重力構造學

重力構造學研究在重力影響下的岩石變形過程及其結果的地質學科。

從物理學角度來講，由於重力勢的降低所產生的構造變形總特徵，統稱為重力構造。重力作為一種體力是無所不在的，因而，重力構造的分布是極為廣泛的。在不同尺度和不同層次上都有表現。其中，地殼上部層次的重力滑動構造-岩體或岩體構造在重力作用影響下向下坡滑動所形成的構造變形分布最為廣泛，是最常見又最易被人們理解和接受的重力構造類型。

歷史起源

第一階段（1799-1888），主要是現象的描述和局部構造的認識。重點放在褶皺的成因上，把褶皺作用解釋為岩體沿傾斜面向下運動的結果。

第二階段（19世紀末-二次世界大戰），主要是通過西平寧山、阿爾卑斯山等地區規模巨大的推覆構造研究而向前推進的。

第三階段（二次世界大戰後-60年代中期），通過典型的重力滑動構造實例分析和模擬，開展了重力構造形成機制的研究。同時，對重力構造進行了必要的理論綜合，提出了各種分類方案，更加強調了重力在造山和塑造最終構造型式上的作用。重力不穩和密度不均、重力勢和空間勢、孔隙流體壓力和有效應力等一系列物理學上的概念，大量引入構造地質學中。重力構造演化的理論模型和比例模型也相繼提出。

第四階段（60年代中期-現在），隨著對海洋和大陸的地球物理探測等調查工作的開展，發現和認識了大量的拆離斷層、犁式斷層、薄皮斷層等和其它各種形式的伸展構造組合。不同尺度上的界面在構造變形中的重要作用，也越來越被更多學者關注。特別是60年代開始興起的板塊構造學說，對重力構造學的發展起了很大的促進和推動作用。

研究對象

（一） 重力滑動構造

重力滑動構造作為一種構造型式來說，一般是指地質體在自身重力作用下沿著巨觀滑動面或具一定厚度的滑脫帶向下滑動，以簡單剪下變形方式為主。重力滑動構造常由下伏系統、潤滑層、滑動面（勺狀斷層）、滑動系統和前緣推擠帶五部分組成，也稱重力滑動構造的五個結構要素。

（二） 重力擴展構造

重力擴展構造是指地質體在自身重力作用下的屈服壓扁和側向擴展。它也是導源於重力的體力，並與重力勢能的釋放相伴生，最終結果也使形體的重心降低。但它與重力滑動作用有明顯的區別：重力滑動作用一般是沿著巨觀滑動面或具一定厚度的滑脫帶向下滑動，以簡單剪下變形方式為主，而側向重力擴展作用則是通過物質的內部運動，或沿著透入性面分層塑性流動的結果，物質運動是水平的甚至可以逆坡向上。所以，岩石的物理性質也限制了擴展作用的進行，只有塑性較大，可以在自身作用下擴展和壓扁的岩體，擴展作用才比較明顯。

（三） 垂向重力構造

垂向重力構造包括生長、壓實和擠出等以垂向運動為主的重力構造。這些構造雖然只在重力構造作用控制下，物質以垂直上下的運動為主，但它們仍與側向水平運動密切相關並伴生出現。而這些構造本身又有許多亞類，如生長構造中有沉積盆地構造和生長背斜。盆地構造中可伴生有滑脫背斜、滑落背斜；而生長斷層又伴生有滑動段階、反向斷層系及滾動背斜。壓實構造中又有與基岩凸起有關的披覆背斜和與不同沉積物的壓實有關的礁體壓實構造及砂體壓實構造。而擠出構造包括岩鹽底辟構造、泥岩底辟構造和岩漿底辟構造等。

國內研究現狀

我國的重力構造研究起步較晚。馬杏垣領導的北京（武漢）地質學院嵩山科研集體，自60年代初起，通過對河南嵩山地區中晚元古宙五佛山群形成的重力滑動構造研究，強調了重力在構造變形中的重要性。經過幾十年的反覆實踐並結合國外大量研究實例，提出了重力不穩和密度不均可作為構造變形驅動力的觀點（馬杏垣等，1981），填補了我國在這一領域的空白，現在全國幾乎所有省區均發現有規模不等、性質各異、類別繁多、分布廣泛的重力構造（馬杏垣，1989）。