“新構造”是1948年由前蘇聯地質學家奧布魯契夫(B.A.Обручев)首次引入到地質學與地貌學中,本意指“新近紀以來各類地殼運動所形成的構造及其在現今地表的各種表現”。在1984年由英國地質學家漢考克(P.L.Hancock)和威廉姆斯(G.D.Williams)共同召集的“新構造國際會議”上,進一步將其明確為“現今構造應力場及構造地貌格局形成以來所發(fā)生的構造運動”。由于新構造運動和現今正在進行的板塊運動、斷裂活動、褶皺變形、地塊升降及拱曲掀斜、地震與火山等地質過程,以及伴生的地面沉降、崩塌滑坡災害、海平面變化、河口變遷、地熱與溫泉、地下水活動、熱液成礦、油氣運移與賦存等資源環(huán)境效應密切相關,它不僅是研究大陸動力學理論研究的重要內容,更是關系到國民經濟社會發(fā)展中的國土空間規(guī)劃、環(huán)境保護、能源資源開發(fā)利用、重大基礎設施規(guī)劃建設、災害防御和地震預測等眾多領域。因此,新構造研究一直備受重視,新構造學伴隨經濟社會發(fā)展的迫切需求和地學的快速發(fā)展,已經成為大地構造學中相對獨立的分支學科,并成為活動構造、地震地質和構造地貌等研究領域的重要的基礎性學科。
認識自然環(huán)境的變化規(guī)律,尤其是全球變化的過程及其機理,從而維護好地球的生態(tài)環(huán)境,是人類生存發(fā)展面臨的重大課題。而新構造運動與自然環(huán)境存在著密切聯系,這主要體現在兩個方面。一是新構造研究的重要目標之一是揭示現今地殼運動在全球變化中,即巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈相互作用及其動力學過程中的作用與機制,深入理解現今地殼運動與地貌演化、地表過程、水系演變、氣候變化以及環(huán)境變遷等方面的內在動力聯系,從而有助于更深入認識全球變化過程和預測其未來發(fā)展趨勢。二是新構造運動與地表過程、氣候變化及人類活動之間存在著復雜的相互作用和互饋機制,如在新構造運動中的地殼強烈增厚區(qū),山地強烈隆升,通過地表侵蝕形成巨大地勢反差,進而引發(fā)崩滑流等多種地質災害作用,同時影響著碳循環(huán)和大氣環(huán)流路徑,并導致氣候變化;在地殼減薄區(qū)形成的斷陷盆地,在為人類活動提供地下水、地熱和油氣等能源資源及良好生存空間的同時,也帶了地震與火山等災害作用。人類日益增多的工程活動也同樣會影響現今地殼運動,如大型水庫蓄水、深層油氣與礦產開采、地下水和干熱巖利用等工程,因為改變局部地殼應力環(huán)境和地下承壓水的水位等,常會伴隨誘發(fā)地震、地面沉降和滑坡等災害。因此,深入理解和掌握新構造運動的過程、特征與規(guī)律,是破解與之相關的一系列資源環(huán)境問題的關鍵。
新構造研究的重點是探測現今地殼運動的方式、幅度與規(guī)律,并揭示與之相關的地表過程、深部作用和環(huán)境災害效應等。其方法涉及歷史與考古、空地觀測與大地測量、地貌學、地質學、地球物理、地應力、年代學和模擬計算等多學科手段。經過數十年的發(fā)展,隨著空地觀測、第四紀年代學、模擬計算和實驗分析等方面新技術的快速發(fā)展以及深部探測能力的不斷提升,使得實時獲取從大空間尺度到露頭尺度的高精度地表高程數據與形變數據、探測巖石圈不同圈層的更高精度結構構造、測量3000 m以上深度原地地應力、精細測定第四紀多類型沉積物年齡、定量恢復山脈隆升與盆地斷陷過程、限定地表侵蝕速率、追溯江河演化過程中的物源變化以及模擬分析地表過程與深部作用的互饋反應等都成為了可能,從而促使新構造研究從早期的以地表定性描述-半定量分析為主,步入了以深淺部緊密結合以及地表觀測、實驗測試與模擬分析緊密結合為特征的精細化、定量化研究的新階段。
中國大陸地處歐亞板塊東部,是由許多古老陸塊在漫長的地質演化過程中經多期碰撞造山作用最終拼合而成的,不同塊體之間的巖石圈性質差異明顯且結構復雜,上地殼也相對破碎。新生代期間,中國大陸西南的印度板塊以約40~50 mm/a的速率向北北東方向快速運移,并以低角度俯沖至歐亞板塊之下,而東部的西太平洋板塊以約80~90 mm/a的速度和高角度向西快速俯沖至歐亞板塊之下。晚新生代期間,特別是距今約10~8 Ma以來,中國大陸在周邊板塊的持續(xù)快速俯沖與碰撞作用下,其內部的許多古老塊體與古造山帶都發(fā)生了不同程度的復活,形成了復雜的新構造變形系統和眾多活動斷裂,造就了中國大陸西高東低的構造地貌格局和獨特的季風氣候特征,而這一期間巖石圈運動所產生的各類構造變形及相關的構造地貌演化過程等都屬于新構造范疇。
由于我國的新構造運動非?;钴S,相關的資源環(huán)境效應突出,自然災害類型多,強震頻發(fā),是全球陸內遭受相關自然災害威脅最為嚴重的國家之一。因此,深入認識和理解我國的新構造運動特征、規(guī)律以及與之相關的環(huán)境、資源及災害效應,在科學研究和實際應用中具有重要意義。我國新構造研究的起步主要在新中國成立以后,尤其是1956年在李四光先生和竺可楨先生的倡議下召開的“中國科學院第一次新構造運動座談會”,標志著我國新構造研究階段的正式開啟。近幾十年來,為了支撐服務國民經濟建設中的多種需求,我國在新構造領域相繼開展了重大能源與交通工程的活斷層鑒定與地殼穩(wěn)定性評價、活斷層填圖與城市活斷層探測、重要經濟區(qū)的活動構造調查、青藏高原與環(huán)鄂爾多斯裂谷區(qū)等典型活動構造區(qū)帶的第四紀地質與構造地貌研究以及大地震的孕震機理與發(fā)震構造探測與研究等生產科研工作,有力促進了我國新構造研究的理論發(fā)展和技術方法進步。
目前,我國正邁入全面建成社會主義現代化強國的新發(fā)展階段,建設美麗中國過程中的生態(tài)環(huán)境問題正得到日益重視,人與自然之間如何和諧共處的問題也變得更為突出,這也為新構造研究領域提出了新的需求和挑戰(zhàn),并必然會影響我國新構造研究的未來發(fā)展。在此背景下,《地質力學學報》在2021年第2期(正刊)組織出版了“新構造與環(huán)境”專輯。該專輯在專家評審基礎上,共精心遴選刊發(fā)了14篇代表性文章,涵蓋了新構造領域中的活動構造、地震地質、構造地貌以及環(huán)境與災害等4個主要研究方向。內容包括:對青藏高原東北緣西秦嶺地區(qū)的地表彌散變形特征與機制的新認識,探討藏南近南北向裂谷的成因機制,在被認為相對穩(wěn)定的甘肅北山新發(fā)現晚第四紀活斷層,提出走滑斷層百萬年尺度的位移恢復方法并給出了應用實例,綜合高清遙感與地表觀測結果厘定了西藏尼木1901年強震的發(fā)震構造,基于數值模擬分析汶川大地震的同震與震后形變和探討海原-六盤山斷裂不同段落的未來強震危險性,利用歷史航片生成高精度DEM來追索和厘定城市區(qū)的活斷層形跡與地表變形,綜合物探、鉆探和年代學數據揭示上海地區(qū)隱伏斷裂的第四紀活動性,利用構造地貌方法揭示太行山的地貌發(fā)育階段及其與新構造運動關系,并進行鄂爾多斯西緣桌子山地區(qū)河流襲奪與分水嶺遷移特征研究,綜合碎屑鋯石U-Pb和地球化學方法進行物源示蹤和河流沉積物的擴散研究,利用音頻大地電磁方法探測巧家巨型古滑坡結構特征與穩(wěn)定性,通過活動裂谷區(qū)的晚第四紀地質環(huán)境變化研究揭示環(huán)境變遷對人類聚落分布的影響。
此次專輯中出版的新成果一方面反映出當前我國一些典型新構造區(qū)活動構造與地震地質方面的新認識與新觀點,同時也給出了一些具有借鑒意義的新構造研究領域主要方法手段的應用實例。希望這些最新成果有助于讀者從中了解該領域不同研究方向的最新研究動態(tài)與技術方法應用,并相應提升有關領域的理論認識水平。同時,在此對該專輯組織出版付出了辛勤勞動的所有作者、審稿人和編輯人員等表示衷心感謝!