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圆环形地质构造的认识研究历史已很久远，按照地质学的经历，文献记录过程可分为以下三个阶段:

(1)初始发现阶段:从地质学创立的250年前到20世纪50年代，地质调查方法和地质图测绘水平不高，所以对圆环形构造的认识、记述、记录很原始，地质观测的视野有限，对于隐伏和半隐伏的圆环形构造，规模尺度大的、小的都无法研究发现，只是记述出露地表、规模中等的圆环形构造，由于记录技术水平低，所以有关圆环形构造的标绘比较粗略，构造岩性记述也很简单，圆环形构造个体在区域空间的展示表现不出应有的规模。地质学中对圆环形构造的性质、特点，与其相关的褶皱、断层的关系也很少讨论，更无专题论文讨论记述。

(2)详细常规描绘阶段:从20世纪50年代到70年代，区域地质调查和地质图测绘工作大规模展开。全球范围的中比例尺(1∶20万～1∶25万)成为描述区域地质构造的重要依据，圆形构造普遍得到重视、记录和展示。尺度不同的各级圆环形构造得到详细、全面的记录，地质组成和类型得到总结和论述。由岩浆侵入形成的浑圆侵入体、岩钟、岩筒、岩管、岩枝、岩颈，以及古老的圆形地块、变质杂岩圆核、由底辟作用形成的盐丘、泥丘，中心式火山形成的圆形次火山岩体、沉积岩系中的圆形礁块、沉积圆盘、圆形块体等都得到详细的记述。但当时发现的都是出露地表的，估计只占岩石圈存在圆环形构造的10%左右。由于当时的地质观测和地质图描绘的水平尚低，所以圆环形构造的个体、形态和内外部地质组成都描述得不很真实形象。由于中比例尺区域地质图的新资料大大补充修改了小比例尺区域地质图件，所以圆环形构造的组群展布及其与外围其他地质构造的关系就比较充分地显示出来了。区域性的地球物理和地球化学探测中也展示出圆环形构造的重力、电磁、放射性、化学性状，从而使圆环形构造的调查研究普遍开展起来，不同类型的专题论文对圆环形构造进行了总结论述。例如，旋涡、砥柱、莲花状、旋转核等构造。由于金伯利岩型岩管的发现，证明了岩管具有强爆、冲击、刺穿的特征。也发现了很多新类型的岩筒、岩颈、岩枝，如碳酸岩筒、盐丘、泥丘等。

近年来华北地块核心部的冀鲁旋卷构造，峨眉幔隆的基性火山岩圆涌构造等影响到广大地区的构造矿产事件逐步引起人们的重视。原已发现的大连白云山莲花状构造，辽宁铁法大隆矿系涡轮构造，内蒙古乌呼都克地区的里泥河孪生圆涌构造，永安环形构造，衡阳环形构造和日本关东大地震的近代地壳旋扭构造等也得到了较深入的研究。威廉士将环形断裂构造划分为五个类型:①火山环状崩坍断裂(应该包括不同类型的正向、负向中心式圆涌构造，露头和隐伏的火山机构);②撞击的环形断裂;③环外辐射断裂系(应该还有切线断裂系);④隐伏的环状断裂(应该包括降升和冷缩的圆形岩体、随动的地块等);⑤岛弧旋涡构造，如斑达海等，在海底的火山中圆涌构造分布很广，类型也很多。

在矿产勘查的过程中，隐伏和半隐伏的圆环形构造也被陆续发现。截至20世纪70年代，用常规方法发现的岩石圈内圆环形构造估计只占总数的25%左右，远未达到其应有的数量，所以此时圆环形构造虽然被记述，人们却未能形成新的理念。只有当大量圆环形构造被发现以后，才能为新的地质构造理论的创立奠定基础(图版1-1，1-2，2-1，2-2，3-1，3-2，4-1，4-2，4-3)。

(3)圆环形构造、圆涌和深源强热动力学理论的崛起阶段:20世60年代起，航天对地遥感技术的出现，使地球科学研究发生了巨大的转机，航天遥感技术对地球表面进行了千万次的宏观、形象、真实的记录，提供了全球范围内的海量数字影像，大大修改、补充了地质学者对地球的常规认识，详尽真切的信息资料引起全世界对地球再认识的热潮，真实形象的全景展示开启了地球科学研究的新纪元。这些记录检验并大大补充修改了不同比例尺的区域地质图件，从全球地质构造的新高度，催生了很多新的地球科学理念。使人们比较全面、深入、详细地发现地球表面到岩石圈存在大量密集的、不同尺度规模的、从几米到几千千米直径的圆环形地质构造，它们世代重叠，新老交织地构成地球主体，从而改变了历来认为地球结构以圈层板壳为主的传统观念。表明地球的表面、乃至数百千米深部的岩石圈地幔，不存在板壳圈层结构，而是重叠密集的圆形筒柱状、辐射状岩管、岩柱。古老的厚度小面积大，后期的直径小深度大。这一结果，大大超出了常规地质学的预料，从而不得不以新的理念，重新审视已往的地球地质构造结论，引发了“地球的圆涌结构与深源强热动力学”理论推断。1978年作者正式提出这一新地质构造理论，编印了地质遥感培训班教材讲议(参见下边的缩印书迹)，开始了地球圆环形构造的研究探索。

地球的圆涌构造与深源高能强爆热动力学

地球的圆涌构造与深源高能强爆热动力学

地球的圆涌构造与深源高能强爆热动力学

地球的圆涌构造与深源高能强爆热动力学

近30年来作者曾在不同的地质院校、学术会议上进行过讲授交流，发表了相关论文，开展了专题研究，编制了不同范围、不同比例尺的专题地质图件。与很多地质机构进行合作探讨和开展专题咨询，取得了一定的实用效果和理论发展。相关内容将在本书中论述介绍。

这里要引出一段经历，说明此学说艰难的萌生过程。我在参加编写《地球科学大辞典》时，由我主笔的遥感部分中有关圆涌构造的释文经过了多次修改，分别为:

［环形影像］circular image，annular image是在航摄相片、卫星图像等遥感数字或模拟图像上呈圆形、椭圆形、同心圆形、交接圆环形、布列圆形或不规则浑圆形、破裂圆环形等由曲线圈闭形成的影像(图版18-5，18-6)。

［影像环状特征］image circular feature是在航摄相片、卫星图像等遥感图像上边界为明显或隐晦、断续延伸、封闭呈圆形、近圆形、椭圆形、破裂圆形、同心圆形、交接圆环形、布列圆形或不规则圆形曲线所显示的影像。它包容的范围、直径由数米到上千千米。其边界和色调、影纹、结构、地貌和地表景观特征与其周围地区有明显或比较隐晦的差异。圆形影像上往往形成独特的高地或低洼地，发育环形、放射形向心型、背心型冲沟水系。地表地质被覆物和微地貌、土壤和植被，含水性等特征也与周边有一定差异。同时存在圆环型、圆心辐射型和周围切线型几组构造破碎、裂隙断裂带。这类影像都有特定的地质构造意义(图版8-2，9-3，30-6)。

［环形构造］circular structure是遥感图像揭示的大量圆形影像、环形影像，规模大小不等，以各种型式密集重叠排列分布。表现为地表地形地质景观，如环形山丘、圆形盆地、环形洼地、环形山、圆弧形的陡崖、圆形湖泊、湿地、环形放射形冲沟水系、圆环形土壤、植被、表土干、湿带、圆环形地貌单元、圆环形影像条带等地表景观和独特的图像影纹结构。此外，边缘规整的弧形构造也多属破裂圆环形构造的残留部分，经过还原归位，都可以恢复到原来的圆环形影像构造形态。很多大型的圆环形人工农林、工程形状也往往受到圆环形地质构造背景条件的控制，所以已观测到的圆环形影像，都有一定的地质构造意义。因此说圆环形构造影像的大量发现、揭示是遥感技术对地质构造研究的贡献。数量众多、类型复杂、结构交织的遥感影像信息，大幅度地拓展了地质学的认知视野，对扩大深化地质理论研究，提高地质应用效益都提供了发展前景，并将陆续发挥更大的遥感信息潜力。圆形构造不仅是地球中浅层岩石圈、水圈和大气圈中普遍存在的物质力能运动形式和结构形态，而且在月球、水星、金星、火星等类地星体中同样也存在大量密集分布的环形山、圆形盆地和旋涡状运动、结构形态。对研究外星体对比地质学，探索类地星体、太阳系乃至其他天体的天文地质演化也有重要的科学意义。圆环形地质构造类型很多，形成机理也很复杂，是现代地质学研究的新领域和突破点(图版32-8，40-1)。

［圆环状构造］ring structure是地球乃至外星体表面普遍存在的稠密交织分布的、不同尺度、不同类型和不同世代的大量圆环形结构。在已知的星际空间，圆环形地质构造是最普遍、最重要显赫的物质力能运动的形式和结构。遥感技术出现之后，大大扩展了圆环形地质构造的揭示能力，提供了比已往地质文档、图件中记录描述的圆环形、旋涡形、圆块形、圆弧形构造多成百上千倍的图像信息，大大拓展了地质研究的基础信息，必将引起地质构造理论的重大发展。目前观测到的圆环形地质构造类型有:地壳浑圆块体、圆形结晶基底、碎裂的萌地壳块体、圆形的变质岩、侵入岩穹窿、圆形侵入体和岩浆穹窿、中心式火山、次火山机构、岩株、岩筒、岩颈、圆形盘地、圆形山原、沉降区、沉积、盖层圆形褶皱、穹窿、盐丘和其圆形底辟刺穿构造、隐爆角砾岩筒、强爆地内动力丘穹、圆形礁块、圆形陨击洼坑等。圆形构造的成因假说很多，有传统的侵入岩、火山、地壳浅部硬核旋扭、旋涡、周边块体的挤压、冲涌等。也有人认为是由陨石撞击形成的。最新的说法是源自地球深部，主要是上地幔、下地壳极高热核能爆形成的岩浆、地幔柱的向地球外壳冲涌，圆筒形通道形成的超强力穿层结构。地球不同深部的强热核爆炸，形成巨大的冲击、刺穿、喷射，引发火山、地震，推动岩浆(包括高强热湍流、旋涡流、固态岩石、液体和气体)冲涌到岩石圈的不同部位，引发一系列物质热能强冲击，形成不同世代的圆柱(筒)形地质构造通道，滞留在岩石圈的不同部位，控制着地壳中浅层的所有地质过程，包括岩浆侵入、火山爆喷、造山褶皱运动、侵蚀剥蚀、沉积、变质改造。这种源自深部的贯通性特高强爆热力物质湍流对本圆形内和邻近周边的地质演化全过程具有全系统主导作用，包括岩浆侵入、火山喷发、内生矿产的聚集，各种地质构造运动、沉积-变质作用和外生矿产的形成、总体地质结构的塑造等。同时也引发地震、海啸、地内强爆、旱涝、酷热-严寒、强风、暴雨、雷电磁暴、地光、特殊粒子物质喷射等灾害和生态环境变迁。成为贯穿岩石圈-水圈-大气生态圈的垂直联协的超强热动力链，统帅着综合地质作用的全过程。自从圆环形构造被遥感揭示以来，地质诸元素间成因有了相关逻辑的集成显示，引起地质学界的高度重视，同样可应用到海洋、气象、生态环境和灾害学研究领域(图版18-5，28-9，28-11，28-15，29-11，36-1，36-11，52-11，52-12，52-13)。

圆形构造依其空间规模，直径尺寸可划分为:洲际级，包括:①＞5000km(例如西亚大圆，直径6300km)，②3000～5000km，③1500～3000km;区域级，包括:④1000～1500km，⑤500～1000km，⑥250～500km;地段级，包括:⑦200～250km，⑧150～200km，⑨100～150km;亚地段级，包括:⑩50～100km，(11)30～50km，(12)10～30km;小地段级，包括:(13)5～10km，(14)3～5km，(15)1～3km;局部级，包括:(16)0.5～1km，(17)0.1～0.5km，(18)0.05～0.1km，(19)0.01～0.05km，(20)0.005～0.01km，(21)＜0.005km。依其结构层次划分为集群、系列和个体三级。依地质结构可分为16个类型。依演化程序分为8个世代。组成一个包括性质、规模、世代、结构的分类，中心经纬度、地名的命名与编码系统，可快速地将广大范围内的圆环形构造进行登记描述，标注相关地质图件，随时可以进行补充修改，建立专题数据库，进入大系统检索、分析、应用。

弧形构造一般都可恢复成圆环形模式，按圆环形构造处理解析，研究应用。

［环形构造］circular structure又称圆形构造。是地球和其他星球表面普遍存在的一种构造形式。在地壳中它以近圆形的构造环带为特征，通常在卫星相片上有明显表现。环形构造的成因具有多样性，它可能是地壳深部强烈的热动力冲压、旋扭作用的产物(具有明显的圆形、环形、弧形边界);也可能是地质历史早期陨石撞击的遗迹;有的可能是侵入岩体的露头或隐伏边界;有的又可以是大型盆地的边界。而在平原地区出现的圆形构造也可以起因于地下水位的急剧变化。

请看这样一个再简单不过的地质概念，却经过了多次反复的修改。

回到正题，下面是地球的圆涌构造与深源高能强爆热动力学的基本概念理论模型。图1-1表示包括地核、地幔、地壳的总体动力地质结构。在超强热核动力驱动下，地球深部物质以爆胀形式急剧地向浅部喷射、冲击。一个强热中心的形成可能持续很长的地质年代，在经过急剧上涌之后，就可以进入“休眠”待发阶段。圆涌构造以单体群居形式，爆发、穿刺到地球的中浅部，成为地球构造运动的主力体系。

图1-1 地球深源高强爆(圆涌)构造动力学总体示意图(中新生代)

图1-2a为深源高强热爆(圆涌)的内部热动力分布情况，图1-2b为圆涌构造的组成部分。图1-3为一个深源高强爆中心，从根源，经地内、陆壳、洋底、海洋到大气生态圈的个体结构动力全貌。

热核强爆并不全发生在地幔区带，也可以发生在壳幔交界处，甚至地壳岩石圈或地核部位。现今观测到的地震、火山源深度，就预示着地内强爆、震颤的深度，产生震颤的高温、高压、低速点可能分布在地内的不同深度，所以圆涌构造不能仅以地幔热核概括之。地内强震颤不仅空间范围广，而且频率很高，现代地震仪测得的地震火山点爆发频率为500万次/年，其中人类可感知的不下2000～3000次/年，强震爆200～300次/年。海洋地区如也能观测，则其总频度可能尚有大幅度增加。有些震颤地表可能很微弱，并不表明那些震爆一定不强烈，只是距离太远吧。这充分表明我们赖以生存的地球，尚属较年轻的星体，经常处在活跃震颤、暴胀的状态。

人类有史以来所经历的强烈地震、火山、地爆在地球地质构造上并没有造成明显的构造形变，要形成如此明显、稠密的圆涌构造形迹，必须有翻天覆地的构造运动、环境生态灾变，其能量要比现今标定的最强火山、地震、地爆能量高2～5个数量级。这种重塑地球内外结构构造的点发源特高能热———圆涌构造深源特高能强爆热动力，才是当代最真切的地球动力源。

这些新的地球动力学见解，将在本书以后的章节详细论述。

图1-2 圆涌结构示意图

图1-3 深源强热爆中心、海底火山成矿(包括油气)、环境灾害竖直动力贯层圆涌链(地质烟囱)