古、今构造应力场研究方法
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撰写了《地质力学概论》（1962），对构造体系的研究方法、手段和 实践作了系统总结，把构造应力场作为厘定构造体系的手段，并认为 把构造应力场作为独立的分支学科去研究会更好；拟定了《岩石力学 与构造应力场分析》的编写提纲（1965），并提出了学科的研究方向。
进行了众多平面构造应力场的实测研究，包括地应力解除测量、地应 力监测、断层位移测量等，在模拟实验研究上发展了众多方法，包括 光弹法、明胶网格法、泥巴网格法、脆漆法等。
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了“限制”，共计五类，见表3-1。通过上述关系的判别，就可以确定构造变形的相 对次序，进而进行构造期次的划分，即确定不同构造应力场的相对先后顺序。
表3-1 不同时期构造变形的互相关系类型
关系类型 Ⅰ限制 Ⅱ迁就 Ⅲ切错
Ⅳ叠加 Ⅴ置换
简要说明
即晚期构造变形被早期构造变形所限制，一般出现在晚期构造应力作用相对较弱而应力 方向不同的情况下出现。
开始三维应力实测和三维构造应力场的探索研究，在研究中注重结合 区域岩石力学性质的变化规律，使构造应力场研究进入了量化研究阶 段。反映该时期科研工作的代表作有《古构造应力场》（万天丰，1988）、 《岩石力学与构造应力场分析》（陈庆宣等，1998）等
开始普遍采用有限单元法在计算机上进行构造应力场的数学模拟，并 取得了很大的进展。近年来还发展了非协调有限元法、动态有限元数 值模拟方法，使模拟结果更加贴近实际。
最大主应力方向（σ1） σ1⊥断层走向与倾向
σ1∥断层倾向 σ1∥共轭平移断层的
锐角平分线
中间主应力方向（σ2） σ2∥断层走向 σ2∥断层走向
σ2⊥σ1与σ3所构成的面
最小主应力方向（σ3） σ3∥断层倾向
σ3⊥断层走向与倾向 σ3∥共轭平移断层的
钝角平分线
σ1⊥褶皱轴面
σ2∥枢纽走向
σ3包含于轴面内，⊥枢纽
指后期构造变形作用极强烈、完全取代早期的构造变形，其形成反映了后期构造应力作 用远强于早期的构造应力作用。
总之，到目前为止，大致厘定不同期次构造应力场的相对发生次序是可能的， 但要拿出各构造应力场的确切发生时期就困难了。
3．2 “定向”研究的主要地质方法
3．2．1 古构造应力场方向的研究方法 （1）野外地质形迹定性分析
σ2⊥σ1与σ3所构成的面 — — — —
σ2∥b 轴线理方向 σ2∥b轴线理方向 σ2∥b轴线理方向
σ3∥伸张区的角平分线 — — — — — — —
—
—
σ3∥b轴线理方向
—
—
σ3∥b轴线理方向
—
—
σ3∥b轴线理方向
该方法的主要理论依据是，认为构造应力作用使岩石内磁性矿物产生定向排列、韧 性变形或定向重结晶，从而导致岩石产生磁化率的各向异性，图3-1为其原理示意图。
三、构造应力场的传统地质研究方法
构造应力场的研究方法可分为传统的地质研究与近年来才兴起的数值模拟研 究。本节主要回顾了一些传统的地质研究方法，并依据定时、定向及定量三方面的 研究内容进行分别论述。另外，由于古构造应力场与现今构造应力场分别代表的是 地质历史时期和现今某地区的应力状态，对于构造应力的方向及大小，两者的研究 方法亦有所不同，因此在相关小节分开叙述之。
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关于构造应力场的研究内容，普遍认为包含两个层次：一是确定各地的点应力 状态；二是在得到上述各点应力状态的基础上研究一定区域范围内各个构造活动时 期的构造应力分布。在实际研究中，主要包括三个方面，即定时、定向和定量。定 时主要是确定各构造应力状态的不同形成时代；定向就是利用各种构造形变来确定 各地质时期的构造应力方向，即3个主应力轴的方向，通常最关心的是最大主应力轴 的方向；定量就是确定(或估算)各构造时期构造应力的大小。
σ1⊥原始岩层
σ2∥长轴方向
σ3∥短轴方向
包括滑褶皱、柔流褶皱等，其与应力作用的关系复杂，本文暂不论述
σ1∥节理面 σ1∥共轭剪节理的
锐角平分线
σ2∥节理面 σ2⊥σ1与σ3所构成的面
σ3⊥节理面 σ3∥共轭剪节理的
钝角平分线
σ1∥压缩区的角平分线 σ1⊥面理 σ1⊥面理 σ1⊥面理
σ1∥峰线角平分线 — — —
（4）沉积相与沉积波动分析方法
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通常地块的运动方向、板块内部的缩短方向以及裂谷的走向就是区域最大主应 力方向，而板块内部的拉张方向则是区域最小主应力方向。因此，可以采用沉积相 带、沉积等厚线、同沉积构造等来协助确定区域的古构造应力方向。利用沉积波动 分析方法确定古构造应力的方向，则主要通过在时间尺度上计算各地质时期地层
3．1 “定时”研究的主要地质方法
构造应力场的定时研究包括两方面的内容：一是厘定各期构造应力场互相之间 的先后次序；二是确定各期构造应力场的绝对形成年代。
对于构造应力场绝对形成年代的确定，纵然国内外许多学者都做过该方面的研 究，也利用了包括地球化学同位素定年等先进的年龄测试手段，但目前仍然是未解 决的难题。例如，测定构造断裂发生后贯入的岩脉或矿脉的年龄，虽然可以大致的 拿出构造断裂形成时期的下限，但很难给出其上限，这还不包括断裂发生到岩脉开 始贯入之间的时间差；再比如，虽然对于长期缓慢变形的褶皱，它的形成时期可用 褶皱构造的最新地层年代和不整合面之上的最老地层年代来确定，但对于快速短期 变形的褶皱，就不再适用。
构造应力场可按照不同的划分标准划分出各种类型。例如，依据展布地域的大 小，可划分出全球构造应力场、区域构造应力场以及局部构造应力场。在漫长的地 质历史时期，同一个区域的构造应力场是随着构造作用的发生而动态变化的，即随 时间变化，并且不同时期下的构造应力场对油气聚集的影响也不同。正因为如此， 依据构造应力场的形成与活动时间，通常将构造应力场划分为地质历史时期的构造 应力场（古构造应力场）与现今构造应力场进行研究。古构造应力场一般指地质时 期的构造应力场，可按其具体地质时期进一步详细划分，如印支期、燕山期构造应 力场等；而现今构造应力场则通常指目前正在活动的构造应力场，其研究的时间尺 度则主要由研究手段、方法的年代来确定。
二、构造应力场的研究历史及其主要研究内容
自我国著名地质学家李四光在上世纪20年代提出“构造应力场”的概念以来， 国内外的地质学者对其的研究就从未间断过，尤其到了上世纪80-90年代，在世界油 气勘探事业的推动下，构造应力场研究得到了飞快的发展。表2-1为根据部分参考文 献整理的我国构造应力场研究的发展历程。
各地质时期保存下来的野外地质形迹包括断层、褶皱、节理、韧性剪切带及其 他可用来判断各主应力方向的小构造等，表3-2列出了各种构造变形所反映的构造应 力方向。
（2）室内显微构造定性分析 利用各种显微尺度（一般10-9-10-3m）的构造变形来反映某点的应力状态，并与
其他大、中、小型构造的分析相配合，已成为研究古构造应力方向的一种有效方法。 该方法中用来确定主应力方向的显微要素主要是一些造岩矿物的结晶学参数、变形 纹及双晶纹等。其中研究最多的矿物有方解石、石英、白云石、云母及橄榄石等。
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（2）岩石声发射法 固体材料在外力作用下，内部的缺陷或不均质区会发生应力集中，导致微破裂 的产生和扩展，同时累积的应变能也随之迅速释放，伴随着应变能的释放所产生的 应力波，叫声发射。1956年，德国学者凯瑟（J.Kaiser）在研究中发现，如果试件 在进行加载试验之前，已经受到过应力的作用，那么在第二次加载时，当所施加的 载荷低于先前所受到的应力水平，试件将不会产生声发射活动，直至应力达到该水 平后，声发射才得以恢复，这被称为凯瑟效应。岩石同其他固体材料一样，具有上 述声发射的凯瑟效应，即也具有“记忆”其所受历史应力的能力，因此可以利用岩 石的声发射测试来恢复构造应力场方向。 值得说明的是，虽然本文将“岩石声发射法”放在“现今构造应力场方向的研 究方法”一节中，但其应用范围并不局限此：在研究的对象上，可以拓展到古构造 应力场；在研究的内容上，则可以拓展到“定时”、“定向”及“定量”。例如， 只要选取不同时代的岩石进行声发射测试，就可以给出那个地质历史时期构造应力 场的方向及大小。并且由于时代较老的岩石所记录的历史应力期幕数包含了它所经 历的整个历史时期的应力期幕数，而时代较新岩石只记录较新历史时期的应力期幕 数，因此只要所选取岩石的时代合适，就可逐一筛分各个地质时期的构造应力场。 （3）井眼地质方法-成像测井方法 钻井过程中形成的各种诱导裂缝及井壁崩落主要受控于现今构造应力场，因此 可以用其来分析现今主应力的方位。诱导裂缝主要有以下几种：Ⅰ钻井诱导缝：由 于钻井过程中钻具的机械振动而形成；Ⅱ压裂缝：由钻井液与地应力的不平衡造成； Ⅲ应力释放缝：钻头钻穿较致密地层时，保存在地层中的地应力释放所产生的微细 裂缝。其中，钻井诱导缝与压裂缝的走向与现今最大水平主应力方向一致，而应力 释放缝的走向同现今最小水平主应力方向一致。 “井壁崩落”是指在钻井过程中， 由于带方向性的地应力使井壁的应力增大，产生强剪切力，导致井壁按一定方向发 生岩石崩落而产生扩径的现象。井壁崩落椭圆的长轴方向指示了现今最小水平主应 力方向。上述诱导裂缝与椭圆井眼的方位，目前均可以通过成像测井很好的确定， 关于该方面的内容，将在第三部分详细叙述。
晚期构造形变迁就了早期的构造形变，此类关系在断裂构造中非常发育，即在晚期应力 场作用下，利用早期形成的、未愈合的断裂发生重新活动。
指后期断裂切割并错断早期各种构造形变，此类关系在不同时期不同应力作用方式下常 见。
晚期构造形变叠加在早期构造形变之上，其主要包括狭义和广义两层含义：狭义上的叠 加构造系指在不同应力场的作用下，多期构造变形的叠加；而广义上的叠加则可以认为 包括了限制、迁就及切错等互相关系类型（马杏垣，1983）。
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表2-1 我国构造应力场研究大纪事
工作者（单位） 工作时间
李四光
上世纪20年代
李四光
上世纪40年代
李四光
上世纪50年代
李四光
上世纪60年代
众多学者
上世纪70年代
众多学者
上世纪80年代
众多学者
90年代-至今
简要说明
先后发表了《地球表面形象变迁之主因》等—系列论文，提出了“构 造组合形式与分布规律及大陆车阀”的地壳运动理论，首次探讨了地 壳上部的构造应力场。
内
岩石变形
矿物颗粒的定向性
磁性矿物的定向性
在
实 构造应力
质
磁化率各向异性
外 在
应变椭球 表 现
间接反映
磁化率椭球
图3-1 古地磁组构分析方法的原理பைடு நூலகம்意图
的沉积速度直方图，后经滤波处理，获得控制和影响沉积盆地不同区域沉积过程的 周期和振幅，并通过分析其波长、振幅及传播方向来得到古应力场的方位。
3．2．2 现今构造应力场方向的研究方法 （1）震源机制解方法
基于震源双力偶点源模型，通过地震波观测或地震前后的地形变测量资料等求 得的震源模型参数结果，通常称为震源机制解答，其P轴反映了震时震源区最大的压 缩变形方向，而T轴则表示了最大伸张变形方向。虽然P轴和T轴反映的是地震前后震 源区应力状态的变化，即应力释放，并不是震源区构造应力场的真正方向，但通过 大量震源机制解的平均，就可以利用P、T轴来推断区域现今平均构造应力场的方向。 基于这一原理，目前主要运用反演方法来求震源机制解，即先假定震源模型参数， 计算出震源模型在给定地震波速度结构条件下在各观测台站所产生的地震波特征， 然后将其与各个台站的实际观测地震波资料进行对比，拟合最好的模型参数就作为 震源机制的解答，进而求出现今构造应力场的方向。
至于构造应力场相对次序的厘定，一般根据不同构造变形之间的切错、限制和 叠加等关系所反映的相对活动次序来进行。该方法最早由我国著名地质学家李四光 于1962年提出，他把这种同一地区相同或不同构造体系和构造成分之间的关系称之 为构造体系复合，并进一步归纳为归并、交接、包容和重叠，后经地质力学所补充
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（3）古地磁组构分析方法 磁组构指的是岩石磁化率的各向异性。岩石磁组构分析就是利用岩石磁化率的
各向异性来研究岩石的组构特征。该方法由Graham于上世纪五十年代在研究阿巴拉 契亚山变形沉积岩时提出，认为磁化率量值椭球主轴与应变椭球主轴相互平行。
提出构造体系的概念，并撰写了《地质力学之基础与方法》，明确了 地质力学研究以构造体系为中心的指导思想。主张用构造形迹反推构 造应力场，并研究了各种不同力学性质的构造形迹与应力方向、应力 作用方式之间的相互关系。
着手引进和研究现今地应力的实测技术方法，并开始进行断层位移测 量研究、岩石蠕变长期观测、应力矿物研究以及定量化的模拟实验研 究等各项工作，为实测构造应力场研究作了充分的准备。
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古、今构造应力场研究方法
一、构造应力场的概念
受力物体内的每一点都存在与之对应的应力状态。在构造地质学中，把物体内 各点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体，称为应力场。因此，“构造应力 场”，顾名思义就是指在一个空间范围内构造应力的分布，它的成因是构造作用。 然而，构造应力场并不等同于地应力场。构造地质学中，将地壳岩石中存在的应力 称为地应力，除了构造应力，它还包括非构造应力，例如重力、地形引起的应力等。 地壳内岩石的变形就是这些应力联合作用的结果，其中最主要的力是构造应力和重 力。由此可见，构造应力是地应力的主要成分之一，构造应力场则是地应力场的主 要因子之一。
表3-2 各类野外构造变形所反映的构造应力方向一览表
一级构 造变形
断层
次级构 造变形 正断层 逆断层 走滑断层
褶皱 节理
纵弯褶皱 横弯褶皱 过度褶皱
张节理 剪节理
韧性剪切带 流劈理
片理
其
片麻理
他
缝合线
野b
窗棂构造
外 小
轴 杆状构造 线
构 理 皱纹线理
造a
拉长线理
轴 生长线理 线 理 断面擦痕
三大主应力方向
进行了众多平面构造应力场的实测研究，包括地应力解除测量、地应 力监测、断层位移测量等，在模拟实验研究上发展了众多方法，包括 光弹法、明胶网格法、泥巴网格法、脆漆法等。
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了“限制”，共计五类，见表3-1。通过上述关系的判别，就可以确定构造变形的相 对次序，进而进行构造期次的划分，即确定不同构造应力场的相对先后顺序。
表3-1 不同时期构造变形的互相关系类型
关系类型 Ⅰ限制 Ⅱ迁就 Ⅲ切错
Ⅳ叠加 Ⅴ置换
简要说明
即晚期构造变形被早期构造变形所限制，一般出现在晚期构造应力作用相对较弱而应力 方向不同的情况下出现。
开始三维应力实测和三维构造应力场的探索研究，在研究中注重结合 区域岩石力学性质的变化规律，使构造应力场研究进入了量化研究阶 段。反映该时期科研工作的代表作有《古构造应力场》（万天丰，1988）、 《岩石力学与构造应力场分析》（陈庆宣等，1998）等
开始普遍采用有限单元法在计算机上进行构造应力场的数学模拟，并 取得了很大的进展。近年来还发展了非协调有限元法、动态有限元数 值模拟方法，使模拟结果更加贴近实际。
最大主应力方向（σ1） σ1⊥断层走向与倾向
σ1∥断层倾向 σ1∥共轭平移断层的
锐角平分线
中间主应力方向（σ2） σ2∥断层走向 σ2∥断层走向
σ2⊥σ1与σ3所构成的面
最小主应力方向（σ3） σ3∥断层倾向
σ3⊥断层走向与倾向 σ3∥共轭平移断层的
钝角平分线
σ1⊥褶皱轴面
σ2∥枢纽走向
σ3包含于轴面内，⊥枢纽
指后期构造变形作用极强烈、完全取代早期的构造变形，其形成反映了后期构造应力作 用远强于早期的构造应力作用。
总之，到目前为止，大致厘定不同期次构造应力场的相对发生次序是可能的， 但要拿出各构造应力场的确切发生时期就困难了。
3．2 “定向”研究的主要地质方法
3．2．1 古构造应力场方向的研究方法 （1）野外地质形迹定性分析
σ2⊥σ1与σ3所构成的面 — — — —
σ2∥b 轴线理方向 σ2∥b轴线理方向 σ2∥b轴线理方向
σ3∥伸张区的角平分线 — — — — — — —
—
—
σ3∥b轴线理方向
—
—
σ3∥b轴线理方向
—
—
σ3∥b轴线理方向
该方法的主要理论依据是，认为构造应力作用使岩石内磁性矿物产生定向排列、韧 性变形或定向重结晶，从而导致岩石产生磁化率的各向异性，图3-1为其原理示意图。
三、构造应力场的传统地质研究方法
构造应力场的研究方法可分为传统的地质研究与近年来才兴起的数值模拟研 究。本节主要回顾了一些传统的地质研究方法，并依据定时、定向及定量三方面的 研究内容进行分别论述。另外，由于古构造应力场与现今构造应力场分别代表的是 地质历史时期和现今某地区的应力状态，对于构造应力的方向及大小，两者的研究 方法亦有所不同，因此在相关小节分开叙述之。
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关于构造应力场的研究内容，普遍认为包含两个层次：一是确定各地的点应力 状态；二是在得到上述各点应力状态的基础上研究一定区域范围内各个构造活动时 期的构造应力分布。在实际研究中，主要包括三个方面，即定时、定向和定量。定 时主要是确定各构造应力状态的不同形成时代；定向就是利用各种构造形变来确定 各地质时期的构造应力方向，即3个主应力轴的方向，通常最关心的是最大主应力轴 的方向；定量就是确定(或估算)各构造时期构造应力的大小。
σ1⊥原始岩层
σ2∥长轴方向
σ3∥短轴方向
包括滑褶皱、柔流褶皱等，其与应力作用的关系复杂，本文暂不论述
σ1∥节理面 σ1∥共轭剪节理的
锐角平分线
σ2∥节理面 σ2⊥σ1与σ3所构成的面
σ3⊥节理面 σ3∥共轭剪节理的
钝角平分线
σ1∥压缩区的角平分线 σ1⊥面理 σ1⊥面理 σ1⊥面理
σ1∥峰线角平分线 — — —
（4）沉积相与沉积波动分析方法
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通常地块的运动方向、板块内部的缩短方向以及裂谷的走向就是区域最大主应 力方向，而板块内部的拉张方向则是区域最小主应力方向。因此，可以采用沉积相 带、沉积等厚线、同沉积构造等来协助确定区域的古构造应力方向。利用沉积波动 分析方法确定古构造应力的方向，则主要通过在时间尺度上计算各地质时期地层
3．1 “定时”研究的主要地质方法
构造应力场的定时研究包括两方面的内容：一是厘定各期构造应力场互相之间 的先后次序；二是确定各期构造应力场的绝对形成年代。
对于构造应力场绝对形成年代的确定，纵然国内外许多学者都做过该方面的研 究，也利用了包括地球化学同位素定年等先进的年龄测试手段，但目前仍然是未解 决的难题。例如，测定构造断裂发生后贯入的岩脉或矿脉的年龄，虽然可以大致的 拿出构造断裂形成时期的下限，但很难给出其上限，这还不包括断裂发生到岩脉开 始贯入之间的时间差；再比如，虽然对于长期缓慢变形的褶皱，它的形成时期可用 褶皱构造的最新地层年代和不整合面之上的最老地层年代来确定，但对于快速短期 变形的褶皱，就不再适用。
构造应力场可按照不同的划分标准划分出各种类型。例如，依据展布地域的大 小，可划分出全球构造应力场、区域构造应力场以及局部构造应力场。在漫长的地 质历史时期，同一个区域的构造应力场是随着构造作用的发生而动态变化的，即随 时间变化，并且不同时期下的构造应力场对油气聚集的影响也不同。正因为如此， 依据构造应力场的形成与活动时间，通常将构造应力场划分为地质历史时期的构造 应力场（古构造应力场）与现今构造应力场进行研究。古构造应力场一般指地质时 期的构造应力场，可按其具体地质时期进一步详细划分，如印支期、燕山期构造应 力场等；而现今构造应力场则通常指目前正在活动的构造应力场，其研究的时间尺 度则主要由研究手段、方法的年代来确定。
二、构造应力场的研究历史及其主要研究内容
自我国著名地质学家李四光在上世纪20年代提出“构造应力场”的概念以来， 国内外的地质学者对其的研究就从未间断过，尤其到了上世纪80-90年代，在世界油 气勘探事业的推动下，构造应力场研究得到了飞快的发展。表2-1为根据部分参考文 献整理的我国构造应力场研究的发展历程。
各地质时期保存下来的野外地质形迹包括断层、褶皱、节理、韧性剪切带及其 他可用来判断各主应力方向的小构造等，表3-2列出了各种构造变形所反映的构造应 力方向。
（2）室内显微构造定性分析 利用各种显微尺度（一般10-9-10-3m）的构造变形来反映某点的应力状态，并与
其他大、中、小型构造的分析相配合，已成为研究古构造应力方向的一种有效方法。 该方法中用来确定主应力方向的显微要素主要是一些造岩矿物的结晶学参数、变形 纹及双晶纹等。其中研究最多的矿物有方解石、石英、白云石、云母及橄榄石等。
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（2）岩石声发射法 固体材料在外力作用下，内部的缺陷或不均质区会发生应力集中，导致微破裂 的产生和扩展，同时累积的应变能也随之迅速释放，伴随着应变能的释放所产生的 应力波，叫声发射。1956年，德国学者凯瑟（J.Kaiser）在研究中发现，如果试件 在进行加载试验之前，已经受到过应力的作用，那么在第二次加载时，当所施加的 载荷低于先前所受到的应力水平，试件将不会产生声发射活动，直至应力达到该水 平后，声发射才得以恢复，这被称为凯瑟效应。岩石同其他固体材料一样，具有上 述声发射的凯瑟效应，即也具有“记忆”其所受历史应力的能力，因此可以利用岩 石的声发射测试来恢复构造应力场方向。 值得说明的是，虽然本文将“岩石声发射法”放在“现今构造应力场方向的研 究方法”一节中，但其应用范围并不局限此：在研究的对象上，可以拓展到古构造 应力场；在研究的内容上，则可以拓展到“定时”、“定向”及“定量”。例如， 只要选取不同时代的岩石进行声发射测试，就可以给出那个地质历史时期构造应力 场的方向及大小。并且由于时代较老的岩石所记录的历史应力期幕数包含了它所经 历的整个历史时期的应力期幕数，而时代较新岩石只记录较新历史时期的应力期幕 数，因此只要所选取岩石的时代合适，就可逐一筛分各个地质时期的构造应力场。 （3）井眼地质方法-成像测井方法 钻井过程中形成的各种诱导裂缝及井壁崩落主要受控于现今构造应力场，因此 可以用其来分析现今主应力的方位。诱导裂缝主要有以下几种：Ⅰ钻井诱导缝：由 于钻井过程中钻具的机械振动而形成；Ⅱ压裂缝：由钻井液与地应力的不平衡造成； Ⅲ应力释放缝：钻头钻穿较致密地层时，保存在地层中的地应力释放所产生的微细 裂缝。其中，钻井诱导缝与压裂缝的走向与现今最大水平主应力方向一致，而应力 释放缝的走向同现今最小水平主应力方向一致。 “井壁崩落”是指在钻井过程中， 由于带方向性的地应力使井壁的应力增大，产生强剪切力，导致井壁按一定方向发 生岩石崩落而产生扩径的现象。井壁崩落椭圆的长轴方向指示了现今最小水平主应 力方向。上述诱导裂缝与椭圆井眼的方位，目前均可以通过成像测井很好的确定， 关于该方面的内容，将在第三部分详细叙述。
晚期构造形变迁就了早期的构造形变，此类关系在断裂构造中非常发育，即在晚期应力 场作用下，利用早期形成的、未愈合的断裂发生重新活动。
指后期断裂切割并错断早期各种构造形变，此类关系在不同时期不同应力作用方式下常 见。
晚期构造形变叠加在早期构造形变之上，其主要包括狭义和广义两层含义：狭义上的叠 加构造系指在不同应力场的作用下，多期构造变形的叠加；而广义上的叠加则可以认为 包括了限制、迁就及切错等互相关系类型（马杏垣，1983）。
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表2-1 我国构造应力场研究大纪事
工作者（单位） 工作时间
李四光
上世纪20年代
李四光
上世纪40年代
李四光
上世纪50年代
李四光
上世纪60年代
众多学者
上世纪70年代
众多学者
上世纪80年代
众多学者
90年代-至今
简要说明
先后发表了《地球表面形象变迁之主因》等—系列论文，提出了“构 造组合形式与分布规律及大陆车阀”的地壳运动理论，首次探讨了地 壳上部的构造应力场。
内
岩石变形
矿物颗粒的定向性
磁性矿物的定向性
在
实 构造应力
质
磁化率各向异性
外 在
应变椭球 表 现
间接反映
磁化率椭球
图3-1 古地磁组构分析方法的原理பைடு நூலகம்意图
的沉积速度直方图，后经滤波处理，获得控制和影响沉积盆地不同区域沉积过程的 周期和振幅，并通过分析其波长、振幅及传播方向来得到古应力场的方位。
3．2．2 现今构造应力场方向的研究方法 （1）震源机制解方法
基于震源双力偶点源模型，通过地震波观测或地震前后的地形变测量资料等求 得的震源模型参数结果，通常称为震源机制解答，其P轴反映了震时震源区最大的压 缩变形方向，而T轴则表示了最大伸张变形方向。虽然P轴和T轴反映的是地震前后震 源区应力状态的变化，即应力释放，并不是震源区构造应力场的真正方向，但通过 大量震源机制解的平均，就可以利用P、T轴来推断区域现今平均构造应力场的方向。 基于这一原理，目前主要运用反演方法来求震源机制解，即先假定震源模型参数， 计算出震源模型在给定地震波速度结构条件下在各观测台站所产生的地震波特征， 然后将其与各个台站的实际观测地震波资料进行对比，拟合最好的模型参数就作为 震源机制的解答，进而求出现今构造应力场的方向。
至于构造应力场相对次序的厘定，一般根据不同构造变形之间的切错、限制和 叠加等关系所反映的相对活动次序来进行。该方法最早由我国著名地质学家李四光 于1962年提出，他把这种同一地区相同或不同构造体系和构造成分之间的关系称之 为构造体系复合，并进一步归纳为归并、交接、包容和重叠，后经地质力学所补充
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（3）古地磁组构分析方法 磁组构指的是岩石磁化率的各向异性。岩石磁组构分析就是利用岩石磁化率的
各向异性来研究岩石的组构特征。该方法由Graham于上世纪五十年代在研究阿巴拉 契亚山变形沉积岩时提出，认为磁化率量值椭球主轴与应变椭球主轴相互平行。
提出构造体系的概念，并撰写了《地质力学之基础与方法》，明确了 地质力学研究以构造体系为中心的指导思想。主张用构造形迹反推构 造应力场，并研究了各种不同力学性质的构造形迹与应力方向、应力 作用方式之间的相互关系。
着手引进和研究现今地应力的实测技术方法，并开始进行断层位移测 量研究、岩石蠕变长期观测、应力矿物研究以及定量化的模拟实验研 究等各项工作，为实测构造应力场研究作了充分的准备。
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古、今构造应力场研究方法
一、构造应力场的概念
受力物体内的每一点都存在与之对应的应力状态。在构造地质学中，把物体内 各点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体，称为应力场。因此，“构造应力 场”，顾名思义就是指在一个空间范围内构造应力的分布，它的成因是构造作用。 然而，构造应力场并不等同于地应力场。构造地质学中，将地壳岩石中存在的应力 称为地应力，除了构造应力，它还包括非构造应力，例如重力、地形引起的应力等。 地壳内岩石的变形就是这些应力联合作用的结果，其中最主要的力是构造应力和重 力。由此可见，构造应力是地应力的主要成分之一，构造应力场则是地应力场的主 要因子之一。
表3-2 各类野外构造变形所反映的构造应力方向一览表
一级构 造变形
断层
次级构 造变形 正断层 逆断层 走滑断层
褶皱 节理
纵弯褶皱 横弯褶皱 过度褶皱
张节理 剪节理
韧性剪切带 流劈理
片理
其
片麻理
他
缝合线
野b
窗棂构造
外 小
轴 杆状构造 线
构 理 皱纹线理
造a
拉长线理
轴 生长线理 线 理 断面擦痕
三大主应力方向