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页( 123&4)(56 7 (89,(::0,0( ;$3$4<,(::0) 大地构造与成矿学
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流变学:构造地质学和地球动力学的支柱学科
嵇少丞/,’,钟大赉( ,许志琴’,夏斌9
(/B 加拿大蒙特利尔综合工学院民用、地质与采矿工程系,蒙特利尔,I’J ’;6;(B 中国科学院地质和地球物
理研究所,北京/:::(C;’B 中国国土资源部大陆动力学重点实验室,北京/:::’6;9B 中国科学院广州地球化
学所,广东广州 5/:89:)
摘K 要:地球是一动态系统,其各层圈的构造运动归根到底就是多矿物复合岩石在各种物理条件( 例如,温度、围
压、差应力、应变速率、应变方式等)下和化学环境( 例如,氧逸度和水含量)中的形变。流变学作为研究岩石力学
性质和变形行为的科学,现已成为地球动力学和构造地质学的支柱学科。本文对国际上近年来岩石流变学的最新
进展做些扼要的介绍,呼吁中国固体地学界加强流变学的研究,做出经得起时间淘洗、实践检验的原创性成果来,
使中国的构造地质学研究迈进国际先进的行列。
关键词:流变学;构造地质学;地球动力学;高温高压岩石变形实验;变形机理同步观测;物理和计算机数值模拟
中图分类号:159(K K 文献标识码:;K K 文章编号:/::/L/55(((::0):’L:(56L:0
:K 导K 言的作用与随地质时代的演化?挤压造山带如喜马拉
雅山究竟能升多高?为什么在侧向静岩压力梯度作
流变学是地球动力学的支柱学科,她是研究地用下青藏高原深部地壳可以做大规模的隧道流动?
球组成岩石和矿物力学性质和变形行为的科学高原隆起到什么高度才发生喜马拉雅山式的地壳挤
( M2?2#@,/CC5;N"O#4<&P< !" #$B ,/CC5;Q@ 2?P ******@2, 出逃逸?地震破裂如何形成、扩展和滑移?要回答
(::()。地球各层圈的构造变形归根到底就是多矿这些当今地球动力学的重要问题,无不需要我们对
物岩石的变形,因此要了解地球各层圈的变形及其地壳和地幔的流变学行为有着深刻而又详尽的认
形成的构造,首先必须深刻理解多矿物复合岩石在识。流变学作为地球动力学的理论基础,其研究的
各种物理条件( 例如,温度、围压、差应力、应变速重要性在国际上已被越来越多的地质和地球物理学
率、应变方式等)下和化学环境( 主要是氧逸度和水家认识和重视。
含量)中的流变学行为。大陆在构造挤压作用下如(::0 年 5 月/( 日发生的四川汶川大地震是中
何成山、在拉张作用下如何成海?为什么地球上老华人民共和国成立以来损失最惨重、波及范围最广
于(:: .2 的大洋岩石圈几乎全都已经俯冲到软流而且援救最困难的一次强烈地震,造成近 C 万人死
圈中去,而许多太古代( S (B 5=2)年龄的大陆克拉亡、’6 万多人受伤、95:: 多万人无家可归( 房子没
通,其岩石圈厚度高达(:: 7 9::T%,却还能一直漂了)和有家难归( 夜宿街头),导致上万亿元的财产
游在软流