为四个方面:

  1.构造体系的研究。包括:构造体系类型的划分;构造形迹力学性质的鉴定及其空间排列规律;岩石力学性质及构造应力场的分析;构造运动时期和构造体系形成时期的鉴定;现代地壳运动和活动的地应力的观测;岩石内流体运动和构造型式对油、气的动态与油气集中的控制作用;各级构造体系对矿产分布规律的控制作用;构造应力场与地球化学场及地球物理场的联系。

  2.全球大地构造体系的特点和分布规律,以及与各种构造体系同时发生的沉积建造、岩浆岩建造、变质岩建造和矿产资源的成生联系。

  3.古生代以来全球大陆运动和海洋运动问题。首先着眼于中国及邻区石炭–二叠纪大陆运动与海水进退规程。

  4.地壳运动问题。包括:区域性升降运动与水平运动的联系;地球角速度的变化和潮汐作用对于大陆运动和海洋运动的影响;太阳辐射的变化和地壳运动与地球运动对古气候变化的作用等。

  地质力学在矿产地质、水文地质、工程地质、地震地质、地热地质以及地区稳定性研究等方面,特别是对中国石油、煤田和若干金属矿产的预测以及解决重大工程建设和大型矿山开发中遇到的地质问题,都起了重要作用。