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标题 雪峰造山带溆浦—靖州断裂活动历史及构造属性
范文 柏道远+钟响+贾朋远+熊雄+黄文义



摘要：溆浦—靖州断裂走向NNE（北段转为NE—近EW向），倾向SE，是雪峰造山带内部一条长期活动的重要断裂。基于与断裂相关的沉积作用、构造变形、岩浆活动等，研究溆浦—靖州断裂的活动历史，进而探讨断裂的构造属性。结果表明：溆浦—靖州断裂自早至晚经历了南华纪伸展、志留纪晚期加里东运动中逆冲、晚古生代伸展、中三叠世晚期印支运动中逆冲、晚三叠世—中侏罗世左行走滑-逆冲、中侏罗世晚期早燕山运动中逆冲、白垩纪伸展、古近纪右行走滑等多期构造活动；溆浦—靖州断裂以西块体相对强硬或不同壳层具刚性焊合，断裂以东块体相对软弱或不同壳层之间焊合较弱，导致断裂东侧在伸展事件中具有更强烈的伸展减薄并相对沉降，在挤压事件中则具更强烈变形和更大幅度抬升，且断裂以东具多期花岗质岩浆活动，而断裂以西无花岗岩发育；溆浦—靖州断裂为扬子陆块与东南缘岛弧之间的分界断裂，是武陵（晋宁）运动中扬子陆块与东南侧岛弧的弧-陆碰撞带内主断裂。
关键词：活动历史；构造属性；伸展；逆冲；走滑；弧-陆碰撞；溆浦—靖州断裂；雪峰造山带
中图分类号：P542；P548 文献标志码：A
Abstract： The Xupu-Jingzhou fault with NNE- to NE-nearly EW-trending stirkes and SE-dipping direction is an important fault in Xuefeng orogenic belt with long-term activity. The evolutionary history and structural attribute of Xupu-Jingzhou fault through fault-related sedimentation， deformation and magmatism were studied. The results show that the fault experienced several tectonic movements， which are Nanhuan Period extension， Late Silurian Caledonian thrusting， Late Paleozoic extension， Late Middle Triassic Indosinian thrusting， left-lateral slipping-thrusting during Late Triassic-Middle Jurassic， Late Middle Jurassic Early Yanshanian thrusting， Cretaceous extension and Paleogene dextral strike-slipping from early to late； the block in the
west side of Xupu-Jingzhou fault is stronger or with inflexible coupling between different layers， while the block in the east side of Xupu-Jingzhou fault is softer or with weak coupling between different layers； because of the structural difference of the crustal basements， there are more intensive extension， thinning and subsidence under extensional setting， and stronger folding， thrusting and larger uplift under compressional setting， and several granitic magmatism in the east side of Xupu-Jingzhou fault； Xupu-Jingzhou fault is the boundary between Yangtze Block and the southeastern island arc， and is the major fault in the arc-continental collision zone during Wuling （Jinning） movement.
Key words： activity history； tectonic attribute； extension； thrusting； strike-slipping； arc-continental collision； Xupu-Jingzhou fault； Xuefeng orogenic belt
0 引 言
作为江南造山带西段的雪峰造山带是华南构造演化中一个重要的地质单元。前人对其形成演化和构造属性[1-13]、构造变形特征[14-27]、内部中生代盆地特征和成因[28-32]等进行了大量研究，但在造山带结构组成、构造变形与构造隆升的时代等问题上仍存在认识分歧[1，7-8，14，17，20]。溆浦—靖州断裂是雪峰造山带内部一条长期活动的重要断裂。该断裂的构造特征和活动历史与雪峰造山带的形成演化密切相关，甚至在很大程度上控制了雪峰造山带的地质构造特征[22，26-27，31-32]。前人从不同侧面对溆浦—靖州断裂地质特征和活动历史进行论述[16，22，25-27，31-36]，但关于其活动历史缺乏系统总结。此外，有研究者将溆浦—靖州断裂一线视为扬子陆块与华夏地块的分界（西南段）[37-38]，但关于扬子陆块与华夏地块之间钦杭结合带在湖南境内的走向尚存在茶陵—郴州断裂[39-41]、长沙—浏阳—桃江—城步一线[42]以及南桥—新化—隆回—苗儿山与川口—常宁—双牌两线之间[43]等其他观点，因此，溆浦—靖州断裂的构造属性也有待进一步研究。本文将对溆浦—靖州断裂的活动历史进行系统总结，对该断裂的构造属性进行新的探讨，以期促进雪峰造山带构造特征和演化研究。
1 区域地质概况
雪峰造山带及其内部构造线自南至北由NNE向渐转为EW向，呈NW向凸出弧形展布。造山带西北以慈利—保靖断裂为界，与石门—桑植复向斜相邻，东南与湘中盆地和醴陵断隆带相接（图1）。带内主要出露新元古代冷家溪群、板溪群、南华系—震旦系和下古生界，少量上古生界，并有中生代洞庭盆地、沅麻盆地、溆浦盆地、靖州盆地等叠覆其上。雪峰造山带及边缘自西北往东南依次发育倾向SE的慈利—保靖、怀化—沅陵、溆浦—靖州断裂以及倾向NW的通道—安化、城步—新化断裂等以逆冲为主的大断裂。在洞庭盆地西南部，雪峰造山带可进一步分为西北部的武陵断弯褶皱带和东南部的雪峰基底拆离带（图1）[30]。
雪峰造山带出露地层自早至晚有冷家溪群、板溪群、南华系、震旦系、寒武系—志留系、泥盆系—下三叠统、上三叠统—中侏罗统、白垩系—古近系等。冷家溪群为活动陆缘碎屑沉积；板溪群—南华系为裂谷盆地火山-碎屑沉积；震旦系—下奥陶统为被动大陆边缘盆地陆源碎屑和碳酸盐、硅质沉积；中奥陶统—志留系为前陆盆地碳酸盐和砂、泥质沉积；泥盆系—下三叠统为陆表海碳酸盐、陆源碎屑夹硅质沉积；上三叠统—中侏罗统为陆相挤压类前陆盆地碎屑沉积；白垩系—古近系为陆相断陷盆地碎屑沉积[26]。
雪峰造山带及东缘发育大量早古生代和早中生代（印支期、早燕山期）花岗岩，均分布于溆浦—靖州断裂以东；断裂以西无花岗岩发育（图1）。雪峰造山带经历了武陵（晋宁）、加里东、印支、早燕山等几次主要构造运动，分别造成板溪群与冷家溪群、上古生界与前泥盆系、上三叠统（或侏罗系）与上古生界、白垩系与侏罗系（或前白垩系）之间的角度不整合。此外，南华系与板溪群之间存在局部沉积间断或不整合，一般认为这是雪峰运动伸展造成的块体旋转和差异升降所致[44-45]。
2 构造特征
溆浦—靖州断裂实为由多条次级断裂组成的断裂带[33]。该断裂位于雪峰山西侧，南段溆浦—靖州一线呈NNE走向，北段溆浦—安化—益阳则呈NE—近EW向弧形偏转。其为一切穿地壳并深达地幔的大断裂，壳内低速层在断裂东面发育而在西面不发育，沿断裂莫霍面落差为1 km[42]。
溆浦—靖州断裂发生过逆冲、走滑、伸展等多期活动，现地表特征主要表现为一倾向SE的逆断裂，局部表现为正断裂或兼具走滑运动分量。
在溆浦西南面的店上一带，溆浦—靖州断裂（店上断裂）主要表现为倾向SE的正断裂（图2），属继承先期逆冲断裂产生伸展活动的结果，且伸展活动至少存在晚古生代和白垩纪等2期，其中晚期伸展活动造成西侧岩门寨组与东侧跳马涧组—佘田桥组断裂接触[26]。
往南至洪江—团河一段，溆浦—靖州断裂地表形迹清楚。断裂造成东侧的长安组向西逆冲于南沱组之上。在古楼坳东面，断裂由东倾的多条韧性剪切带和断夹块组成叠瓦状构造（图3）。韧性剪切带呈NNE向延伸，宽15～150 m，剪切面理倾向东，倾角为60°～65°；局部因后期脆性叠加而呈韧脆性变形。剪切带中岩石发育有流状构造、剪切鞘褶皱、S-C组构、拉伸线理、σ碎斑系、亚颗粒、波状消光等韧性变形构造。根据地层重复效应及断裂带内的剪切褶皱、S-C组构、σ碎斑系等指向构造分析，断裂主要表现为逆冲运动。此外，局部剪切面理上发育有由绢云母定向排列组成的生长线理，其向南侧伏，侧伏角为70°，反映出断裂还具有一定的左行平移分量。断裂带中断夹块（围岩）由长安组组成，变形构造主要有褶皱、劈理及强劈理化带、次级断裂、挤压石香肠等。
再往南至古楼坳南约500 m公路边，见挤压剪切形成的片化带，带宽约10 m，两侧被浮土所掩，带内岩石为灰绿色板岩，层理S0产状为30°∠40°。剪切面理S1的主体产状为120°∠60°左右。尚见板劈理弯曲形成的小褶皱，其位态指示后期（很可能为白垩纪）的伸展滑动。
在南部靖州一带，靖州盆地两侧或内部发育多条NE向断裂，可能属NNE向溆浦—靖州基底断裂的表层发散或派生断裂[25]。盆地西缘断裂运动性质有左行走滑和西倾逆冲；盆地东缘发育走向NE、倾向SE的逆断裂，东侧寒武系往西逆冲于石炭系、二叠系、侏罗系等不同层位地层之上。
3 活动历史
结合区域构造背景对构造变形特征及断裂相关的沉积作用和盆地成因等进行系统分析。结果表明：溆浦—靖州断裂自早至晚经历了南华纪伸展、志留纪晚期加里东运动中逆冲、晚古生代伸展、中三叠世晚期印支运动中逆冲、晚三叠世—中侏罗世左行走滑-逆冲、中侏罗世晚期早燕山运动中逆冲、白垩纪伸展、古近纪右行走滑等多期构造活动。
3.1 南华纪伸展活动及对裂谷盆地的控制
南华纪区域构造背景为裂谷盆地[45-46]。在此背景下，洪江一带溆浦—靖州断裂在早南华世长安期产生了强烈伸展活动[36]，造成断裂两侧沉积物组成和厚度相差悬殊（图4）。断裂以西沉积（长安组）厚约200 m，底部为厚约25 m的含砾板岩，上部为厚约175 m的板岩；断裂以东长安组厚度超过3 000 m，下部为含砾杂砂岩夹含砾板岩、板岩等，中部为绢云母板岩夹少量粉砂岩-细砂岩，上部为含砾板岩、粉砂岩、含砾杂砂岩。
3.2 志留纪晚期加里东运动中逆冲活动
在区域上，雪峰造山带及其东侧地区加里东运动可分为两幕，即奥陶纪末—志留纪初的北流运动和志留纪后期的广西运动，其分别形成了早志留世和志留纪末—泥盆纪初两期后碰撞花岗质岩浆活动[47-50]。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，而断裂以西仅经历广西运动变形及晚期花岗质岩浆活动（北流运动中为前陆盆地）[50]。溆浦—靖州断裂位于城步—新化断裂以西，志留纪后期发生加里东运动（广西运动）构造变形。
加里东运动中溆浦—靖州断裂发生NWW向脆韧性逆冲，并构成雪峰逆冲推覆构造的根带与中带之分界（图5）。无论雪峰造山带南段还是中段，溆浦—靖州断裂以东的根带均遭受强烈挤压，前泥盆纪地层中板劈理极为发育，而断裂以西的中带挤压相对较弱，前泥盆系中劈理不发育或发育程度很低[26-27]。在雪峰造山带中段怀化北面泸溪一带，断裂以西印支构造层（石炭系—下三叠统）与加里东构造层（震旦系—寒武系）之间不整合面上、下岩层产状相近，反映了断裂以西加里东运动变形较弱[26]。
3.3 晚古生代伸展活动及对湘中盆地的控制
晚古生代断裂产生伸展活动，构成湘中盆地的西边界。在雪峰造山带中段店上一带，紧邻断裂东侧出露有跳马涧组、棋梓桥组和佘田桥组等，而在断裂西侧约3 km外即为上石炭统大埔组与前泥盆系角度不整合接触，缺失泥盆系—下石炭统大套地层（图2、6）。这一差异清楚揭示出溆浦—靖州断裂在晚古生代产生显著伸展活动，导致其东侧沉降，中泥盆世开始即接受沉积，而西侧相对抬升，至晚石炭世才没入水下接受沉积。雪峰造山带南段具同样构造格局，断裂西侧靖州等地上古生界底部为大埔组，而断裂东侧通道一带残留有中泥盆世跳马涧组[26]。
3.4 中三叠世晚期印支运动中逆冲活动
在区域上，受新元古代—早古生代扬子板块与华夏板块NE向接合带控制[43]或两陆块的继发性陆内俯冲汇聚控制[51]，中三叠世后期的印支运动在雪峰造山带东部及其东南侧的湘中—湘东南地区表现出强烈的NW—NWW向挤压和陆内挤压造山特征[26-27，52-53]，并由此引发了晚三叠世地壳重熔型花岗质岩浆活动[54-55]。
晚三叠世—早侏罗世扬子陆块及其以南各地块向北运移与中朝板块碰撞[56]而形成SN向挤压，NNE向溆浦—靖州断裂在SN向挤压下产生左行斜向逆冲[16]，古楼坳东面逆冲剪切带即兼左行平移。中侏罗世构造体制发生转变，受古太平洋板块（或伊泽奈崎板块）俯冲的影响，华南地区受NWW向强挤压[57-58]，溆浦—靖州断裂发生逆冲活动。溆浦—靖州断裂在晚三叠世—早侏罗世的左行走滑-逆冲及中侏罗世的逆冲活动控制并形成了断裂西侧晚三叠世—中侏罗世沅麻盆地和靖州盆地等两个类前陆盆地的发育[16，32]。
以靖州盆地为例，由于东南侧溆浦—靖州断裂的持续逆冲，盆区向斜变形持续加强和发展，导致自盆地西北边缘和东南边缘向盆地中央泸阳组岩层产状逐渐变缓（图7）[32]。
3.6 中侏罗世晚期早燕山运动中逆冲活动
中侏罗世晚期发生早燕山运动，构造背景与中侏罗世早、中期相近，即受古太平洋板块（或伊泽奈崎板块）俯冲的影响而具NWW向挤压[57-58]，但挤压与变形强度更大，导致地壳整体的大幅抬升和先期类前陆盆地的封闭，同时形成区域NNE向褶皱和逆冲断裂[26-27]。溆浦—靖州断裂也发生更强烈的挤压、逆冲活动，致使其西侧的晚三叠世—中侏罗世沅麻盆地、靖州盆地抬升和封闭。
值得指出的是，印支运动—早燕山运动的早中生代构造运动中，溆浦—靖州断裂以东的挤压变形也相对断裂以西更强烈[26-27]。早中生代断裂以东具有更强的逆冲、褶皱等挤压变形和更大规模的抬升，导致溆浦—靖州断裂以东晚古生代沉积作用自中泥盆世开始且沉积厚度大，但现今上古生界几无保存，而断裂以西晚古生代相对隆起，沉积作用自晚石炭世开始且沉积厚度小，现今上古生界却大量出露。
3.7 白垩纪伸展活动及对断陷盆地的控制
白垩纪进入区域大规模伸展构造体制，其中早白垩世为区域NW—SE向伸展[59-60]。溆浦—靖州断裂产生拉张和正滑活动，于断裂东侧形成了规模较大的溆浦断陷盆地和安江小型断陷盆地，同时造成店上一带西侧岩门寨组与东侧跳马涧组—佘田桥组的断裂接触（图2）。
3.8 古近纪右行走滑
古近纪中晚期由于印度板块与亚洲大陆碰撞[31，59]，亚洲东部形成一系列的右行走滑断裂[61]，雪峰造山带南段—中段也处于NNE向右行走滑变形场中，如溆浦—靖州断裂东侧的NNE向武阳—五团断裂将三叠纪瓦屋塘岩体右行错移约4 km[27]，通道—江口断裂将黄茅园岩体右行错移近3 km[26]。溆浦—靖州断裂同样产生右行走滑，并在靖州盆地派生NEE向挤压而于侏罗系形成NE向和NWW向共轭节理[25]，在沅麻盆地派生NE向挤压并形成卷入白垩系及先期地层的NW向褶皱、NW向逆断裂、NEE—NE向左行走滑（或兼逆冲）断裂、NNE向右行走滑断裂、NEE向与NNE向共轭剪节理等[60]。
4 构造属性
4.1 不同强度和地壳结构构造块体的边界
溆浦—靖州断裂是不同力学性质和地壳结构组成构造块体的边界，壳内低速层仅于断裂东侧发育[42]即为直接证据。
断裂活动历史表明新元古代中后期（长安期）至早燕山期，溆浦—靖州断裂两侧构造块体一直显示出不同的力学强度或地壳结构组成，断裂以西块体相对强硬或不同壳层具刚性焊合，断裂以东块体相对软弱或不同壳层之间焊合较弱。因此，无论在伸展还是挤压构造事件中，两侧块体均具迥然不同的构造表现。在长安期和晚古生代区域伸展成盆过程中，断裂以东强烈伸展、减薄、沉降，而断裂以西则相对稳定或相对抬升。在加里东运动中，断裂以东强烈挤压、收缩，而断裂以西挤压作用较弱。在早中生代构造运动中，断裂以东变形强烈，逆冲作用及构造抬升显著，而断裂以西变形微弱，构造抬升幅度不大；变形强度和抬升幅度的差异还直接导致断裂西侧形成靖州盆地和沅麻盆地2个类前陆盆地。断裂以西因刚性强而无花岗质岩浆活动；而断裂以东因壳层软弱或不同壳层之间易于拆离，在加里东运动、印支运动和早燕山运动中产生强烈的剪切滑脱、块体叠置和增厚，从而诱发强烈的加里东期、印支期和早燕山期强过铝质花岗质岩浆活动。
4.2 武陵期弧-陆碰撞带
尽管溆浦—靖州一段因后期沉积覆盖而未见武陵期沉积与岩浆岩发育，但基于上述断裂两侧块体构造性质的显著差异并结合其他区域地质资料，仍可初步判断溆浦—靖州断裂为武陵期扬子陆块与东南缘岛弧之间的分界断裂，是武陵运动中扬子陆块与东南侧岛弧（本文暂称之为“雪峰弧”）的弧-陆碰撞带，对应于弧后盆地的关闭位置，而非部分研究者所认为的扬子陆块与华夏地块的分界（西南段）[37-38]。主要地质依据有：
（1）溆浦—靖州断裂往南进入广西，被称为三江断裂，而三江断裂带上或东侧发育峒马岩体、寨滚岩体、本洞岩体等820 Ma至约835 Ma武陵期岛弧花岗岩[11]。从现地表走向来看，溆浦—靖州断裂往东的延伸线大体沿湘中益阳、湘东平江（图1）和赣北九岭岩体北侧经过，沿该线发育浏阳文家市弧后小洋盆蛇绿混杂岩[62]；该线以南发育以九岭岩体为代表的大量820～835 Ma武陵期岛弧花岗岩[11]以及（823±6）Ma形成于岛弧环境的益阳科马提质玄武岩（MgO含量高）[63]。此外，湖南目前自北面岳阳往南至衡阳川口的武陵期沉积均厘定为冷家溪群，构造上应跨扬子陆块、弧后盆地、雪峰弧乃至古华南洋等多个构造单元。因此，冷家溪群沉积层序及岩性组成特征在横向上的变化及在不同构造单元的差异今后有待进一步研究。
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更新时间：2024/12/23 7:37:08