柏道遠(yuǎn), 鐘 響, 賈朋遠(yuǎn), 熊 雄

(湖南省地質(zhì)調(diào)查院, 湖南 長沙 410016)

雪峰造山帶地處江南造山帶西南段, 位于揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊之間。因與華南地質(zhì)發(fā)展歷史密切相關(guān), 其構(gòu)造演化過程備受研究者關(guān)注(黃汲清,1945; 朱夏, 1980; 郭令智等, 1984; 王鴻禎等, 1986;水濤, 1987; 許靖華等, 1987; 珺劉寶等, 1993; 丘元禧等, 1998; 殷鴻福等, 1999; 楊明桂等, 2009; 柏道遠(yuǎn)等, 2010, 2011a; 張國偉等, 2011; 王自強(qiáng)等,2012)。長期以來眾多學(xué)者對雪峰造山帶構(gòu)造變形進(jìn)行過研究, 取得大量成果認(rèn)識(馬文璞等, 1995; 范小林, 1996; 鄧家瑞和張志平, 1996; 楊紹祥和余沛然, 1997; 侯光久等, 1998a, 1998b; 梁新權(quán)等, 1999;

楊紹祥, 2000; 楊奎鋒等, 2004; Wang et al., 2005;金寵等, 2009; 梅廉夫等, 2010; 張進(jìn)等, 2010a; 劉恩山等, 2010; 胡召齊等, 2010; 陳世悅等, 2011; 湯雙立等, 2011; 汪昌亮等, 2011), 但對其地質(zhì)結(jié)構(gòu)及變形樣式、構(gòu)造變形與隆升時(shí)代等問題的認(rèn)識仍存在分歧, 例如: 丘元禧等(1998)、丁道桂等(2007a,2007b)強(qiáng)調(diào)印支-燕山運(yùn)動期間向西的逆沖, 后者還明確否定雪峰山廣西運(yùn)動角度不整合和加里東期“古隆起”的存在(丁道桂等, 2007b), 但張進(jìn)等(2010b)認(rèn)為雪峰造山帶中南段構(gòu)造變形發(fā)生在早古生代,早中生代構(gòu)造運(yùn)動主要表現(xiàn)為燕山期的左行走滑。李仲東等(2006)提出加里東期古褶皺樣式為近平臥褶皺, 但張進(jìn)等(2010b)卻認(rèn)為造山帶西部加里東褶皺為直立寬緩褶皺。關(guān)于雪峰(江南)造山帶的形成以及隆起時(shí)代有元古代(郭令智等, 1980)、加里東期(張進(jìn)等, 2010b)、早中生代(許靖華等, 1987; 丁道桂等,2007a, 2007b; 陳海泓等, 1993)以及加里東期和早中生代的構(gòu)造疊加(丘元禧等, 1998; 賈寶華, 1994; 馮向陽等, 2001)等多種觀點(diǎn)。

筆者最近對雪峰造山帶南段(重點(diǎn)為東部靖州-綏寧一帶)進(jìn)行了較詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查, 對變形時(shí)代和變形強(qiáng)度、剖面地質(zhì)結(jié)構(gòu)、加里東期和早中生代構(gòu)造運(yùn)動特征及構(gòu)造體制、變形機(jī)制等有了更多、更明確的認(rèn)識, 為研究尚很薄弱且頗多爭論的雪峰山構(gòu)造研究補(bǔ)充了重要的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

雪峰造山帶總體呈向北西凸出的弧形展布, 北西邊界為慈利–保靖斷裂, 南東大致以前泥盆紀(jì)地層和上古生界界線與湘中盆地分界(圖1)。帶內(nèi)主要出露新元古界冷家溪群-下古生界, 少量上古生界, 并有中生代洞庭盆地、沅麻盆地疊覆其上。雪峰造山帶及邊緣自北西往南東依次發(fā)育慈利-保靖、懷化-沅陵、溆浦-靖州、通道-安化、城步-新化等五條主干斷裂, 前三者主要表現(xiàn)為傾向 SE的逆斷裂, 后兩者主要表現(xiàn)為傾向 NW 的逆斷裂, 組成區(qū)域背沖構(gòu)造樣式(梁新權(quán)等, 1999; Wang et al., 2005)。

本文研究區(qū)域?yàn)檠┓逶焐綆隙? 重點(diǎn)為其東部的綏寧-靖州地區(qū), 工作包括1︰25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和構(gòu)造剖面觀測(圖2)。

綏寧-靖州地區(qū)出露新元古界板溪群、南華系-震旦系、寒武系-志留系、泥盆系-下三疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)-中侏羅統(tǒng)、白堊系等多時(shí)代地層。其中板溪群-南華系為裂谷盆地火山-碎屑沉積, 震旦系-下奧陶統(tǒng)為被動大陸邊緣陸源碎屑夾少量碳酸鹽巖、硅質(zhì)沉積,中奧陶統(tǒng)-志留系為前陸盆地砂、泥質(zhì)沉積, 泥盆系-下三疊統(tǒng)為陸表海碳酸鹽巖、陸源碎屑夾硅質(zhì)沉積,上三疊統(tǒng)-中侏羅統(tǒng)為陸相擠壓類前陸盆地碎屑沉積(柏道遠(yuǎn)等, 2013a, 2013b), 白堊系為陸相斷陷盆地碎屑沉積。板溪群-志留系總體為連續(xù)沉積, 其中雪峰運(yùn)動的伸展導(dǎo)致了南華系與板溪群之間的局部沉積間斷或不整合(張世紅等, 2008; 王劍和潘桂棠, 2009)。

1. 白堊系; 2. 上三疊統(tǒng)-侏羅系; 3. 泥盆系-下三疊統(tǒng); 4. 寒武系-志留系; 5. 南華系-震旦系; 6. 新元古界板溪群; 7. 三疊紀(jì)花崗巖; 8. 志留紀(jì)花崗巖; 9. 背斜軸跡; 10. 向斜軸跡; 11. 倒轉(zhuǎn)背斜軸跡; 12. 倒轉(zhuǎn)向斜軸跡; 13. 復(fù)背斜軸跡; 14. 復(fù)向斜軸跡; 15. 斷裂; 16. 逆斷裂及產(chǎn)狀;17. 正斷裂及產(chǎn)狀; 18. 走滑斷裂; 19. 地質(zhì)界線; 20. 角度不整合界線; 21. 構(gòu)造單元分界; 22. 斷裂編號; 23. 褶皺編號; 24. 實(shí)測構(gòu)造剖面。F1. 武陽–五團(tuán)斷裂; F2. 狗沖斷裂; F3. 綏寧斷裂; F4. 大坪頭斷裂; F5. 寨市斷裂; F6. 杉木橋斷裂; F7. 麻塘–菁蕪洲斷裂; F8.下寨斷裂; F9. 三溪口斷裂;F10. 寨牙斷裂; F11. 團(tuán)河–靖州斷裂(溆浦–靖州斷裂)。f1. 上堡背斜; f2. 綏寧向斜; f3. 沖口向斜; f4. 寨市背斜; f5. 楊柳盤向斜; f6. 杉木橋向斜;f7. 王家坪背斜; f8. 戈場坪向斜; f9. 彭家團(tuán)背斜; f10. 糜家團(tuán)復(fù)向斜。

雪峰構(gòu)造帶東緣發(fā)育志留紀(jì)和三疊紀(jì)花崗巖,分別與廣西運(yùn)動、印支運(yùn)動造成的擠壓逆沖、地殼疊置增厚有關(guān)(柏道遠(yuǎn)等, 2014a; 張龍升等, 2012)。

區(qū)內(nèi)褶皺及同走向斷裂發(fā)育, 團(tuán)河-靖州斷裂以東構(gòu)造線總體呈NNE向, 斷裂以西則呈NE向。

2 主要角度不整合特征

研究區(qū)造成明顯角度不整合的主要構(gòu)造事件有志留紀(jì)末的廣西運(yùn)動、中三疊世晚期的印支運(yùn)動和中侏羅世末的早燕山運(yùn)動, 分別造成上古生界與前泥盆系之間、下三疊統(tǒng)-侏羅系與上古生界之間、白堊系與先期地層之間的角度不整合。

雪峰造山帶東緣, 在關(guān)峽西面河岸邊可見廣西運(yùn)動造成的中泥盆統(tǒng)跳馬澗組與下志留統(tǒng)兩江河組之間的角度不整合關(guān)系(圖3a、8a)。不整合面及上覆跳馬澗組巖層產(chǎn)狀為 100°∠50°, 下伏兩江河組產(chǎn)狀為 80°∠75°, 兩者夾角(二面角的平面角)約30°。該處不整合特征反映廣西運(yùn)動造成了巖層約 30°的傾斜, 印支和早燕山運(yùn)動造成了巖層約50°的傾斜。

靖州盆地東緣沙堆見印支運(yùn)動造成的中侏羅統(tǒng)瀘陽組與上二疊統(tǒng)吳家坪組間呈中等角度不整合(圖3c), 兩者巖層面夾角約22°。該不整合與靖州盆地東緣團(tuán)河–靖州斷裂向北西逆沖擠壓導(dǎo)致巖層撓曲掀斜有關(guān)(柏道遠(yuǎn)等, 2013a)。而在靖州盆地西北部,印支運(yùn)動僅造成極低角度的不整合, 如飛山上三疊統(tǒng)-下侏羅統(tǒng)產(chǎn)狀為 250°∠6°, 下伏中二疊統(tǒng)棲霞組產(chǎn)狀為 240°∠8°, 二者交角僅 2°, 近于平行(圖3b), 反映印支運(yùn)動和早燕山運(yùn)動中變形很弱。

3 構(gòu)造形變

本文自東向西測制的關(guān)峽-綏寧、寨市-靖州、巖門鋪-竹絲坡等三條實(shí)測構(gòu)造剖面(圖 4、5、6)以及根據(jù) 1︰20萬黎平幅區(qū)調(diào)成果所編制的偶里-藕塘構(gòu)造剖面(圖7), 較全面地反映了雪峰造山帶南段東部的主要構(gòu)造變形特征。以下主要以構(gòu)造剖面為例, 同時(shí)結(jié)合近年來 1︰25萬武岡幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的地質(zhì)構(gòu)造成果(圖2), 分析和闡述研究區(qū)劈理、褶皺和斷裂等主要構(gòu)造形變。

圖3 雪峰造山帶南段典型不整合接觸關(guān)系Fig.3 Typical uncomformities in the Southern Xuefeng orogenic belt

D2t. 中泥盆統(tǒng)跳馬澗組; S1l. 下志留統(tǒng)兩江河組; O3t. 上奧陶統(tǒng)天馬山組; O2 y. 中奧陶統(tǒng)煙溪組; O1b-q. 下奧陶統(tǒng)白水溪組-橋亭子組;∈3-4t. 寒武系探溪組; ∈2-3w. 寒武系污泥塘組; ∈1n. 寒武系牛蹄塘組; Z. 震旦系(金家洞組-留茶坡組); Nh2n. 上南華統(tǒng)南沱組; Nh1d.下南華統(tǒng)大塘坡組; Nh1f. 下南華統(tǒng)富祿組; Nh1c. 下南華統(tǒng)長安組。F1. 武陽-五團(tuán)斷裂; F2. 狗沖斷裂; F3. 綏寧斷裂; F4. 大坪頭斷裂。f1. 上堡背斜;f2. 綏寧向斜; S0. 層面; S1. 板劈理。

3.1 劈理

區(qū)內(nèi)劈理有早期板劈理和后期折劈理, 以前者為主, 后者少見。

3.1.1 板劈理

板劈理廣泛發(fā)育于團(tuán)河-靖州斷裂以東的前泥盆紀(jì)地層中, 上古生界及以上地層中不發(fā)育, 表明其形成于晚古生代之前(可能形成于廣西運(yùn)動)。此外,團(tuán)河–靖州斷裂以西包括板溪群在內(nèi)的前泥盆紀(jì)地層中劈理一般不發(fā)育或弱發(fā)育(如南沱組塊狀巖石中劈理稍有發(fā)育), 反映了斷裂兩側(cè)擠壓強(qiáng)度的差異(詳見后文)。

板劈理的發(fā)育程度主要與巖性有關(guān), 泥巖(板巖)和粉砂質(zhì)泥巖劈理最為發(fā)育, 如寨牙西面南華系長安組塊狀絹云母板巖具強(qiáng)劈理化, 錳質(zhì)夾層因強(qiáng)烈擠壓形成沿劈理面展布的透鏡體(圖 8b)。長安組和南沱組的塊狀含礫砂質(zhì)泥巖中劈理較發(fā)育, 但連續(xù)性較差(圖8c)。砂巖中劈理一般不發(fā)育或發(fā)育較差,如關(guān)峽西面奧陶系天馬山組砂巖、泥巖互層時(shí)僅泥巖中發(fā)育劈理, 砂巖中劈理不發(fā)育(圖4b、8c); 寨牙東面富祿組砂巖中發(fā)育稀疏劈理, 實(shí)際具破劈理特征(圖8e)。灰?guī)r(如探溪組)中也不發(fā)育劈理。

板劈理走向較穩(wěn)定, 一般呈 NE-NNE走向, 與構(gòu)造線或巖層走向總體一致; 大多陡傾至近直立(圖4a、b、c、d、e、h, 圖 5a、b、d、i), 部分傾角中等(圖 4f、g, 圖 5c、g)。板劈理與層面產(chǎn)狀關(guān)系較復(fù)雜, 或呈中等-小角度相交(圖 4a、b、c、d、h, 圖5a、b, 圖 6d); 或呈大角度-垂直相交(圖 4f、g, 圖5h, 圖6a), 部分甚至呈反角度相交(圖5c、g); 西部糜家團(tuán)一帶(圖 6剖面西部)組成緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺的奧陶系板巖中則發(fā)育順層劈理。

圖6 糜家團(tuán)復(fù)向斜巖門鋪-竹絲坡實(shí)測構(gòu)造剖面(GP03)(位置見圖2)Fig.6 The Yanmenpu-Zhousipo tectonic section across the Mijiatuan Synclinorium (GP03) (location shown in Fig.2)

圖7 偶里-藕塘構(gòu)造剖面圖(位置見圖1)Fig.7 The Ouli-Outang tectonic section (location shown in Fig.1)

影響上述板劈理產(chǎn)狀特征及其與層面關(guān)系的因素有以下幾方面: (1) 廣西運(yùn)動中區(qū)域近水平擠壓作用導(dǎo)致劈理產(chǎn)狀以陡傾為主、劈理走向與構(gòu)造線或巖層走向總體一致; (2) 劈理與層面的交角大小主要與劈理形成時(shí)所處構(gòu)造部位以及褶皺變形強(qiáng)度有關(guān), 層理與劈理交角在褶皺核部相對翼部大, 褶皺變形強(qiáng)度低時(shí)軸面與層面交角較大, 強(qiáng)度高時(shí)則交角小; (3) 強(qiáng)、弱巖層的互層特征及次級褶皺的發(fā)育也可明顯控制局部劈理的發(fā)育特征, 如黃泥井東面見一板巖與砂巖分界面彎曲顯示的小型褶皺(圖5f), 砂巖層下方劈理不均勻發(fā)育且產(chǎn)狀明顯變化,顯示圖中右側(cè)劈理與強(qiáng)硬層層面控制下垂直層面的擠壓有關(guān), 左側(cè)劈理應(yīng)與次級褶皺核部擠壓有關(guān),屬軸面劈理; (4) 印支運(yùn)動和早燕山運(yùn)動的變形疊加會使先期劈理面和層面旋轉(zhuǎn)而致產(chǎn)狀變化, 如圖4g污泥塘組板巖中劈理初始產(chǎn)狀可能更陡、巖層

產(chǎn)狀較緩, 后期巖層旋轉(zhuǎn)變陡, 而劈理產(chǎn)狀則相應(yīng)變緩; (5) 廣西運(yùn)動中的水平滑脫與推覆派生傾向運(yùn)移方向的主壓應(yīng)力, 使得板劈理背向逆沖方向傾斜, 如反角度相交的層劈關(guān)系(圖 5g)以及王家坪背斜(圖 5中 f7)以西總體東傾的劈理產(chǎn)狀, 應(yīng)與向西的滑脫和推覆有關(guān)。

(a) 跳馬澗組與兩江河組角度不整合, 位置同圖3a; (b) 長安組板巖中強(qiáng)劈理化帶及其中錳質(zhì)透鏡體, 位于圖5寨牙西; (c) 南沱組中板劈理及后期共軛膝折及折劈理, 位置同圖5i; (d) 天馬山組中層面與板劈理, 位置同圖4b; (e) 富祿組砂巖中劈理面彎曲形成的膝狀褶皺, 位置同圖5e; (f)牛蹄塘組平臥褶皺, 位置同圖6b; (g) 麻塘–菁蕪洲斷裂片理化帶, 位置同圖12; (h) 三溪口斷裂強(qiáng)片理化特征, 位置同圖13b。

層劈關(guān)系是指示強(qiáng)變形區(qū)巖層頂面朝向即識別巖層產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)與否的重要構(gòu)造標(biāo)志, 因此本文在構(gòu)造剖面測制中對層劈關(guān)系進(jìn)行了連續(xù)的觀測(圖 4、5、6), 結(jié)合標(biāo)志層和地層層序的把握, 盡可能客觀地厘定剖面結(jié)構(gòu)。

3.1.2 折劈理

折劈理沿早期板劈理面產(chǎn)生的膝折軸面所形成,該面為一明顯的構(gòu)造破裂面, 而非簡單的幾何意義上的軸面。折劈理僅在團(tuán)河–靖州斷裂以東前泥盆紀(jì)地層中局部發(fā)育, 范圍僅限于露頭尺度。剖面上于樂安(圖5d)和黃泥井(圖 5i、圖8c)可見折劈理, 前者僅發(fā)育一組, 后者發(fā)育 2組并呈互錯的共軛關(guān)系。黃泥井2組共軛折劈理產(chǎn)狀分別約為S2-1220°∠8°±和S2-2320°∠40°, 均為擠壓折劈理; 其鈍夾角約為138°, 可能受觀測精準(zhǔn)度等因素影響, 略大于最大實(shí)驗(yàn)值 130°; 方向反映的最大主壓應(yīng)力(鄭亞東等,2007)傾向SE(圖5i), 初步推測與擠壓抬升之后的重力作用有關(guān)。

3.2 褶皺

綏寧-靖州地區(qū)褶皺發(fā)育(圖2)。在團(tuán)河-靖州斷裂以東, 褶皺多呈NNE走向, 少量NE走向; 卷入地層主要為板溪群-下古生界, 多為軸面近直立的中常-開闊褶皺, 部分為緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺, 受斷裂破壞褶皺兩翼常殘缺不全(圖4、5、6); 橫向上連續(xù)發(fā)育的多個褶皺常組成復(fù)背斜和復(fù)向斜。在團(tuán)河-靖州斷裂以西, 褶皺呈 NE-NEE走向, 卷入地層主要為板溪群, 多為直立平緩-中常褶皺(圖 7); 近斷裂處褶皺卷入地層為上古生界和上三疊統(tǒng)-侏羅系, 褶皺形態(tài)極為平緩。

以下自東向西對構(gòu)造剖面上主要背、向斜予以簡述, 以進(jìn)一步了解區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育特征。

關(guān)峽-綏寧構(gòu)造剖面東部發(fā)育上堡背斜f1, 其為一走向NNE、軸面近直立的中常-開闊褶皺, 翼間角70°左右(圖4), 背斜東翼出露寬度大、地層全, 而背斜西翼出露很窄并被綏寧斷裂(F3)所截切。背斜東翼受次級滑脫和斷裂作用影響而常具撓曲, 以致局部巖層產(chǎn)狀顯著變陡甚至倒轉(zhuǎn)(圖4c、d)。剖面西部發(fā)育綏寧向斜 f2, 為一走向 NNE、軸面西傾的倒轉(zhuǎn)緊閉褶皺, 兩翼均被斷裂切割(圖 4)。軸面傾角約55°,翼間角30°左右。區(qū)域上綏寧向斜向南揚(yáng)起, 其西翼往北、往南可漸轉(zhuǎn)為正常東傾, 反映褶皺強(qiáng)度沿走向存在差異。

寨市-靖州構(gòu)造剖面西端即團(tuán)河-靖州斷裂以西,發(fā)育由上古生界和早燕山期構(gòu)造層組成的極為寬緩的向斜, 巖層傾角一般僅 8°~15°(柏道遠(yuǎn)等, 2013a,2013b)。團(tuán)河-靖州斷裂以東主要發(fā)育開闊褶皺(圖5), 除西部戈場坪向斜、彭家團(tuán)背斜和靖州盆地內(nèi)褶皺呈NE走向外, 其它褶皺為NNE走向(圖2)。翼部巖層產(chǎn)狀總體正常, 傾角一般 20°~50°, 局部可達(dá)80°左右; 一般為直立開闊褶皺, 個別為斜歪褶皺。除寨市背斜 f4核部遭斷裂破壞外, 其他背、向斜形態(tài)較完整。寨牙以東地區(qū)褶皺軸面略向NW傾斜, 傾角 80°~85°(圖 5); 各背、向斜翼部均被傾向 NWW的逆斷裂(個別正斷裂)所截切。值得指出的是, 寨市背斜 f4和楊柳盤向斜 f5在剖面上均為開闊褶皺, 但向北均逐漸轉(zhuǎn)為軸面西傾的倒轉(zhuǎn)褶皺(圖2), 反映沿構(gòu)造線走向變形強(qiáng)度的不均一性。此外, 寨市背斜f4的東翼巖層產(chǎn)狀自核部往翼部(自西往東)巖層由倒轉(zhuǎn)漸變?yōu)檎?圖4西部), 暗示背斜可能為一斷裂傳播褶皺, 近核部變形更強(qiáng)。

在巖門鋪-竹絲坡構(gòu)造剖面上發(fā)育糜家團(tuán)復(fù)向斜(圖 6), 其西翼和東翼主體產(chǎn)狀分別為 140°∠40°和 310°∠55°, 軸面產(chǎn)狀 135°∠83°, 翼間角約 85°,為一軸面略向南東傾斜的直立開闊褶皺。復(fù)向斜內(nèi)部發(fā)育有 5個次級褶皺, 其中最東面的大塘向斜①為軸面略向 SE傾的開闊褶皺, 其它均為軸面傾向SE的緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺。受變形強(qiáng)度差異控制, 剖面東端層面與劈理呈明顯角度相交, 但剖面西部倒轉(zhuǎn)褶皺發(fā)育段則發(fā)育順層劈理。

值得指出的是, 巖門鋪-竹絲坡剖面東端留茶坡組巖層產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)、牛蹄塘組產(chǎn)狀自東往西由倒轉(zhuǎn)漸變?yōu)檎?、牛蹄塘組內(nèi)發(fā)育順層剪切平臥褶皺(圖6), 均指示金家洞組和牛蹄塘組(均為泥頁巖)是控制上古生界變形的重要滑脫層。從褶皺規(guī)模和卷入層位來看, 糜家團(tuán)復(fù)向斜西部的連續(xù)倒轉(zhuǎn)褶皺主要受金家洞組和牛蹄塘組向NW的滑脫運(yùn)移所控制。

偶里-藕塘構(gòu)造剖面位于溆浦-靖州斷裂以西(圖1), 主要出露板溪群和南華系長安組, NE走向的直立平緩-中常褶皺連續(xù)發(fā)育, 但地層層位總體自東向西漸低(圖7)。褶皺翼間角自東向西變小。同走向逆斷裂發(fā)育, 部分后期反轉(zhuǎn)為正斷裂。

除上述規(guī)模褶皺外, 局部尚見露頭尺度小褶皺,如黃泥井南面富祿組中發(fā)育層面變形褶皺(圖 5f),桂花橋北西面富祿組劈理面彎曲形成膝狀褶皺(圖5e、8e), 巖門鋪西面牛蹄塘組中順層剪切作用形成平臥褶皺(圖6b、8f)等。

3.3 斷裂

綏寧-靖州地區(qū)不同性質(zhì)和不同方向的斷裂廣泛發(fā)育(圖2), 其中NE-NNE向斷裂是除褶皺以外的主體構(gòu)造, 以下主要闡述之。

在團(tuán)河-靖州斷裂以東, 斷裂主要為 NNE向,多為西傾逆斷裂, 部分逆斷裂后期疊加伸展活動轉(zhuǎn)為正斷裂, 如寨市斷裂 F5和麻塘-菁蕪洲斷裂F7(圖2)。少量斷裂為走滑斷裂或逆(正)斷裂疊加有走滑活動, 如武陽-五團(tuán)斷裂F1具右行走滑, 麻塘-菁蕪洲斷裂 F7和團(tuán)河-靖州斷裂 F11具左行走滑。以下自東向西對構(gòu)造剖面中涉及的主要或典型斷裂進(jìn)行簡述。

關(guān)峽西面公路邊于跳馬澗組中見良好斷裂露頭(圖4, 未予編號)。斷裂帶寬約20 m(圖9), 自SE向NW分為片理化帶(寬約3.5 m)、石英脈(寬約5 m)、硅化破碎帶(寬約 11 m)等, 斷裂產(chǎn)狀為310°∠60°。強(qiáng)片理化特征顯示斷裂主要具逆沖性質(zhì), 石英脈的發(fā)育暗示后期發(fā)生過拉張即正斷活動。斷裂發(fā)育于跳馬澗組內(nèi)部, 推測運(yùn)移規(guī)模不大。

武陽-五團(tuán)斷裂F1為一NNE向至近SN向右行走滑斷裂, 產(chǎn)狀直立(圖4), 區(qū)域延伸規(guī)模可達(dá)200 km,將三疊紀(jì)瓦屋塘巖體南部邊界右行錯移約 4 km(圖2)。狗沖斷裂(F2)為 NE向左行走滑斷裂, 剖面上造成兩側(cè)地層不連續(xù), 平面上造成地層錯移最大距離達(dá)1000 m左右。

綏寧斷裂(F3)早期為傾向NWW逆斷裂, 后期疊加正斷活動, 現(xiàn)兩側(cè)地層新老關(guān)系顯示正斷裂效應(yīng)(圖 4)。

圖9 關(guān)峽斷裂特征(位置見圖4)Fig.9 Sectional profile of the Guanxia Fault (location shown in Fig.4)

大坪頭斷裂(F4)為一走向NNE、傾向 NW 之逆斷裂。在北面關(guān)峽-綏寧剖面上, 斷裂造成綏寧向斜西翼倒轉(zhuǎn)(圖 4)。在南面的寨市-靖州剖面斷裂造成西盤南華系長安組逆沖上覆于東盤寒武系污泥塘組之上(圖10), 帶內(nèi)發(fā)育斷層角礫巖、構(gòu)造透鏡體及片理。斷裂可能疊加過走滑活動, 以致斷裂帶東界表現(xiàn)為陡立的摩擦面或陡崖。

寨市斷裂(F5)走向NNE、傾向NW, 向南尖滅側(cè)向后延伸至通道(圖2)。斷裂早期逆沖, 造成東盤(下盤)巖層產(chǎn)狀旋轉(zhuǎn)而陡傾(近直立)(圖5)。后期發(fā)生伸展正滑, 使得剖面上斷裂西盤長安組上段與東盤長安組下段中下部接觸。南部臨口-通道一帶斷裂伸展活動控制了白堊紀(jì)斷陷盆地(圖2)。

杉木橋斷裂(F6)走向NE、傾向NW, 造成西盤長安組上段逆沖于東盤南沱組之上(圖5)。剖面中見寬約4 m的強(qiáng)風(fēng)化碎裂巖帶(圖11), 并具弱硅化; 斷裂產(chǎn)狀約為 310°∠47°。

圖10 大坪頭斷裂特征(位置見圖5)Fig.10 Sectional profile of the Dapingtou Fault (location shown in Fig.5)

圖11 杉木橋斷裂特征(位置見圖5)Fig.11 Sectional profile of the Shamuqiao Fault(location shown in Fig.5)

麻塘-菁蕪洲斷裂(F7)為一 NNE向多期復(fù)合斷裂帶, 橫向上可為西傾或東傾逆斷裂, 局部顯示為左行走滑。剖面上斷裂帶表現(xiàn)為一寬約20 m的強(qiáng)劈理化帶(圖12、8g)。面理走向35°左右, 直立。帶內(nèi)具絹云母化。內(nèi)部有變形較弱(劈理不強(qiáng)烈)的構(gòu)造巖塊或透鏡體。帶內(nèi)次級羽裂及主裂面上所見正階步均指示左行走滑。平面上, 該斷裂左行走滑導(dǎo)致了寨市背斜北段走向往西偏轉(zhuǎn)(圖2)。順便指出, 麻塘–菁蕪洲斷裂、寨市斷裂及其間地帶大致對應(yīng)于區(qū)域通道–安化斷裂(帶)。

三溪口斷裂(F9)為一傾向 NW 的逆斷裂, 產(chǎn)狀為 315°∠40°~45°(圖 13)。斷裂東盤(下盤)為南沱組含礫泥巖。斷裂帶及西側(cè)圍巖(屬大塘坡組)自東向西依次為(圖13b): 寬1.8 m的強(qiáng)片理化板巖帶(Ⅰ)(圖8h), 其中有石英脈和團(tuán)塊, 發(fā)育構(gòu)造透鏡體; 寬1.8 m的黑褐色錳質(zhì)粉砂巖-板巖(Ⅱ); 寬 1.4 m的片理化板巖(Ⅲ); 寬 2.2 m 的塊狀板巖(Ⅳ), 巖層產(chǎn)狀為315°∠55°。再往西為南沱組含礫泥巖, 其與大塘坡組塊狀板巖整合接觸。以上顯示, 斷裂帶實(shí)際源于沿大塘坡組的順層滑動斷裂向上切層逆沖形成。

三溪口斷裂下盤南沱組含礫砂質(zhì)板巖中發(fā)育三組產(chǎn)狀不一的小斷裂(圖 13a)。第一組斷裂(Fa)產(chǎn)狀為 115°∠50°±, 斷裂帶寬 10~50 cm, 帶內(nèi)巖石強(qiáng)片理化、碎裂化, 局部可形成斷層泥, 次級羽裂指示逆沖; 第二組斷裂(Fb)產(chǎn)狀為 255°∠42°, 規(guī)模很小,僅表現(xiàn)為一明顯的破裂面; 第三組斷裂(Fc)僅見1條,產(chǎn)狀為 115°∠78°, 帶寬 10 cm, 裂面上水平擦痕和正階步指示右行走滑。其中, 第二組斷裂切割第一組斷裂, 但露頭上未見第三組斷裂與前兩組斷裂的交切關(guān)系。

圖12 麻塘-菁蕪洲斷裂特征(位置見圖5)Fig.12 Sectional profile of the Matang-Jingwuzhou Fault (location shown in Fig.5)

圖13 三溪口斷裂特征(位置見圖5)Fig.13 Sectional profile of the Sanxikou Fault (location shown in Fig.5)

團(tuán)河–靖州斷裂(F11)屬區(qū)域溆浦–靖州大斷裂的組成部分。溆浦–靖州斷裂自新元古代中晚期以來經(jīng)歷過多次伸展、擠壓、走滑等活動(柏道遠(yuǎn), 2001; 柏道遠(yuǎn)等, 2013a, 2013b; 張進(jìn)等, 2010a)。該斷裂在靖州一帶表現(xiàn)為多條 NE向表層發(fā)散斷裂, F11即為表層主要斷裂之一。團(tuán)河-靖州斷裂NE走向, 傾向SE,傾角 35°~70°不等; 具明顯的逆沖性質(zhì), 寨市-靖州剖面上表現(xiàn)為東側(cè)南沱組逆沖于西側(cè)牛蹄塘組之上(圖5), 往南西在靖州盆地東緣則表現(xiàn)為寒武系向北西逆沖于石炭系-二疊系之上(圖 6), 且造成西側(cè)近斷裂處上古生界巖層產(chǎn)狀顯著變陡(柏道遠(yuǎn)等,2013a)。

除上述較大規(guī)模逆沖斷裂外, 局部地段可發(fā)育小型逆斷裂, 如前文三溪口斷裂下盤圍巖中斷裂(圖13)。再如巖門鋪-竹絲坡剖面西段發(fā)育兩條相距約2 m的小斷裂, 斷裂破碎帶寬30 cm左右, 斷裂逆沖導(dǎo)致了巖層的撓曲及橫向上巖層產(chǎn)狀的逐漸變化(圖 6c)。

4 討 論

前文有關(guān)主要角度不整合及構(gòu)造形變發(fā)育特征、變形卷入地層等, 為雪峰造山帶南段變形時(shí)代和強(qiáng)度、剖面結(jié)構(gòu)和變形機(jī)制、主要變形事件的區(qū)域構(gòu)造體制等提供了重要約束。

4.1 變形時(shí)代

結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化背景, 就前文所述劈理、褶皺、不同性質(zhì)(逆、正、走滑)斷裂的形成時(shí)代簡要分析如下:

(1) 研究區(qū)及區(qū)域上板劈理僅發(fā)育于前泥盆紀(jì)地層中, 上古生界及以上層位不發(fā)育, 由此可確定板劈理形成于志留紀(jì)后期的廣西運(yùn)動。

(2) 折劈理沿早期板劈理面產(chǎn)生的膝折軸面所形成, 其分布局限, 可能在印支運(yùn)動和早燕山運(yùn)動中因局部強(qiáng)擠壓形成(圖 5d), 也可能在廣西運(yùn)動擠壓抬升之后的重力作用下形成(圖5i)。

(3) NE-NNE向褶皺形成于志留紀(jì)晚期的廣西運(yùn)動和早中生代的印支運(yùn)動(中三疊世晚期)與早燕山運(yùn)動(中侏羅世), 前述主要不整合事件為其主要證據(jù)。不過就研究區(qū)居主導(dǎo)地位的前泥盆系卷入的褶皺而言, 應(yīng)主要形成于廣西運(yùn)動, 理由如下: ①廣西運(yùn)動于團(tuán)河-靖州斷裂以東形成了非常發(fā)育的板劈理, 指示存在強(qiáng)烈擠壓和變形; ②團(tuán)河–靖州斷裂以西前泥盆系發(fā)育平緩-中常褶皺(圖 7), 巖層產(chǎn)狀較陡, 而靖州盆地上古生界巖層極為平緩, 區(qū)域上黎平、天柱等地上古生界巖層產(chǎn)狀近水平(張進(jìn)等,2010b); ③劈理發(fā)育特征可明確指示部分褶皺形成于廣西運(yùn)動, 如前文黃泥井東面小型褶皺控制了加里東期板劈理發(fā)育(圖 5f), 糜家團(tuán)復(fù)向斜西部發(fā)育緊閉倒轉(zhuǎn)褶皺與順層劈理, 東部發(fā)育開闊褶皺且層面與板劈理呈明顯角度相交(圖6), 暗示褶皺與板劈理同期形成且密切相關(guān)。

早中生代同軸向變形疊加可使加里東期褶皺變形得到加強(qiáng), 或使巖層產(chǎn)狀進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)變陡。如前述雪峰造山帶東緣關(guān)峽跳馬澗組和兩江河組產(chǎn)狀反映廣西運(yùn)動后巖層傾角約 30°, 印支和早燕山運(yùn)動進(jìn)一步造成了巖層約50°的傾斜(圖3a、8a)。再如三溪口斷裂 F9東面南沱組中劈理走向 NEE且極為平緩, 傾角僅 20°左右(圖 13), 明顯不同于呈 NE-NNE走向且傾角中等至直立的區(qū)域劈理特征。結(jié)合剖面中三溪口斷裂與下寨斷裂之間陡立的巖層產(chǎn)狀(圖5)分析, 加里東期劈理很可能為NE走向并向SE陡傾,早中生代下寨斷裂的逆沖使上盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)、巖層變陡, 劈理則傾角變緩且走向轉(zhuǎn)為NEE向。

構(gòu)造線走向反映廣西運(yùn)動、印支運(yùn)動和早燕山運(yùn)動中雪峰造山帶的構(gòu)造體制均為 NW-NWW向擠壓, 其構(gòu)造背景詳見后文。

(4) NE-NNE向逆斷裂為NE-NNE向褶皺的同走向逆斷裂, 同樣形成于廣西運(yùn)動及早中生代的印支運(yùn)動和早燕山運(yùn)動。從斷裂活動的繼承性考慮, 可能大部分逆斷裂在加里東期已形成, 早中生代再次活動。如團(tuán)河–靖州斷裂作為區(qū)域溆浦–靖州斷裂的組成部分, 廣西運(yùn)動中具逆沖活動并為雪峰推覆構(gòu)造根帶與中帶的分界(詳見后述), 早中生代逆沖導(dǎo)致東側(cè)前泥盆系掩于西側(cè)石炭系之上(圖6)。部分?jǐn)嗔研纬捎谠缰猩? 如溪口斷裂(F9)與加里東期板劈理傾向相反并呈鈍角相交(圖 13a), 下寨斷裂(F8)和寨牙斷裂(F10) 同樣與劈理顯示出不協(xié)調(diào)關(guān)系(圖5), 它們很可能屬早中生代斷裂, 關(guān)峽跳馬澗組中逆斷裂(圖4、9)顯然形成于早中生代。

(5) NE-NNE向正斷裂應(yīng)形成于白堊紀(jì), 本次伸展事件在湖南形成大量NNE-NE向的斷陷盆地以及變質(zhì)核雜巖(張?jiān)罉虻? 2012)。

(6) NE-NNE向左行走滑斷裂形成于晚三疊世-早侏羅世, 動力背景與揚(yáng)子地塊及其以南各地塊向北運(yùn)移與中朝板塊碰撞產(chǎn)生的區(qū)域SN向擠壓(萬天豐和朱鴻, 2002)有關(guān)。區(qū)域上, 湘東南 NNE向茶陵–郴州斷裂因SN向擠壓派生EW向引張而形成伸展盆地(柏道遠(yuǎn)等, 2011b)。黑(白)云母40Ar/39Ar 坪年齡顯示雪峰造山帶左行走滑的時(shí)代約為 216~194 Ma(Wang et al., 2005)。

(7) NE-NNE向右行走滑斷裂大體形成于古近紀(jì),動力背景可能與印度-歐亞板塊碰撞有關(guān)(張進(jìn)等,2010a), 或與太平洋板塊對東亞大陸東部向西俯沖、擠壓(萬天豐和朱鴻, 2002)有關(guān)。區(qū)域上, 本次NNE向右行走滑事件還于沅麻盆地白堊系中形成了較多小規(guī)模NW向褶皺(張進(jìn)等, 2010a)。研究區(qū)溆浦–靖州斷裂很可能也具右行走滑而派生NEE向擠壓, 于靖州盆地上古生界灰?guī)r中形成了小型NWW向左行走滑斷裂和侏羅系中呈NE走向和NWW走向的共軛節(jié)理(柏道遠(yuǎn)等, 2013b)。

4.2 變形強(qiáng)度的橫向差異

加里東期和早中生代擠壓變形強(qiáng)度均存在以溆浦-靖州斷裂為界東側(cè)強(qiáng)、西側(cè)弱的顯著差異。如前文所述, 構(gòu)造剖面調(diào)查表明溆浦–靖州斷裂以東包括南華系和上古生界在內(nèi)的前泥盆紀(jì)地層中板劈理極為發(fā)育。筆者在南部牙屯堡等地調(diào)查發(fā)現(xiàn)板溪群板巖中劈理更為發(fā)育, 層面和層理常因劈理置換而不清晰。而在溆浦–靖州斷裂以西天柱-會同-洪江一帶進(jìn)行的調(diào)查表明板溪群成層性良好, 層面清晰, 而劈理則不發(fā)育; 南沱組含礫砂質(zhì)泥巖因呈塊狀而難以發(fā)生彎滑褶皺作用, 見劈理但發(fā)育程度很低。顯然, 上述差異表明溆浦–靖州斷裂以東地區(qū)在廣西運(yùn)動中經(jīng)歷了比斷裂以西地區(qū)更強(qiáng)的擠壓和縮短。

溆浦–靖州斷裂以東早中生代擠壓變形相對斷裂以西更強(qiáng)烈主要體現(xiàn)在以下三個方面: ①雪峰造山帶東緣泥盆系巖層產(chǎn)狀較陡, 如關(guān)峽跳馬澗組巖層傾角達(dá) 50°(圖 3a), 區(qū)域上雪峰造山帶東部向東的大規(guī)模逆沖導(dǎo)致湘中盆地西部上古生界向東滑脫、逆沖并產(chǎn)生強(qiáng)烈褶皺變形(柏道遠(yuǎn)等, 2013c), 而斷裂以西的黎平、天柱、會同等地區(qū)上古生界巖層近水平, 顯示變形微弱, 靖州一帶上古生界巖層總體也極為平緩, 僅東緣受溆浦–靖州斷裂逆沖影響而產(chǎn)狀變陡; ②溆浦–靖州斷裂以東雪峰造山帶內(nèi)晚古生代沉積作用自中泥盆世開始, 且沉積厚度大, 但上古生界幾無保存, 僅通道東面見少量泥盆系跳馬澗組出露(圖 2), 斷裂以西晚古生代相對隆起, 沉積作用自晚石炭世開始且沉積厚度小, 但現(xiàn)今上古生界在天柱、黎平、靖州、會同等地尚有較多保存, 這一差異顯然指示早中生代斷裂以東具更大規(guī)模的抬升, 暗示斷裂以東具有更強(qiáng)的逆沖、褶皺等擠壓變形; ③溆浦–靖州斷裂以東褶皺軸跡多呈 NNE向,少量呈NE向, 而斷裂以西構(gòu)造線呈NE-NEE向, 此差異很可能與斷裂東側(cè)經(jīng)歷早中生代 NWW 向擠壓、縮短而導(dǎo)致加里東期褶皺軸跡偏轉(zhuǎn)有關(guān)。

順便指出, 以上研究表明前人提出的雪峰造山帶中南段擠壓縮短構(gòu)造變形發(fā)生在早古生代(張進(jìn)等, 2010b)的認(rèn)識并不確切。溆浦–靖州斷裂以西變形確實(shí)主要發(fā)生在早古生代(廣西運(yùn)動), 但斷裂以東早中生代存在顯著的擠壓縮短和構(gòu)造抬升。

4.3 剖面結(jié)構(gòu)、構(gòu)造分帶及變形機(jī)制

據(jù)前人研究, 雪峰造山帶構(gòu)造變形主要受控于冷家溪群底部(丁道桂等, 2007b; 李三忠等, 2011)、板溪群底部和南華系底部(張進(jìn)等, 2010b)的滑脫。前文巖門鋪-竹絲坡剖面(圖 6)表明震旦系下部金家洞組和寒武系下部牛蹄塘組也為控制變形的重要滑脫層。根據(jù)關(guān)峽-綏寧(圖4)、寨市-靖州(圖5)和偶里-藕塘(圖 6)剖面表層構(gòu)造特征, 結(jié)合區(qū)域地層厚度和主要構(gòu)造滑脫層位, 從斷裂相關(guān)褶皺的有關(guān)概念出發(fā), 厘定關(guān)峽-偶里綜合剖面結(jié)構(gòu)如圖14所示。

溆浦–靖州斷裂以東(以下稱雪峰造山帶東帶)的逆斷裂和褶皺變形主要受控于板溪群底部、南華系底部和寒武系底部的滑脫(圖14)。從南面通道、牙屯堡和播陽等地出露板溪群來看, 剖面中綏寧以西的逆斷裂往下切入了板溪群。溆浦–靖州斷裂以西(以下稱雪峰造山帶西帶)的褶皺和斷裂變形主要受控于冷家溪群底部和板溪群底部的滑脫。源于冷家溪群底部滑脫的逆斷裂造成冷家溪群的疊置及板溪群的抬升(圖14), 使偶里西面板溪群下部磚墻灣組地層也出露地表。

廣西運(yùn)動中, 雪峰造山帶東帶為區(qū)域雪峰推覆構(gòu)造的根帶(圖14)而具強(qiáng)烈擠壓, 從而形成極為發(fā)育的板劈理。西帶為雪峰推覆構(gòu)造的中帶, 擠壓作用相對較弱, 因此板劈理不發(fā)育或欠發(fā)育。

雪峰造山帶東帶具背沖構(gòu)造樣式, 下面的進(jìn)一步分析表明早中生代背沖構(gòu)造的中軸位置與加里東期不一致, 前者相對后者顯著向西遷移(圖14)。盡管如前文所述板劈理產(chǎn)狀受多種因素控制, 但在滑脫推覆運(yùn)動背景中其總體或優(yōu)勢傾向應(yīng)背向逆沖方向(典型軸面劈理與褶皺軸面一樣背向逆沖方向傾斜)。關(guān)峽-綏寧剖面(圖 4)和寨市-靖州剖面(圖 5)顯示,總體上以樂安-寨市一帶為界, 該帶以東劈理總體傾向 NW, 指示向東的逆沖推覆; 該帶以西劈理總體傾向 SE, 指示向西的逆沖推覆; 樂安-寨市一帶大體為軸向擠壓。而剖面中主要逆沖斷裂傾向特征及前文下寨斷裂(F8)、溪口斷裂(F9)和寨牙斷裂(F10)形成于早中生代的分析表明, 早中生代背沖構(gòu)造的中軸位于寨牙和靖州之間(圖5)。由上可見, 相對加里東期變形而言, 早中生代背沖構(gòu)造的中軸向西遷移20 km左右, 背沖構(gòu)造的西翼很窄而東翼很寬, 東帶總體表現(xiàn)為向東逆沖。

圖14 雪峰造山帶南段綜合剖面結(jié)構(gòu)Fig.14 Tectonic sectional profile across the south segment of the Xuefeng orogen

筆者對雪峰造山帶中段懷化-兩丫坪地區(qū)的構(gòu)造調(diào)查, 同樣顯示以溆浦-靖州斷裂為界的分帶特征以及早中生代背沖構(gòu)造中軸相對加里東期向西遷移的特征(柏道遠(yuǎn)等, 2014b)。

廣西運(yùn)動中, 溆浦-靖州斷裂成為雪峰推覆構(gòu)造的根帶、中帶分界主要應(yīng)與兩側(cè)塊體力學(xué)性質(zhì)及物質(zhì)組成有關(guān)。柏道遠(yuǎn)(2001)在洪江一帶的研究發(fā)現(xiàn),南華紀(jì)早期(長安期)溆浦–靖州斷裂以西抬升而缺失或缺少沉積, 而斷裂以東則大幅伸展斷陷而形成厚達(dá)3000 m以上的沉積。靖州-綏寧一帶, 沿溆浦－靖州斷裂及其以東形成一NNE向的南華紀(jì)長安期-富祿期裂陷槽, 裂陷槽內(nèi)形成厚3000~4200 m的沉積,而兩側(cè)沉積厚度一般僅約300~1000 m?？梢? 雪峰造山帶東帶為一強(qiáng)度低的薄弱塊體, 兩側(cè)則為相對剛性塊體。受此制約, 廣西運(yùn)動中東帶更易產(chǎn)生深部滑脫, 并發(fā)生更強(qiáng)烈的擠壓和縮短, 從而成為雪峰推覆構(gòu)造的根帶。

同樣受塊體力學(xué)性質(zhì)差異控制, 早中生代構(gòu)造運(yùn)動中雪峰造山帶的東帶變形強(qiáng), 而西帶變形弱。此外, 早中生代西帶變形弱顯然還與東帶總體表現(xiàn)為向東逆沖, 對溆浦–靖州斷裂以西影響小有關(guān)。

需要指出的是, 盡管雪峰造山帶東帶比西帶具有更強(qiáng)的變形和縮短, 但地表出露地層層位卻是西帶總體高于東帶, 前者主要出露板溪群, 后者主要出露南華系(圖1)。造成這一差異的原因顯然與東帶在南華紀(jì)發(fā)生了大幅斷陷沉降有關(guān)。

4.4 區(qū)域構(gòu)造體制

如前文所述, 雪峰造山帶南段 NE-NNE向褶皺形成于廣西運(yùn)動和早中生代的印支運(yùn)動與早燕山運(yùn)動。盡管一般將構(gòu)造線(褶皺)走向的垂線方向推定為區(qū)域擠壓應(yīng)力方向, 但鑒于多期構(gòu)造運(yùn)動的疊加和改造可能導(dǎo)致構(gòu)造線走向的后 0期變位, 且關(guān)于雪峰造山帶及鄰區(qū)廣西運(yùn)動和印支運(yùn)動的構(gòu)造線走向及區(qū)域擠壓應(yīng)力方向尚存在不同認(rèn)識, 因此以下就主要構(gòu)造變形事件的區(qū)域構(gòu)造體制進(jìn)行簡單討論。4.4.1 廣西運(yùn)動構(gòu)造體制

目前對雪峰造山帶及鄰區(qū)廣西運(yùn)動構(gòu)造體制的認(rèn)識存在分歧。丘元禧等(1998)、王建等(2010)認(rèn)為廣西運(yùn)動經(jīng)受SN向擠壓, 郝義等(2010)認(rèn)為廣西運(yùn)動晚期華夏地塊與揚(yáng)子地塊沿郴州-臨武斷裂收縮擠壓而形成 NE-NNE向褶皺, 胡召齊等(2010)則認(rèn)為加里東期褶皺方位因受后期疊加改造影響而無法準(zhǔn)確識別。

區(qū)內(nèi)前泥盆紀(jì)地層卷入的加里東期褶皺走向在溆浦-靖州斷裂以東多呈NNE向, 少量呈NE向, 在斷裂以西則呈NE-NEE向?？紤]到斷裂東側(cè)經(jīng)歷早中生代較強(qiáng)的NWW向擠壓、縮短而可能導(dǎo)致加里東期褶皺軸跡偏轉(zhuǎn), 本文認(rèn)為斷裂以西褶皺的NE-NEE走向可代表廣西運(yùn)動構(gòu)造線方向, 據(jù)此推斷雪峰造山帶南段廣西運(yùn)動主壓應(yīng)力方向?yàn)镹W-NNW向。值得指出的是, 剖面上傾角較陡的加里東期板劈理走向穩(wěn)定, 均為 NNE-NE向, 說明雪峰造山帶南段廣西運(yùn)動中擠壓方向不可能為SN向。

NW-NNW 向擠壓的形成應(yīng)與區(qū)域 SN向擠壓(丘元禧等, 1998; 王建等, 2010)及晉寧期揚(yáng)子陸塊與華南洋板塊之間的NNE向邊界(柏道遠(yuǎn)等, 2012a)共同控制有關(guān), 而區(qū)域 SN向擠壓的構(gòu)造背景可能為云開地塊由南向北的推覆擠壓(吳浩若, 2000)。這一認(rèn)識可以很好地解釋雪峰造山帶北段與南段之間廣西運(yùn)動構(gòu)造線走向和隆升幅度的差異。揚(yáng)子陸塊與華南洋的邊界沿瀏陽-新化-城步一線, 自東向西由近EW向轉(zhuǎn)為NNE向(柏道遠(yuǎn)等, 2012a), 使得雪峰造山帶北段在區(qū)域 SN向擠壓下遭受正面擠壓,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的塊體逆沖、疊置、縮短和抬升, 導(dǎo)致冷家溪群大量出露地表(圖1)。而雪峰造山帶南段則受斜向擠壓, 變形強(qiáng)度和抬升幅度相對較低, 因此僅板溪群-上古生界出露。

值得指出的是, 已有研究表明早古生代華南為無大洋分割的陸內(nèi)海盆環(huán)境, 因此廣西運(yùn)動的構(gòu)造性質(zhì)是大陸板塊(新元古代中晚期形成的統(tǒng)一華南板塊)板內(nèi)陸塊間相互作用的陸內(nèi)造山作用(張國偉等, 2013), 主要證據(jù)有揚(yáng)子地塊與華夏地塊上古生界砂巖中鋯石具相似的年齡譜系(Wang et al.,2010)、自揚(yáng)子至華夏的沉積古地理剖面上缺少活動陸緣沉積和沉積相帶的不連續(xù)(跳相)現(xiàn)象(陳世悅等,2011)、揚(yáng)子與華夏地塊間無早古生代消失洋殼殘存記錄、華南大陸東部早古生代廣泛存在彌散型面狀分布的構(gòu)造變形、變質(zhì)、巖漿活動和上下古生界間區(qū)域性角度不整合等。

4.4.2 印支運(yùn)動構(gòu)造體制

在雪峰造山帶及鄰區(qū)印支運(yùn)動強(qiáng)度、構(gòu)造線走向及構(gòu)造體制問題上, 總體存在兩種不同觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)強(qiáng)調(diào)印支運(yùn)動的重要性, 或認(rèn)為上古生界NE-NNE走向?yàn)橹鞯纳w層褶皺主要形成于印支運(yùn)動,印支運(yùn)動中區(qū)域擠壓應(yīng)力方向?yàn)?NW(W)向(丘元禧等, 1998; 丁道桂等, 2007a, 2007b; 任紀(jì)舜, 1984,1990; 柏道遠(yuǎn)等, 2009; 汪新偉等, 2010)。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為印支運(yùn)動強(qiáng)度不大(郭福祥, 1998, 1999), 區(qū)域SN向擠壓下形成EW向褶皺(胡召齊等, 2010; 張?jiān)罉虻? 2009; 徐先兵等, 2009)。

針對上述認(rèn)識分歧, 柏道遠(yuǎn)等(2012b)對湘東南印支運(yùn)動構(gòu)造線方向和構(gòu)造體制進(jìn)行了深入解析,根據(jù)早燕山構(gòu)造下伏不整合面之下構(gòu)造線走向恢復(fù)及不整合面下伏地層層位沿東西方向的快速變化,確證印支運(yùn)動構(gòu)造線為NNE向而非EW向, 區(qū)域擠壓應(yīng)力方向?yàn)镹WW向而非SN向。鑒于湘東南至湘西地區(qū)上古生界構(gòu)造線總體協(xié)調(diào), 主要呈NNE-NE向(局部受邊界條件制約而變化為SN向或NNW 向), 因此推斷雪峰造山帶南段印支運(yùn)動構(gòu)造體制為NWW向。

就整個華南而言, 中三疊世晚期構(gòu)造運(yùn)動中因秦嶺-大別-蘇魯構(gòu)造帶碰撞造山以及 Sibumasu 地塊向印支地塊的碰撞增生和古特提斯洋在瓊中地區(qū)的消減關(guān)閉影響而形成區(qū)域 SN向擠壓(張?jiān)罉虻?2009; 徐先兵等, 2009; 舒良樹和周新民, 2002; 舒良樹等, 2004)。湘東南-湘西地區(qū)有別于區(qū)域SN向的NWW向擠壓, 可能與新元古代-早古生代揚(yáng)子板塊與華夏板塊的 NE向接合帶制約或兩陸塊的繼發(fā)性陸內(nèi)俯沖匯聚有關(guān)(柏道遠(yuǎn)等, 2012b), 即該地區(qū)印支運(yùn)動受控于深部動力學(xué)與陸塊間差異非均衡背景下產(chǎn)生的陸內(nèi)陸塊間相互作用(張國偉等, 2011,2013)。而區(qū)域大量印支期花崗巖的發(fā)育, 指示印支運(yùn)動是一次強(qiáng)度很大的構(gòu)造運(yùn)動。

4.4.3 早燕山運(yùn)動構(gòu)造體制

中侏羅世早燕山運(yùn)動的構(gòu)造背景和構(gòu)造體制已有一致認(rèn)識。受古太平洋板塊(或伊澤奈崎板塊)俯沖影響, 包括研究區(qū)在內(nèi)的華南地區(qū)受 NWW-NW 向強(qiáng)擠壓而形成NNE-NE向的褶皺與逆沖斷裂(張?jiān)罉虻? 2009; 徐先兵等, 2009; 舒良樹和周新民, 2002;舒良樹等, 2004)。

5 結(jié) 論

(1) 雪峰造山帶南段在廣西運(yùn)動和早中生代構(gòu)造運(yùn)動(印支運(yùn)動與早燕山運(yùn)動)中均存在明顯的擠壓變形, 構(gòu)造體制均為 NW-NWW 向擠壓, 形成NE-NNE向褶皺和逆斷裂; 廣西運(yùn)動還形成了板劈理。

(2) 以溆浦-靖州斷裂為界分為東帶和西帶, 分別為加里東期雪峰逆沖推覆構(gòu)造的根帶和中帶。廣西運(yùn)動和早中生代構(gòu)造運(yùn)動中東帶變形強(qiáng)度均顯著大于西帶。

(3) 東帶在廣西運(yùn)動和早中生代構(gòu)造運(yùn)動中均具有背沖構(gòu)造樣式, 但后者背沖構(gòu)造的中軸相對前者顯著向西遷移約20 km。

(4) 溆浦-靖州斷裂以東在廣西運(yùn)動中成為雪峰推覆構(gòu)造的根帶, 主要與其塊體強(qiáng)度低及南華紀(jì)早期為一斷陷深槽有關(guān)。

致謝: 中國海洋大學(xué)李三忠教授和另一名審稿人對論文進(jìn)行了認(rèn)真審閱并提出了寶貴的修改意見, 在此表示衷心感謝。

:

柏道遠(yuǎn). 2001. 湘西南震旦紀(jì)長安期沉積相變與構(gòu)造環(huán)境分析. 湖南地質(zhì), 20(1): 5–8.

柏道遠(yuǎn), 鄒賓微, 趙龍輝, 李澤泓, 王先輝, 馬鐵球, 肖冬貴, 彭云益. 2009. 湘東太湖逆沖推覆構(gòu)造基本特征研究. 中國地質(zhì), 36(1): 53–64.

柏道遠(yuǎn), 賈寶華, 劉偉, 陳必河, 劉耀榮, 張曉陽. 2010.湖南城步火成巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡及其對江南造山帶新元古代構(gòu)造演化的約束. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 84(12):1715–1726.

柏道遠(yuǎn), 賈寶華, 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 劉耀榮, 馬鐵球. 2011a.雪峰造山帶新元古代構(gòu)造演化框架. 沉積與特提斯地質(zhì), 31(3): 78–87.

柏道遠(yuǎn), 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 劉耀榮, 黃文義. 2011b. 湘東南晚三疊世-侏羅紀(jì)沉積特征及盆地性質(zhì)和成因機(jī)制.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào), 17(4): 338–349.

柏道遠(yuǎn), 賈寶華, 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 劉耀榮. 2012a. 湘中南晉寧期和加里東期構(gòu)造線走向變化成因. 地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào), 18(2): 165–177.

柏道遠(yuǎn), 賈寶華, 鐘響, 劉耀榮, 賈朋遠(yuǎn), 黃文義. 2012b.湘東南印支運(yùn)動變形特征研究. 地質(zhì)論評, 58(1):19–29.

柏道遠(yuǎn), 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 熊雄, 黃文義. 2013a. 雪峰造山帶南段靖州盆地成因性質(zhì)及形成背景. 中國地質(zhì),40(4): 1079–1091.

柏道遠(yuǎn), 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 熊雄. 2013b. 雪峰造山帶靖州盆地?cái)嗔褬?gòu)造及其形成背景探討. 大地構(gòu)造與成礦學(xué),37(2): 173–183.

柏道遠(yuǎn), 賈寶華, 王先輝, 彭云益, 賈朋遠(yuǎn), 凌躍新.2013c. 湘中盆地西部構(gòu)造變形的運(yùn)動學(xué)特征及成因機(jī)制. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 87(12): 1791–1802.

柏道遠(yuǎn), 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 熊雄, 黃文義. 2014a. 南嶺西段加里東期苗兒山巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義. 巖石礦物學(xué)雜志, 33(3):407–423.

柏道遠(yuǎn), 熊雄, 楊俊, 鐘響, 賈朋遠(yuǎn), 黃文義. 2014b. 雪峰造山帶中段地質(zhì)構(gòu)造特征. 中國地質(zhì), 41(2):399–418.

陳海泓, 孫樞, 李繼亮, 王清晨, 彭海波, 徐樹桐, 許靖華. 1993. 雪峰山大地構(gòu)造的基本特征初探. 地質(zhì)科學(xué), 28(3): 201–210.

陳世悅, 李聰, 張鵬飛, 王岳軍. 2011. 江南-雪峰地區(qū)加里東期和印支期不整合分布規(guī)律. 中國地質(zhì), 38(5):1212–1219.

鄧家瑞, 張志平. 1996. 雪峰古陸的加里東期推覆構(gòu)造.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào), 19(3): 201–210.

丁道桂, 劉光祥, 呂俊祥, 潘文蕾. 2007a. 揚(yáng)子板塊海相中古生界盆地的遞進(jìn)變形改造. 地質(zhì)通報(bào), 26(9):1178–1188.

丁道桂, 郭彤樓, 劉運(yùn)黎, 翟常博. 2007b. 對江南-雪峰帶構(gòu)造屬性的討論. 地質(zhì)通報(bào), 26(7): 801–809.

范小林. 1996. 雪峰山系-沅麻盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)及找油意義.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì), 18(1): 64–70.

馮向陽, 孟憲剛, 邵兆剛, 王建平, 朱大崗. 2001. 雪峰山陸內(nèi)造山帶變形特征及擠壓推覆-伸展滑脫構(gòu)造的物理模擬. 地球?qū)W報(bào), 22(5): 419–424.

郭福祥. 1998. 中國南方中新生代大地構(gòu)造屬性和南華造山帶褶皺過程. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 72(1): 22–33.

郭福祥. 1999. 華南地臺蓋層褶皺及其形成時(shí)期研究. 地質(zhì)與勘探, 35(4): 5–7, 11.

郭令智, 施央申, 馬瑞士. 1980. 華南大地構(gòu)造格架和地殼演化//國際交流地質(zhì)學(xué)術(shù)論文集(1). 北京: 地質(zhì)出版社: 109–116.

郭令智, 施央申, 馬瑞士, 葉尚夫, 盧華復(fù). 1984. 中國東南部地體構(gòu)造的研究. 南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),26(4): 1–7.

郝義, 李三忠, 金寵, 戴黎明, 劉博, 劉麗萍, 劉鑫. 2010.湘贛桂地區(qū)加里東期構(gòu)造變形特征及成因分析. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 34(2): 166–180.

侯光久, 索書田, 魏啟榮, 鄭貴洲. 1998a. 湘西喜眉山逆沖-推覆構(gòu)造的特征與變形環(huán)境. 中國區(qū)域地質(zhì),17(1): 39–43.

侯光久, 索書田, 鄭貴州, 魏啟榮. 1998b. 雪峰山加里東造山運(yùn)動及其體制轉(zhuǎn)換. 湖南地質(zhì), 17(3): 141–144

胡召齊, 朱光, 張必龍, 張力. 2010. 雪峰隆起北部加里東事件的K-Ar年代學(xué)研究. 地質(zhì)論評, 56(4):490–500.

黃汲清. 1945. 中國主要地質(zhì)構(gòu)造單元. 中央地質(zhì)調(diào)查所地質(zhì)專報(bào)(甲種), 20: 1–165.

賈寶華. 1994. 湖南雪峰隆起區(qū)構(gòu)造變形研究. 中國區(qū)域地質(zhì), 13(1): 65–71.

金寵, 李三忠, 王岳軍, 張國偉, 劉麗萍, 王建. 2009. 雪峰山陸內(nèi)復(fù)合構(gòu)造系統(tǒng)印支-燕山期構(gòu)造穿時(shí)遞進(jìn)特征. 石油與天然氣地質(zhì), 30(5): 598–607.

李三忠, 王濤, 金寵, 戴黎明, 劉鑫, 周小軍, 王岳軍, 張國偉.2011. 雪峰山基底隆升帶及其鄰區(qū)印支期陸內(nèi)構(gòu)造特征與成因. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版), 41(1): 93–105.

李仲東, 羅志立, 劉樹根, 雍自全. 2006. 雪峰推覆體掩覆的下組合(Z-S)油氣資源預(yù)測. 石油與天然氣地質(zhì),27(3): 392–398.

梁新權(quán), 范蔚茗, 王岳軍, 胡寶清. 1999. 論雪峰山構(gòu)造帶中生代變形. 湖南地質(zhì), 18(4): 225–228.

劉寶 珺 , 許效松, 潘杏南, 黃慧瓊, 徐強(qiáng). 1993. 中國南方古大陸沉積地殼演化與成礦. 北京: 科學(xué)出版社.

劉恩山, 李三忠, 金寵, 戴黎明, 劉博, 張國偉. 2010. 雪峰陸內(nèi)構(gòu)造系統(tǒng)燕山期構(gòu)造變形特征和動力學(xué). 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 30(5): 63–74.

馬文璞, 丘元禧, 何豐盛. 1995. 江南隆起上的下古生界缺失帶——華南加里東前陸褶沖帶的標(biāo)志. 現(xiàn)代地質(zhì), 9(3): 320–324.

梅廉夫, 劉昭茜, 湯濟(jì)廣, 沈傳波, 凡元芳. 2010. 湘鄂西-川東中生代陸內(nèi)遞進(jìn)擴(kuò)展變形: 來自裂變徑跡和平衡剖面的證據(jù). 地球科學(xué)——中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào),35(2): 161–174.

丘元禧, 張渝昌, 馬文璞. 1998. 雪峰山陸內(nèi)造山帶的構(gòu)造特征與演化. 高校地質(zhì)學(xué)報(bào), 44(4): 432–443.

任紀(jì)舜. 1984. 印支運(yùn)動及其在中國大陸構(gòu)造演化中的意義. 中國地質(zhì)科學(xué)院院報(bào), 9: 31–42.

任紀(jì)舜. 1990. 論中國南部的大地構(gòu)造. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 64(4):275–288.

舒良樹, 周新民. 2002. 中國東南部晚中生代構(gòu)造作用.地質(zhì)論評, 48(3): 249–260.

舒良樹, 周新民, 鄧平, 余心起, 王彬, 祖輔平. 2004. 中國東南部中、新生代盆地特征與構(gòu)造演化. 地質(zhì)通報(bào),23(9–10): 876–884.

水濤. 1987. 中國東南大陸基底構(gòu)造格局. 中國科學(xué)(B輯),17(4): 414–422.

湯雙立, 顏丹平, 汪昌亮, 張維宸. 2011. 華南雪峰山薄皮–厚皮構(gòu)造轉(zhuǎn)換過程: 平自桑植-安化剖面的證據(jù).現(xiàn)代地質(zhì), 25(1): 22–30.

萬天豐, 朱鴻. 2002. 中國大陸及鄰區(qū)中生代-新生代大地構(gòu)造與環(huán)境變遷. 現(xiàn)代地質(zhì), 16(2): 107–118.

汪昌亮, 顏丹平, 張冰, 許延波, 湯雙立. 2011. 雪峰山西部中生代厚皮逆沖推覆構(gòu)造樣式與變形特征研究.現(xiàn)代地質(zhì), 25(6): 1021–1031.

汪新偉, 沃玉進(jìn), 周雁, 張榮強(qiáng), 李雙建. 2010. 上揚(yáng)子地區(qū)褶皺-沖斷帶的運(yùn)動學(xué)特征. 地學(xué)前緣, 17(3):200–212.

王鴻禎, 楊巍然, 劉本培. 1986. 華南地區(qū)古大陸邊緣構(gòu)造史. 武漢: 武漢地質(zhì)學(xué)院出版社.

王建, 李三忠, 金寵, 王岳軍, 張國偉, 劉麗萍, 劉鑫.2010. 湘中地區(qū)穹盆構(gòu)造: 褶皺疊加期次和成因. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 34(2): 159–165.

王劍, 潘桂棠. 2009. 中國南方古大陸研究進(jìn)展與問題評述. 沉積學(xué)報(bào), 27(5): 818–825.

王自強(qiáng), 高林志, 丁孝忠, 黃志忠. 2012.“江南造山帶”變質(zhì)基底形成的構(gòu)造環(huán)境及演化特征. 地質(zhì)論評,58(3): 401–413.

吳浩若. 2000. 廣西加里東期構(gòu)造古地理. 古地理學(xué)報(bào),2(l): 82–88.

徐先兵, 張?jiān)罉? 賈東, 舒良樹, 王瑞瑞. 2009. 華南早中生代大地構(gòu)造過程. 中國地質(zhì), 36(3): 573–593.

許靖華, 孫樞, 李繼亮. 1987. 是華南造山帶而不是華南地臺. 中國科學(xué)(B輯), 12(2): 1107–1115.

楊奎鋒, 楊坤光, 馬昌前. 2004. 雪峰山安化-溆浦?jǐn)嗔褞ё冃翁卣骷癊SR定年. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 28(3):263–269.

楊明桂, 黃水保, 樓法生, 唐維新, 毛素斌. 2009. 中國東南陸區(qū)巖石圈結(jié)構(gòu)與大規(guī)模成礦作用. 中國地質(zhì),36(3): 528–543.

楊紹祥. 2000. 湘西花橋-大江口地區(qū)推覆構(gòu)造特征. 中國區(qū)域地質(zhì), 19(2): 113–119.

楊紹祥, 余沛然. 1997. 麻陽陸相紅盆東緣推覆構(gòu)造與成礦作用. 湖南地質(zhì), 16(1): 14–19.

殷鴻福, 吳順寶, 杜遠(yuǎn)生, 彭元橋. 1999. 華南是特提斯多島洋體系的一部分. 地球科學(xué)——中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào), 24(1): 1–12.

張國偉, 郭安林, 董云鵬, 姚安平. 2011. 大陸地質(zhì)與大陸構(gòu)造和大陸動力學(xué). 地學(xué)前緣, 18(3): 1–12.

張國偉, 郭安林, 王岳軍, 李三忠, 董云鵬, 劉少峰, 何登發(fā), 程順有, 魯如魁, 姚安平. 2013. 中國華南大陸構(gòu)造與問題. 中國科學(xué)(D輯), 43(10): 1553–1582.

張進(jìn), 馬宗晉, 楊健, 陳必河, 雷永良, 王宗秀, 李濤.2010a. 雪峰山西麓中生代盆地屬性及構(gòu)造意義. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 84(5): 631–650.

張進(jìn), 馬宗晉, 陳必河, 王宗秀, 李濤. 2010b. 雪峰山中段古生代變形的特征及意義——以綏寧-靖州-天柱-新晃剖面為例. 地質(zhì)通報(bào), 29(1): 44–57.

張龍升, 彭建堂, 張東亮, 胡阿香, 陽杰華. 2012. 湘西大神山印支期花崗巖的巖石學(xué)和地球化學(xué)特征. 大地構(gòu)造與成礦學(xué), 36(1): 137–148.

張世紅, 蔣干清, 董進(jìn), 韓以貴, 吳懷春. 2008. 華南板溪群五強(qiáng)溪組SHRIMP 鋯石U-Pb年代學(xué)新結(jié)果及其構(gòu)造地層意義. 中國科學(xué)(D輯), 38(12): 1496–1503.

張?jiān)罉? 徐先兵, 賈東, 舒良樹. 2009. 華南早中生代從印支期碰撞構(gòu)造體系向燕山期俯沖構(gòu)造體系轉(zhuǎn)換的形變記錄. 地學(xué)前緣, 16(1): 234–247.

張?jiān)罉? 董樹文, 李建華, 崔建軍, 施煒, 蘇金寶, 李勇.2012. 華南中生代大地構(gòu)造研究新進(jìn)展. 地球?qū)W報(bào),33(3): 257–279.

鄭亞東, 王濤, 王新社. 2007. 神秘的109.4°——共軛變形帶的夾角. 地質(zhì)科學(xué), 42(1): 1–9.

朱夏. 1980. 試論中國中新生代油氣盆地的地球動力學(xué)背景//朱夏. 論中國含油氣盆地構(gòu)造. 北京: 石油工業(yè)出版社: 61–70.

Wang Y J, Zhang Y H, Fan W M and Peng T P. 2005.Structural signatures and40Ar/39Ar geochronology of the Indosinian Xuefengshan tectonic belt, South China block.Journal of Structural Geology, 27: 985–998.

Wang Y J, Zhang F F, Fan W M, Zhang G W, Chen S Y，Peter A C and Zhang A M. 2010. Tectonic setting of the South China Block in the early Paleozoic: Resolving intracontinental and ocean closure models from detrital zircon U-Pb geochronology.Tectonics, 29, doi: 10.1029/2010 TC002750.