构造运动时期
武陵运动还造成了大规模的逆冲推覆。一方面造成地壳缩短,受深部剪切挤压受热,使地壳硅、铝部分熔融,形成改造花岗岩;另一方面产生深大断裂,地幔物质(玄武岩浆)沿深大断裂侵入,形成基性、超基性岩带和一些伴生火山喷发形成的玄武岩。因此,武陵运动是湖南的第一个重大热事件。
雪峰运动雪峰运动是新元古代晚期的一次构造运动,造成板溪群与震旦系不整合接触。这种不整合接触多表现为不同层位的叠置,陈新才(1996)认为是“伸展断块或岩石薄片旋转剥蚀的结果,而不是压缩褶皱运动”。雪峰岩浆岩主要分布在湖南省东北部,是江西九岭岩体的西延部分。岩体较多,多为多次侵入的复合岩体。
加里东运动中震旦纪至中奥陶世扬子构造域以碳酸盐沉积为主,是一种稳定连贯的大陆坡沉积。晚奥陶世至晚奥陶世,沉积特征发生较大变化,即在大陆坡沉积的中奥陶世硅质岩基础上,扬子构造域湖南造山带沉积了由长石应时杂岩、应时杂岩、岩屑杂岩、粉砂岩和板岩组成的巨厚(近千米)复理石韵律沉积;同样,在华夏构造域,晚奥陶世沉积物从中奥陶世硅质泥质岩转变为厚层状砂岩夹板岩和含砂岩和板岩碎屑的同生砾岩。震旦纪至中奥陶世稳定连贯的陆坡沉积在晚奥陶世迅速堆积,标志着扬子和华夏构造域在长期稳定后开始了新的构造运动&加里东运动。
图6-2扬子板块与华南板块的俯冲-碰撞拼接关系
(据饶贾蓉1993)
ⅰ——沉积岩和变质岩之间的界面;ⅱ——变质岩底界面;ⅲ——上地幔;ⅳ——岩石圈和软流圈的分解面
加里东运动初期以扬子板块和华夏板块的边缘凸出部分接触碰撞为特征,形成复理石沉积建造的快速堆积;由于碰撞带的汇聚,在湖南形成了厚壳和轻壳两侧隆起(雪峰-幕府和罗晓-武义隆起)的盆地,薄壳和重壳在碰撞带下沉。这个盆地横跨华夏板块和扬子板块的边缘,被称为上覆盆地。盆地晚古生代沉积后,其总体轮廓是“两种基底,一种盖层”。志留纪末的加里东运动最终形成华南褶皱造山带,同时扬子地块与华南褶皱带拼接形成统一的南方板块。并开始了在棋盘上活动阶段的历史。海西-印支期,南部板块的板内活动主要表现为不均匀的隆升和裂陷,而湖南大部分地区处于坳陷区,是一个广泛发育浅海碳酸盐沉积的陆相盆地。这一时期出现了一个小裂谷带,形成了一个较深且相对封闭的滞留海环境。如湘东宁远地区出现碳酸盐复理石沉积,桂阳李安堂出现完整的重力流组合。它与相邻的浅海碳酸盐沉积台地之间有一个陡坡,表现出受同沉积断层控制的条带状海底峡谷(两侧有断层)或箕状盆地(一侧有断层)的构造特征。
海西运动早期海西运动后,华南大陆迅速进入相对均匀沉降阶段。早二叠世达到高潮,茅口期构造古地理格局重新分化。到印支早期末期,整个地区没有重大的构造变化。海西晚期以来,沿基底断裂的裂陷作用趋于相对微弱,总体处于大型坳陷盆地状态。例如,在湖南茶陵-郴县断裂的西部形成了一个典型的深水沉积盆地。
印支运动晚奥陶世至志留纪的加里东运动使扬子和华夏古板块在早期碰撞后汇聚成一个整体,形成华南古板块的主体。晚古生代进入陆内演化阶段。晚古生代地层沉积在中央盆地。早三叠世至中三叠世末,华南古板块深受东部西太平洋俯冲、南部特提斯汇聚和北部秦岭-大别山同时碰撞的影响。
印支运动使扬子-华夏汇聚带及其邻区的构造变形十分复杂。就湖南而言,最重要的特点是“基底滑动,块体拉毛”。所谓基底滑动,是由于上地壳和下地壳及地幔脆性层的缩短机制不同。其位置估计在20公里左右;从台湾省-黑水地学断面反射地震的低速层深度。而块体拉平则是由于容纳了超壳早期的深大断裂构造,如两个板块汇聚边缘的碰撞带,以及被这些断层切割的块体的滑动。在“基底滑动和块体推覆”过程中,由于摩擦和剪切热,地壳物质部分熔融形成岩浆房,岩浆沿断裂侵入晚古生代地层形成岩浆岩。因此,印支期岩体多分布在断裂带或其交汇处。
印支运动的这种运动机制也造成了武功山(罗晓)地块由东向西依次被推向西北的现象,使湘东北冷家溪群南移到衡山附近。湘中地块向西逆掩,形成向西突出的祁阳弧。祁阳弧的存在表明在由东向西推挤的同时存在南北向的挤压。这也证明了华南古陆块的印支运动是周边古陆块俯冲汇聚过程中东西向和南北向挤压的结果。
燕山运动的晚三叠世印支运动,把东亚稳定的大陆变成了活动的大陆边缘,湖南和中国东部大陆基本结束了海侵的历史。侏罗纪末的早期燕山运动不仅褶皱了湘西中侏罗统板溪群,而且导致雪峰隆起西侧的麻阳-沅陵地区下沉,形成了马援凹陷盆地。为了维持地壳平衡,上地幔在盆地周围的地形隆起处凹陷,而盆地内部形成上地幔隆起区。经过印支期的俯冲和汇聚,华南周边的古板块在晚三叠世-白垩纪仍然存在并得到加强。这一时期发生的地壳运动就是燕山运动。根据史明魁的观点,燕山运动主要是在太平洋板块,其次是在印度板块俯冲影响下的压剪汇聚环境。在这种环境下,湖南地区产生了一系列北东向断陷盆地,红层形成于白垩纪-第三纪。同时,燕山期岩浆活动十分强烈,包括大规模侵入基岩,小规模侵入岩石和岩脉;此外,一些中酸性和酸性斑岩小岩体与该区非常重要的稀有和有色金属成矿作用密切相关。
到燕山和喜马拉雅期,由于南部板块的硬化,构造变形表现为基底褶皱抬升、地壳熔融成浆和断层发育。因此,湖南省晚三叠世以来的中、新生代沉积岩绝大部分为陆源碎屑岩和泥质岩,并伴有少量铁质岩、碳酸盐岩和蒸发岩。