雪峰造山带南段构造变形研究

前人对雪峰造山带构造变形的认识尚存在较多分歧。本文通过构造剖面测制并结合区域地质调查,对雪峰造山带南段的不整合特征、形变类型、变形时代和强度、剖面结构以及构造变形的运动学特征、成因机制、构造体制等进行了较全面的分析研究,取得主要进展如下:(1)雪峰造山带南段形变类型主要有板劈理、膝折及折劈理、褶皱及与褶皱同走向的逆断裂、正断裂、左行和右行走滑断裂等;(2)广西运动和早中生代构造运动(印支运动与早燕山运动)中均存在明显的挤压变形,在NW-NWW向挤压下形成NE-NNE向褶皱和逆断裂;广西运动还形成了板劈理;(3)雪峰造山带南段以溆浦–靖州断裂为界分为东带和西带,分别为加里东期雪峰逆冲推覆构造的根带和中带,广西运动中东带变形强度显著大于西带,表现在东带板劈理发育且褶皱相对紧闭,而西带板劈理不发育且褶皱相对开阔,岩层倾角、不整合特征、抬升幅度、先期构造线偏转等表明早中生代构造运动中东带变形较强,而西带变形微弱;(4)劈理优势倾向以及褶皱轴面和逆断裂的倾向,反映雪峰造山带东带广西运动和早中生代构造运动中均具有背冲构造样式,但后者背冲构造的中轴相对前者显著向西迁移约20 km;(5)溆浦–靖州断裂以东在广西运动中成为雪峰推覆构造的根带,主要与其块体强度低及南华纪早期为一断陷深槽有关。     

雪峰造山带北段地质构造特征——以慈利—安化走廊剖面为例

以慈利—安化走廊带为例, 对雪峰造山带北段西部地质构造特征进行了调查研究。研究表明, 雪峰造山带在廊带上可分为北部武陵断弯褶皱带和南部雪峰基底拆离带。武陵断弯褶皱带内主要发育北东东—东西向褶皱和同走向逆断裂, 另有少量北东向和北北西向右行平移断裂、北东东—东西向正断裂; 雪峰基底拆离带发育东西—北东向褶皱和同走向逆断裂、正断裂以及少量北东向平移断裂。武陵断弯褶皱带变形主要受控于板溪群底界面向北的滑脱及其导生的逆冲; 雪峰基底拆离带变形主要受控于切穿冷家溪群褶皱基底的断裂拆离与逆冲, 拆离与逆冲的方向总体由南向北, 但南缘总体逆冲方向指向南, 从而组成背冲构造样式。上述褶皱和断裂形成于武陵运动、加里东运动、印支运动、早燕山运动等挤压事件, 白垩纪伸展事件, 古近纪中晚期区域北东—北北东向挤压以及古近纪末—新近纪初北西向挤压等构造事件, 其中以加里东运动和印支运动形成的褶皱和同走向逆断裂最为重要。雪峰造山带北段与中段—南段一样具背冲构造样式, 但受加里东期近南北向挤压的区域大地构造背景影响, 北段逆冲、增厚和抬升作用的强度与幅度更大。      

雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化研究新进展

雪峰造山带位于江南造山带西南段,呈自南往北由NNE→NE→EW向的弧形展布。笔者近几年来在区域地质调查和有关基础地质研究项目实施过程中,针对雪峰造山带及邻区构造变形和构造演化方面存在的若干地质问题进行了调查研究,取得以下主要新的认识或进展。(1)于雪峰造山带中段东部地区发现新的变形类型即大型膝褶带;造山带南段—中段在加里东期和早中生代均在NW—NWW向挤压下发生过显著的构造变形和隆升;溆浦-靖州断裂东、西两侧分别为区域雪峰推覆构造的根带和中带,变形强度以该断裂为界东强西弱;南段—中段东部在加里东运动和早中生代构造运动中均具有背冲构造样式,但早中生代背冲构造的中轴相对加里东期向西迁移20~25km以上。雪峰造山带北段西部也具背冲构造样式,加里东期逆冲推覆强度和隆升幅度明显大于南段—中段,暗示加里东运动区域挤压应力方向为SN向。(2)前人于沅麻盆地东部及东侧外围地区厘定的多个"飞来峰"实为与逆冲断裂和正断裂有关的断夹块。(3)沅麻盆地中新生代经历了中三叠世晚期印支运动中区域NW—NWW向挤压、晚三叠世—早侏罗世区域SN向挤压、中侏罗世晚期早燕山运动中NWW—近EW向挤压、早白垩世区域NW-SE向伸展、晚白垩世SN向伸展、古近纪中晚期NE向挤压以及古近纪末—新近纪初NW向挤压等7期构造事件,其中多数事件在靖州盆地断裂与节理变形中同样得到反映。(4)详细的构造解析确证湘东南印支运动挤压应力方向为NWW向、构造线走向为NNE向,否定了近年来部分研究者提出的该地区SN向挤压观点。(5)湘中盆地西部构造变形的运动学特征为自北西向南东逆冲,而不是前人所认为的自南东向北西逆冲;盆地西部向SE逆冲主要与雪峰造山带东缘向SE逆冲以及城步—新化岩石圈断裂向西俯冲有关。(6)雪峰造山带以西、齐岳山断裂以东褶皱带内的桑植-石门复向斜具"复杂褶皱"样式,沿河地区褶皱为典型隔槽式褶皱;提出褶皱变形主要受区域水平挤压作用下原地基底和盖层的收缩及其导生的滑脱和逆冲控制,这一新的模型可以较好地解释前人雪峰西推模型难以解释的几个重要地质事实。(7)新元古代中期雪峰造山带经历了880~820Ma的岛弧岩浆作用、820~810Ma的弧-陆碰撞、810~800Ma的后碰撞以及800~630Ma的裂谷盆地等4阶段演化过程,其中裂谷盆地早期板溪期和晚期南华冰期的界线年龄为720Ma,而不是一般认为的780Ma或760Ma。(8)钦杭结合带对应于武陵期古华南洋,湖南境内该带与扬子陆块的分界可能沿浏阳南桥—新化—隆回—城步一线(浏阳—城步汇聚带),与华夏陆块分界可能沿川口—常宁—双牌一线(川口—双牌汇聚带)。(9)雪峰造山带及其东侧加里东期花岗岩为后碰撞S型花岗岩,可分为早志留世(约430~445Ma)和志留纪末—泥盆纪初(410Ma左右)两期,分别与奥陶纪末—志留纪初的北流运动和志留纪后期的广西运动有关;城步—新化断裂以东经历了北流运动和广西运动两期变形及早、晚两期花岗质岩浆活动,断裂以西仅经历广西运动变形及晚期花岗质岩浆活动;城步—新化断裂以东志留系的缺失为沉积缺失。(10)印支期花岗岩主体为晚三叠世后碰撞S型花岗岩,与中三叠世后期印支运动陆内强挤压变形有关,表明印支运动强度不大的观点难以成立。(11)湘东南晚三叠—早侏罗世盆地不是前人所认为的挤压类前陆盆地,而是区域SN向挤压下先期(印支运动)NNE向断裂产生EW方向伸展形成的拉张盆地;晚三叠世—中侏罗世靖州盆地是挤压类前陆盆地,而不是前人所认为的走滑拉分盆地。     

江南—雪峰地区加里东期和印支期不整合分布规律

江南—雪峰造山带的构造性质长期以来存在争议。通过对江南—雪峰地区加里东期和印支期不整合面的野外勘查,发现加里东期不整合面空间展布和影响范围分别以安化—溆浦断裂和慈利—保靖—三都断裂为界,安化—溆浦—靖州断裂东南侧为加里东运动的强烈褶皱变形区;两断裂之间为弱变形区;慈利—保靖—三都以西广大区域以垂直抬升运动为特征,没有明显的加里东期褶皱运动。印支期不整合分布规律与加里东期有一定的继承性,其空间展布以蒲圻—慈利—保靖和咸宁—鹤峰—龙山两大断裂为界。蒲圻-慈利-保靖以东为印支运动的强烈褶皱变形区,咸宁—鹤峰—龙山断裂以西为平行不整合分布区。两断裂之间为微角度不整合分布区。从不整合面的分布特征推测印支运动的影响范围向西推进更远。研究表明江南—雪峰隆起区只处于加里东期和印支期两期陆内造山运动的西边缘,而不是其构造中心。     

华南地块雪峰山中生代板内造山带构造样式及其形成机制

华南大地构造核心问题之一是江南—雪峰山造山带的属性。在前人工作基础上,对横切雪峰山造山带的地质剖面进行了详细的区域地质、构造变形和部分重点区段地震反射剖面深部构造解释,划分出5个大地构造单元:(1)湘中复合逆冲构造带。该带位处雪峰山造山带东部,以龙山复合构造穹隆等为代表,是近EW向加里东造山带与NE向燕山造山带复合叠加的结果;其中燕山期构造样式总体为倾向SE逆冲断层控制的尖棱背斜构造。(2)雪峰山厚皮逆冲构造带。该带西以大庸逆冲断裂为界,带内板溪群浅变质褶皱基底大面积出露,总体发育指向NW的断层-褶皱组合。断坪-断坡式逆冲断层从板溪群内部薄弱层发育,向浅部产状明显变陡,并导致新元古界板溪群逆冲于古生界之上,控制了沅麻等中生代盆地的形成,沿断坡形成紧闭背斜和沿断坪形成宽缓向斜;表明其为典型的断层相关褶皱。断层褶皱组合与地表剥蚀共同作用,形成飞来峰和构造窗。(3)以梵净山构造穹隆为代表的梵净山—走马构造穹隆带。该带呈NE向长垣状,核部出露新元古界下部梵净山群。断坪-断坡式逆冲断层深切梵净山群,在断层上盘形成不对称箱状背斜。因此总体为典型的厚皮逆冲作用下的断层相关褶皱。(4)隔槽式逆冲构造带。此带主要发育一系列轴向NE的箱状背斜和尖棱向斜。箱状背斜核部为寒武系,向深部卷入震旦系—板溪群,形成基底卷入的断层-褶皱组合,其浅部形成叠瓦状逆冲断层-褶皱组合,从而构成主动双重逆冲构造。(5)华蓥山断裂与齐岳山断裂间的隔档式薄皮构造带。带内以发育尖棱背斜和箱状向斜为特征,是倾向SE断坪-断坡控制下的断展褶皱组合。上述5个构造单元变形区域卷入了上三叠统—下侏罗统,但为上白垩统角度不整合覆盖,表明变形时间为中生代中晚期,并且有从SE向NW渐次变新的趋势。将各构造单元及不同构造层次构造组合联系起来,建立起以断层相关褶皱为基本构造样式,从SE向NW,从深部向浅部发展的雪峰山中生代板内造山带的递进演化运动学新模式。     

湘中盆地西部构造变形的运动学特征及成因机制

湘中盆地中部的大乘山 龙山EW向隆起将湘中盆地分为涟源和邵阳两个次级凹陷。湘中盆地西部上古生界盖层中主体构造为NE—NNE向褶皱和逆断裂,前人认为其变形与向北西的逆冲推覆有关。本文对湘中盆地西部进行了多条构造剖面调查,结果表明：涟源凹陷西部上古生界褶皱轴面大多直立、部分斜歪;走向逆断裂及斜歪褶皱轴面大多倾向NW,少量倾向SE。大乘山背斜为一轴面倾向NWW的倒转背斜,背斜核部及两翼发育大量以NWW倾向为主的逆断裂,背斜内长安组劈理均倾向NWW。邵阳凹陷西部上古生界中走向逆断裂和倒转与斜歪褶皱轴面总体倾向NWW,局部反冲构造带断裂倾向SEE。湘中盆地盖层变形主要受控于盖层底部不整合界面及石炭纪测水组煤系地层的滑脱,部分断裂切入加里东褶皱基底。上述各次级构造单元变形特征表明湘中盆地西部逆冲推覆的总体方向为SE,而不是前人所认为的NW。研究表明湘中盆地NE—NNE向褶皱和逆断裂形成于中三叠世晚期的印支运动和中侏罗世晚期的早燕山运动。分析认为湘中盆地西部向SE逆冲,与雪峰造山带东缘向SE逆冲及城步 新化岩石圈断裂向NW俯冲有关。     

大巴山弧形构造带中段渔渡地区侏罗纪叠加变形研究

大巴山构造带是秦岭造山带南部发育的一个以逆冲推覆构造为特征的构造带。通过在大巴山弧形构造带中段渔渡地区进行的详细构造解析发现,大巴山构造带在侏罗纪以来经历了至少两期变形叠加,变形地层三叠系嘉陵江组—侏罗系沙溪庙组。早期变形以与滑脱构造相关的轴向北西—北北西向箱状或隔挡状褶皱为主,并在深部发育顺层滑脱构造,变形时代为晚侏罗世到早白垩世。晚期变形与北侧逆冲相关,导致右行走滑变形,主要形成右行走滑断层和北西—北北西向紧闭褶皱,变形时代比第一期稍晚,为晚侏罗世之后到早白垩世。两期变形形成的褶皱延伸方向一致,与区域构造线的方向协调,而且在远离北侧镇巴断裂的地区变形强度有减弱的趋势,两期变形叠加形成共轴或斜交叠加构造。研究表明,变形与大巴山冲断—推覆构造带向南逆冲有关。     

内蒙古大青山印支运动厘定

根据中下侏罗统五当沟组与下伏地层之间角度不整合接触关系，结合同位素年代与岩浆活动特征和各种构造要素之间叠加改造关系，证实了大青山地区存在强烈印支运动。构造样式和构造要素组合特点表明大青山印支运动是一次强烈逆冲推覆、褶皱造山运动，形成了东西向展布的大型逆冲推覆构造和褶皱构造，构成了大青山地区中生代造山带主体构造格架。在地壳构造变形过程中伴随有强烈岩浆活动，形成了一系列的岩株和岩墙。大青山地区印支构造运动的确定对研究阴山—燕山板内造山带形成演化历史和地球动力学机制具有重要意义。     

贵州雷公山地区过渡性剪切带及其与锑金多金属矿关系

雷公山地区位于扬子准地台与华南褶皱带之过渡地带，发育加里东期由西向东运动的逆冲推覆型过渡性剪切带。该剪切带主要表现为一系列的劈理密集带、剪切褶皱、剪切透镜体、Ｓ—Ｃ构造、拉伸线理等构造形迹，并发育糜棱岩化岩石。其构造模式为受向面倾斜的主滑脱面控制，由一系列西倾东倒、上陡下缓、右旋逆冲的叠瓦状断裂、褶皱及过渡性剪切带构成逆冲推覆体；其形成时代为志留纪末的加里东运动时期；运动方式由西向东，形成深度在１４ｋｍ以上，其主滑脱面在三江─龙胜断裂带（在本区尚处地下深处）。由于燕山期由东向酉的逆冲推覆运动，将中深层次的构造形迹推到形成侏罗山式褶皱的地层之上，造成不同深度的陡、缓倾过渡性剪切带并列的格局。本区的锑、金、多金属矿的分布严格受过渡性剪切带的控制，矿体往往产于沿陡劈理裂隙充填的石英脉中，形成时代为加里东期。     

柴北缘锡铁山地区滩间山群构造变形分析

初步构造变形分析表明 ,柴北缘锡铁山地区的早古生代变质火山岩系 -滩间山群在加里东期碰撞造山过程中经历了两期构造变形 :第一期为垂直造山带的挤压缩短变形 ,形成一系列紧闭褶皱、区域片理和大型韧性剪切带 ;第二期为平行造山带的挤压缩短变形 ,形成区域透入性共轭破劈理或膝折带。这两期变形是柴北缘加里东期碰撞造山带的斜向碰撞造山过程中不同阶段变形特征的体现。这种构造型式可能对于认识斜向碰撞造山带的构造动力学的转换过程具有重要意义。     

构造节律的物理背景--复杂过程的简单控制

从模型研究的角度出发，分别讨论了全球和区域尺度的构造节律问题。以地球的圈层结构和质量分布为前提，可推出固态内核不能稳定平衡于球心位置的结论。以此为基础，可以建立一个简约和自洽的全球运动模型。按照相应的热-机械能耦合模式，地球的运动可以划分出4个不同性质的阶段，从而构成地球演化的最高一级运动节律。区域构造节律在这一背景下存在，且可由更为简单的机械运动产生。     

贵州紫云运动与泥盆纪末华南板块海退事件的因果关系研究

紫云运动是贵州境内发生于泥盆纪末石炭纪初的一次以地壳相对垂直抬升为主要特点的构造运动。经对比研究,发现紫云运动受控于全球海平面下降和区域构造沉降的联合作用,其断裂特点与区域断裂构造特点相一致,且紫云运动与广西、湖南境内的柳江运动具有时间上的一致性。     

基于不同地质统计方法的渗透系数场对污染物运移的影响

渗透系数场的空间变异性是影响污染物运移结果的决定因素,而地质统计方法是解决渗透系数空间变异性的主要技术手段。本文利用野外场地实测数据,采用普通克里格法和指示克里格法、顺序高斯模拟法和顺序指示模拟法四种地质统计方法,插值估测和模拟再现随机渗透系数场,进而对比研究四种渗透系数场对大尺度污染物运移的影响。研究结果表明,污染羽的质心位置（一阶矩）主要由渗透系数的平均值来决定;污染羽在空间上的展布范围（二阶矩）主要受渗透系数空间变异方差的影响;条件模拟克服了估计法的平滑效果,较好地再现真实曲线的波动性,渗透系数（ lnK）估计方差与污染羽空间二阶矩随着条件模拟次数的增加而减小,并且顺序指示模拟程度更加明显。     

新疆玛纳斯河山前地貌对构造活动的响应

玛纳斯河是天山北麓最大的一条河流,流域内山前地貌对构造活动有明显的响应.根据野外调查和综合分析,结果表明天山北麓在南北向的挤压作用下,在山前依次形成了3排褶皱低山丘陵和第四排正在发育的西湖隆起.冲积扇也在历次构造运动中不断向北推进,呈串珠状发育.褶皱丘陵内阶地的也发生了拱曲变形.这些特征反映了自第四纪以来,天山北麓随着天山主体在不断抬升,并且持续地由南向北推挤,使山麓范围不断地向盆地方向扩张.     

板块运动的机制与动力来源学术争鸣

目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略--板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。 研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。 在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。 在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是：大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。     

基于新测年资料的蓟县运动和燕山早期运动表现探讨:以深圳西部地区及东部大鹏半岛国家地质公园地区为例

近3年来在深圳西部及东部大鹏半岛国家地质公园等地,笔者等参加了地质路线调查研究和取样工作,先后采集了20组岩石同位素定年样品,采用新方法锆石U-Pb定年激光测试法测试,其中获得7个数据集中在1 007～897 Ma,首次发现中-新元古代蓟县纪-青白口纪,并基本可以证实蓟县运动(1 400～1 000 Ma)的存在;对中...     

论全吉运动

全吉运动发生于柴北缘地区的全吉山一带，除角度不整合的自然现象外，接触面上下岩层之岩性载然不同、变质程度迥异，同位素测试值显示，是一次强烈的区域动力变质构造运动。     

大南海地区新生代板块构造活动

在新生代澳大利亚板块和欧亚板块之间的大洋中，存在一些地块(微板块)；同时，澳大利亚板块北部边缘的一些地块先后和澳大利亚板块分离，向北运动，与一些和欧亚板块分离出来的地块先后发生碰撞缝合。在此期间，由于地块分离而发生海底扩张，产生许多小洋盆，如南海、苏录海、苏拉威西海、安达曼海等，最后形成了东南亚地区今日的构造景观。笔者从大南海地区新生代的构造演化史之框架来研究南海地区新生代的构造演化历史，认为南海地区新生代的构造活动既与印度板块和欧亚板块的碰撞有关，也与太平洋板块向欧亚板块的俯冲活动有联系；同时，还受到澳大利亚板块向北运动之影响。南海地区在新生代发生过两次海底扩张，第一次海底扩张发生在42～35Ma前．是受印度板块和欧亚板块碰撞而引起欧亚大陆之下向东南方向之地幔流的影响而发生的，其海底扩张方向为NWSE，产生了南海西南海盆；第二次海底扩张发生于32～17Ma前。由于太平洋板块向欧亚板块俯冲，俯冲的大洋岩石圈已达700km深处，阻挡了欧亚大陆的上地幔向东南方向之流动，从而转向南流动。引起南海地区南北向海底扩张，即新生代第二次海底扩张，产生了南海中央海盆。南海新生代洋盆诞生之后，由于大南海地区继续有地块碰撞和边缘海海底扩张，对南海南部地区产生挤压，从而使这里的沉积发生变形，这就引起万安运动(南海南部)。     

运用地球动力合成作用原理揭示地壳运动—“大陆漂移”力学原因

推动地壳运动的力包括地球公转惯性力，等速自转力，星际引力和重力，其合力是大陆漂移的真正动力。     

燕山地区燕山期的挤压与伸展作用

燕山地区中生代断裂演化、区域性不整合界面和盆地演化的地质事实显示,燕山期不仅存在强烈的挤压作用,而且存在强烈的伸展作用。如果把整个侏罗、白垩纪期间的构造运动理解为燕山运动的话,那么燕山运动既形成强烈褶皱和逆冲推覆,又形成断陷盆地和变质核杂岩。整个燕山运动(旋回)包括3次挤压事件和3个伸展阶段,即早侏罗世末挤压事件(北票组沉积之后,海房沟组沉积之前)、晚侏罗世末挤压事件(土城子组沉积之后,义县组沉积之前)和白垩纪末挤压事件(第三系沉积之前);早侏罗世盆地伸展阶段、中晚侏罗世盆地伸展阶段和白垩纪盆地伸展阶段。燕山期内发生了3次由伸展到挤压的转换。