(1)初步發現階段:地質學創立前250年至20世紀50年代，地質調查方法和地質圖件填圖水平不高，對環形構造的認識、描述和記錄較為原始，地質觀測領域有限。對於隱伏和半隱伏的圓形構造，無法發現大尺度和小尺度，只能描述地表裸露和中等尺度的圓形構造。因此，環形構造的繪制比較粗糙，構造巖性的描述也很簡單，單個環形構造在區域空間的顯示沒有顯示出應有的比例尺。在地質學中，環形構造的性質和特征以及與之相關的褶皺和斷層之間的關系很少討論，更不用說在專門論文中討論和描述了。
(2)詳細常規描述階段:50-70年代，大規模開展區域地質調查和地質圖填圖。全球中等比例尺(1 ∶ 20萬~ 1 ∶ 25萬)已成為描述區域地質構造的重要依據，環形構造壹般被重視、記錄和顯示。詳細而全面地記錄了不同尺度的環狀構造，並對其地質組成和類型進行了總結和討論。巖漿侵入形成的圓形侵入體、巖鐘、巖錐、巖管、枝頸，以及沈積巖系中的古圓塊、變質雜巖圓核、底辟形成的鹽丘和泥丘、中央火山形成的圓形次火山巖、圓礁、沈積巖盤和圓塊等都有詳細描述。但當時所有的發現都暴露在地表，僅占巖石圈環狀結構的10%左右。由於當時的地質觀測和地質圖描述水平還較低，對環形構造的個體、形態和內外地質構成描述得不是很逼真。由於中比例尺區域地質圖的新數據對小比例尺區域地質圖進行了很大的補充和修改，環形構造的群分布及其與其他外圍地質構造的關系得到了充分的展示。環形構造的重力、電磁、放射性和化學性質在區域物化探中也有所顯示，從而普遍開展對環形構造的調查研究。不同類型的專著對循環結構進行了總結和討論。比如漩渦、柱子、蓮花、旋轉核心等結構。由於金伯利巖型巖管的發現，證明了巖管具有強烈的爆炸、沖擊和擊穿特性。還發現了許多新類型的巖石錐、頸和分支，如碳酸鹽錐、鹽丘和泥丘。
近年來，華北地塊核部的冀魯螺旋構造和峨眉地幔隆起區的基性火山巖噴溢構造逐漸引起人們的關註。大連白雲山蓮花狀構造、遼寧鐵法大龍礦系渦輪構造、內蒙古烏呼都克泥河雙圓構造、永安環狀構造、衡陽環狀構造、日本關東大地震現代地殼扭轉構造等也有深入研究。威廉將環形斷層構造分為五種類型:①火山環形塌陷斷層(應包括正負不同類型的中央環形湧浪構造、露頭和隱伏火山機構)；②撞擊性環狀骨折；③環外輻射斷裂系統(應有切線斷裂系統)；(4)隱伏環形斷層(包括下降、縮小的環形巖體和跟隨地塊等。);⑤島弧渦結構，如班達海，在海底火山中分布廣泛，類型較多。
在礦產勘查過程中，隱伏和半隱伏的環狀構造也相繼被發現。到20世紀70年代，常規方法發現的巖石圈內的環形構造估計只占總數的25%左右，遠遠達不到應有的數量。因此，雖然圓形結構在這個時候被描述出來，但是人們並沒有形成壹個新的概念。只有發現了大量的環形構造，才能為新的地質構造理論的建立奠定基礎(板塊1-1，1-2，2-1，2-2，3-1，3-2，4-65438)
(3)環形構造、環形湧浪和深源強熱動力學理論的興起階段:自20世紀60年代以來，天基遙感技術的出現為地球科學研究帶來了巨大的轉折。天基遙感技術對地球表面進行了數千萬次宏觀、生動、真實的記錄，提供了全球範圍內的大量數字影像，極大地修正和補充了地質學家對地球的常規認識，詳實真實的信息引起了世界範圍內重新認識地球的熱潮。這些記錄檢驗並極大地補充了不同比例尺的區域地質圖，從全球地質結構的新高度催生了許多新的地球科學概念。全面、深入、細致地發現，從地球表面到巖石圈存在大量密集的圓形地質構造，規模大小不壹，直徑從幾米到幾千千米不等。它們世代重疊，新舊交織，構成了地球的主體，從而改變了地球結構主要由板塊和殼體組成的傳統觀念。說明地球表面的巖石圈地幔，即使是幾百公裏深，也不是板殼結構，而是密集重疊的圓柱形、放射狀巖石管和巖石柱。古代厚度小面積大，後期直徑小深度大。這壹結果大大超出了常規地質學的預期，於是我們不得不以新的思路重新審視以往對地球地質結構的結論，由此產生了“地球環形湧的結構與深源強熱動力學”的理論推論，在1978中，作者正式提出了這壹新的地質結構理論，並編輯出版了地質遙感培訓班教材(見下文《痕跡》壹書)，開始了對地球環形結構的研究和探索。
地球環湧結構與深源高能強爆炸的熱動力學
地球環湧結構與深源高能強爆炸的熱動力學
地球環湧結構與深源高能強爆炸的熱動力學
地球環湧結構與深源高能強爆炸的熱動力學
近30年來，作者在不同的地質院校和學術會議上進行過講座和交流，發表過相關論文，開展過專題研究，編制過不同範圍和比例尺的專題地質圖。與許多地質機構進行合作討論和專題咨詢，取得了壹定的實踐效果和理論發展。相關內容將在本書中討論和介紹。
在這裏，我想介紹壹個經歷來說明這個理論的艱難過程。我在參與《地球科學大辭典》編纂時，對我寫的遙感部分的圓湧構造的解釋進行了多次修改，即:
【圓形影像】圓形影像是在航空像片、衛星影像等遙感數字或模擬影像(圖版18-5、18-6)上通過曲線陷印形成的影像，呈圓形、橢圓形、同心、相交、排列或不規則圓形、破碎狀。
【影像圓形特征】影像圓形特征是在航拍、衛星影像等遙感影像上顯示的邊界明顯或模糊、斷續延伸、閉合圓形、近圓形、橢圓形、破圓形、同心圓、相交圓形、排列圓形或不規則圓形曲線的影像。它覆蓋的範圍和直徑從幾米到千千米。它的邊界、色調、陰影圖案、結構、地貌和地表景觀特征與周圍地區有明顯或隱含的區別。圓形圖像上常形成獨特的高地或低窪地，發育環狀、放射狀向心、馬甲狀溝壑系統。地表地質覆蓋和微地貌、土壤和植被、含水量等特征也不同於周邊地區。同時，還有圓環型、中心放射狀、周邊切線型等多組構造裂縫和破碎帶。這些圖像都具有特定的地質構造意義(圖版8-2、9-3和30-6)。
【圓形結構】圓形結構是遙感影像揭示的大量圓形影像和環形圖像，其尺度不壹，排列密集，分布形態多樣。它以地表地形和地質景觀為特征，如圓形丘陵、圓形盆地、圓形窪地、圓形山地、圓形懸崖、圓形湖泊、濕地、圓形徑向溝水系、圓形土壤、植被、表土幹、濕帶、圓形地貌單元、圓形影像帶等地表景觀和獨特的影像明暗結構。此外，邊緣規則的弧形結構多為斷裂的圓形結構的殘留部分，修復後均可恢復為原始的圓形圖像結構形式。許多大型圓形人工農林工程形狀往往受圓形地質構造背景條件控制，因此觀測到的圓形影像具有壹定的地質構造意義。因此，大量環狀構造圖像的發現和揭示，是遙感技術對地質構造研究的貢獻。大量類型復雜、結構交織的遙感影像信息極大地拓展了地質學的認知視野，為拓展和深化地質學理論研究、提高地質應用效益提供了發展前景，並將逐步發揮更大的遙感信息潛力。圓形結構不僅是地球淺層巖石圈、水圈和大氣圈中常見的物質力和能量運動形式和結構形式，也是月球、水星、金星、火星等類地恒星中大量密集分布的環形山、圓形盆地和渦旋運動和結構形式。研究外星天體的比較地質學，探索地球天體、太陽系乃至其他天體的天文和地質演化，也具有重要的科學意義。環狀地質構造類型較多，形成機制也很復雜，是現代地質研究的新領域和突破點(板塊32-8，40-1)。
】環狀結構是大量不同規模、不同類型、不同世代的環狀結構，密集交織分布在地球表面乃至其他恒星上。在已知的星際空間中，圓形地質結構是物質力和能量運動最常見、最重要、最突出的形式和結構。遙感技術出現後，極大地擴展了圓形地質構造的揭示能力，提供了比以往地質文獻和地圖中記錄和描述的圓形、旋渦、圓形塊體和圓弧構造多幾百倍的圖像信息，極大地擴展了地質研究的基礎信息，必將導致地質構造理論的重大發展。目前觀察到的圓形地質構造類型有:圓形地殼塊體、圓形結晶基底、斷裂萌芽地殼塊體、圓形變質巖、侵入穹窿、圓形侵入體和巖漿穹窿、中央火山、次火山機構、巖堆、巖管、巖頸、圓形板塊、圓形山地平原、沈降區、沈積、蓋層環形褶皺、穹窿、鹽丘及其圓形底部。關於環狀構造的形成有很多假說，包括傳統的侵入巖、火山、淺硬核曲折、漩渦、周圍塊體的擠壓和沖刷等。也有人認為是隕石撞擊形成的。最新的理論是起源於地球深部，主要是上地幔和下地殼極高的熱核爆炸形成的巖漿，沖向地殼的地幔柱，以及柱狀通道形成的超強跨層結構。地球不同深度的強烈熱核爆炸形成巨大的撞擊、穿入和噴出，引發火山和地震，推動巖漿(包括高強度熱湍流、渦流、固體巖石、液體和氣體)沖向巖石圈的不同部位，引發壹系列物質和熱能的強烈沖擊，形成不同世代的柱狀(圓柱形)地質構造通道，停留在巖石圈的不同部位，控制著包括巖漿在內的中淺層地殼所有地質過程。這種來自深部的穿透性超高爆熱物質的湍流，在這壹圈層內及周邊的地質演化全過程中起主導作用，包括巖漿侵入、火山噴發、內生礦物的聚集、各種地質構造運動、沈積-變質、外生礦物的形成、整體地質構造的塑造。同時也造成了地震、海嘯、地下強爆炸、旱澇、極熱-低溫、大風、暴雨、雷電磁暴、地光、特殊粒子物質噴射、生態環境變化等災害。成為貫穿巖石圈、水圈和大氣生態系統垂直關聯的超強熱力鏈，指揮著綜合地質作用的全過程。自遙感揭示環形構造以來，地質要素的成因通過相關邏輯進行整合和展示，引起了地質學家的極大關註，也可應用於海洋、氣象、生態環境、災害科學等研究領域(板塊18-5、28-9、28-11、28-15 36-11、52-65438+1
環形結構按其空間尺度可分為:洲際級，包括:① > 5000 km(如西亞大圓，直徑6300km)，② 3000 ~ 5000 km，③1500 ~ 3000km；區域級，包括:④ 1000 ~ 1500 km，⑤ 500 ~ 1000 km，⑤250 ~ 500km；標段級別，包括:⑦ 200 ~ 250km，⑧ 150 ~ 200km，⑨100 ~⑧150 ~ 200km；分段水平，包括:⑩ 50 ~ 100 km，(11)30~50km，？(12)10 ~ 30k m；小批量級別，包括:？(13)5~10km，？(14)3~5km，？(15)1 ~ 3km；地方級，包括:(16) 0.5 ~ 1公裏，(17)？0.1~0.5km，(18)？0.05~0.1km，(19)？0.01~0.05km，？(20)0.005 ~ 0.01公裏，(21)？< 0.005公裏.按其結構層次，分為集群、系列、個體三個層次。按地質構造可分為16類型。按照進化過程分為8代。可形成包括性質、規模、世代與構造、中心經緯度、地名等分類在內的命名與編碼體系，能夠快速登記和描述大範圍內的環形構造，標註相關地質圖件，隨時進行補充修改，建立專題數據庫，進入大比例尺系統進行檢索、分析和應用。
壹般可以將弧形結構還原為圓形圖案，按照圓形結構進行分析研究。
【圓形結構】圓形結構也叫環形結構。它是地球和其他星球表面常見的結構形式。在地殼中，它的特征是壹個近圓形的構造帶，通常在衛星照片中可以清楚地顯示出來。環狀構造成因多樣，可能是地殼深部強烈的熱力學沖壓和扭轉的產物(具有明顯的圓形、環形和弧形邊界)；也可能是早期地質歷史時期隕石撞擊的遺跡；有些可能是侵入巖的露頭或隱藏邊界；有的可以是大盆地的邊界。平原地區的環狀構造也可能是地下水位急劇變化造成的。
看這麽簡單的地質概念，卻被修改了很多次。
回到正題，下面是地球上升流結構的基本概念理論模型和深源高能強爆炸的熱動力學。圖1-1顯示了包括地核、地幔和地殼在內的整體動態地質結構。在超熱核動力的驅動下，地球深部的物質以爆炸的形式快速噴射並沖擊到淺部。壹個強熱中心的形成可能會持續很長的地質年代，經過壹次劇烈的上升流，就可以進入“休眠”階段。以單群的形式，爆發出圓形的浪湧結構，深入到地球的中淺層，成為地球構造運動的主要系統。
圖1-1地球(中、新生代)深源高強度爆炸(輪湧)構造動力學總體示意圖
圖1-2a是深源高強度熱爆炸(圓湧)的內部熱力學分布，圖1-2b是圓湧結構的組成部分。圖1-3顯示了壹個深源高強度爆炸中心的整體結構動力學，從根部開始，經過地球、大陸地殼、洋底、海洋到大氣生態系統。
熱核爆炸並不都發生在地幔帶，也可能發生在殼幔邊界，甚至發生在巖石圈或地殼核心。目前觀測到的地震和火山震源深度表明了地下強烈爆炸和震顫的深度，而產生震顫的高溫、高壓和低速點可能分布在地下不同深度，因此不能僅用地幔熱核來概括圓形湧結構。地下的強烈震動不僅空間範圍廣，而且頻率高。現代地震儀測得的火山爆發頻率為500萬次/年，其中人類可感知的不少於2000-3000次/年，強震可經歷200-300次/年。如果海洋區域也能觀測到，那麽它的總頻率可能會大大增加。有些地表的震顫可能很微弱，不代表那些地震和爆炸壹定不強，只是距離太遠了。這充分說明我們居住的地球還是壹顆年輕的恒星，它經常處於活躍的震顫和膨脹狀態。
人類在歷史上經歷的強震、火山、地爆，並沒有造成地球地質結構的明顯構造變形。要形成如此明顯而密集的環湧，必須有翻天覆地的構造運動和環境生態災難，其能量比目前標定的最強火山、地震和地面爆炸高2-5個數量級。這種來自點源的超高能熱——來自圓湧結構的深源超高能強爆炸熱動力，重塑了地球的內外結構構造，是目前地球最真實的動力源。
這些關於地球動力學的新觀點將在本書後面的章節中詳細討論。
圖1-2圓形湧浪結構示意圖
圖1-3深源強熱爆炸中心、海底火山成礦(含油氣)、環境災害垂直動態跨層循環湧浪鏈(地質煙囪)