研究基金会
湖南省属于环太平洋构造域,位于大兴安岭-太行山-武陵山(刘光定,1992,1993)南北造山带的东南边缘,具有刘光定院士提出的“三横两纵两三角”的构造格局。在这个构造域中,有一条长条形的中元古代变质岩系,从桂北、黔东穿过湘、鄂、赣边界至皖、浙一带,但其上不整合变质的泥盆系。黄(1980)称之为“江南古陆”。湖南位于江南古陆中部,扬子地块与华南褶皱带之间,是南板块的次级构造。因此,南部板块的演化历史和各构造发展阶段的应力特征直接控制了本区的构造活动特征。研究湖南省的构造演化特征,必须考虑整个南部板块的活动史,特别是扬子地块和华夏古陆缘的构造史分析。
关于湖南的构造属性存在争议,众说纷纭。李四光从地质力学的观点,论述了涉及湖南的“华夏式多字构造”、“湖南山形构造”、“南岭东西向构造”、“武陵多字构造”,初步分析了湖南的构造体系。黄从地质历史发展的角度,在总结我国主要地质构造特征的同时,确定了从湘中向西突出的“祁阳弧”,称之为“美丽的、近乎弧形的”弧形构造;吴等人建立了“魏紫螺旋构造”和“大义山向斜构造”,并将“祁阳弧”命名为“祁阳山字型”(湖南省地矿局,1988);田琦发表了《湖南雪峰山地轴与古生代海侵的关系》,阐述了湖南地区的构造位置、性质和意义,并创造了“雪峰运动”一词。陈(1992)以地洼学说的观点发表了一系列文章,分析了湖南的构造特征,并将这一理论应用于湖南金矿和华南锡多金属矿床的成矿规律研究,特别是在构造和金矿的研究与应用方面,取得了许多重大突破;1977期间,湖南省调度队赵恒升、朱振民研究了涟源七星街二叠系和三叠系的接触关系,以丰富的古生物和岩石学资料证明了它们是连续沉积,改变了传统的假整合观点。此外,他们根据沉积类型和沉积作用的特征,提出了对“江南古陆”的新认识(陈新才、莫竹荪编《南岭花岗岩地质》1980,系统总结了南岭花岗岩的构造特征和成矿模式。20世纪80年代以后,随着推覆构造研究的深入,许多古陆受到怀疑。特别是徐京华(1980,1987)对华南大地构造提出了许多新的认识。他认为江南古陆是印支期碰撞造山带,认为范静山和桂北九万大山是零星出露飞来峰和雪峰的古古生代。这样,“江南古陆”(包括雪峰古陆)究竟是原地、准原地,还是一个外星体,就成了这一地区构造研究的一个焦点,至今仍有不同意见。
1991年,陈新才等人研究了雪峰山及其邻区的构造性质和演化,探讨了华南的构造演化背景,发现湖南存在三条不同方向的大型韧性剪切带,刷新了湖南构造研究的内容。其中论述了三大构造阶段构造变形的不同机制,即武陵期和加里东期的变形机制为压扁和韧脆韧性剪切,韧性剪切带的发现对金矿的寻找和预测具有重要意义。印支-燕山期构造变形机制为走滑脆性剪切,脆性剪切变形主要集中在主剖面,形成长距离推覆逆冲,从而为寻找推覆体下的隐伏矿产开辟了新的途径。
1999期间,梁新泉等人提出会聚型地幔蠕动和发散型地幔蠕动引起的岩石圈增厚和减薄是该区中生代构造变形和活化的根本原因。认为雪峰山构造带中生代存在两套相反的逆冲剪切推覆构造体系,是不同演化时期地壳多向运动和变形的产物。
可见,加强湖南省深部地质研究具有现实意义。近年来,吴,1995,1999等关于后造山期伸展构造和造山期伸展盆地的研究成果表明,后造山期伸展构造和后造山期伸展盆地在许多造山带中普遍存在。同时,沉积盆地的形成和演化也是岩石圈各种流变动力过程的产物,是不同矿产资源聚集的场所。盆地构造发展的主要变化与大陆边缘和大陆内部的变化同时发生。造山作用与盆地形成之间有许多相互依存的关系,如动力环境(拉伸、挤压和剪切)、物质环境(深部补偿、浅层直接侵蚀和给予)、流体相互作用(层间流动)、应力参与(直接参与和应力传递)等等。因此,水平拉张和挤压与垂直沉降的相互制约,岩浆-热历史和构造应力场的变化,沉积盆地沉降中心的迁移,都是造山带与盆地研究统一和有机联系的重要组成部分。
造山带和盆地是大陆块体中交替分布的两个构造单元,是大陆动力学乃至地质学研究的重要方面。造山带与盆地研究的结合是发展大陆资源、大地构造理论和其他地质理论的关键,也是未来地质科学研究新的增长点。
作为地球科学和构造地质学领域的重点研究对象之一,造山带研究已有近百年的历史,目前正处于从科学实践探索到新的理论创造和概括的中心阶段。早在19世纪中后期,当时的一些著名地质学家,如吉尔伯特、德·拉普朗和达纳等,就讨论了造山运动的过程和类型,造山运动和造陆运动的区别,造山运动和山脉的形成。霍尔和达纳通过对阿巴拉契亚山脉的考察和研究提出了地槽一词,这是关于地槽和造山带的较早的经典论述。它涉及地槽沉降、沉积、岩浆活动、变形、变质和侧压应力,使褶皱隆起,形成造山带。这些认识一直被地质学家普遍接受。到20世纪初,仍指出“区域角度不整合”是一个幕式(旋回)过程,标志着造山带内的构造运动改变了地层组合和变形。20世纪60年代末,板块构造理论的兴起为造山运动的研究提供了新的思路。即造山带的形成和演化反映了岩石圈板块从解离(不同尺度的洋盆张开)到会聚(洋盆闭合)的过程。在空间上,造山带往往是板块之间的缝合带,或者是板块汇聚的边缘带。借助板块理论,对解释造山带的形成机制——水平运动(洋盆扩张)与垂直运动(洋盆俯冲)的相关性、造山带内各种岩浆活动的时空关系以及造山带的分类起到了一定的深化作用(吴,1999)。到了80年代后期,随着各种测试手段的进一步发展,地质学家对地球大陆的变形、变质作用和动力学特征有了一定的认识,但板块构造理论还不能对大陆的动力学效应(如造山运动后大陆的各种变形、大规模走滑和逆冲断层等)提供确切的解释。).于是,根据大陆的行为、功能、历史和演变,结合人与自然的和谐关系和人的需求,诞生了旨在促进社会发展的大陆动力学。
20世纪50年代中期,陈在总结前人学科研究成果和中国东部地质调查的基础上,指出中国东部大陆大地构造体系在中生代以后发生了根本性的转变,并对中国北方阴山和东南沿海的大地构造发展史及成矿特征进行了典型分析,认为这两个地区既不是历史文献中所说的地台区,也不是地槽区。在晚古生代-早中生代-中国地台背景下,开始出现普遍的构造-岩浆活化作用,区域地质特征不同于地台阶段和地槽阶段,因此提出了“地台活化”和“活化带”的概念,并将该理论应用于湘南金矿床和华南锡多金属矿床的成矿规律研究,特别是在构造和金矿床的研究和应用方面,取得了许多重大突破(陈果陈新才,1996)。因此,对中新生代以来造山带演化、动力学机制和效应的研究,可以为当前开发资源、解决环境退化、预测灾害频发等社会需求提供更直接的科学依据。