湖南地區(qū)中生代以來(lái)深部地球動(dòng)力學(xué)演化的有限元數(shù)值模擬及成礦作用特征研究.pdf

1、本文采用區(qū)域板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)同大陸板塊內(nèi)部局部地區(qū)的力學(xué)分析相結(jié)合的板塊力學(xué)研究方法，將構(gòu)造地質(zhì)學(xué)與地球物理學(xué)資料相結(jié)合，對(duì)區(qū)內(nèi)構(gòu)造、地層、變質(zhì)作用、區(qū)域地學(xué)斷面的地球物理特征、古地磁以及深部地殼結(jié)構(gòu)、成礦作用等方面做了較系統(tǒng)的論述；并通過運(yùn)用有限元數(shù)值模擬計(jì)算機(jī)方法，研究了湖南地區(qū)中生代以來(lái)主要構(gòu)造演化的動(dòng)力學(xué)特征。取得的主要成果可歸納如下： 通過地球物理資料的綜合分析，并依據(jù)陸殼反射地震結(jié)果，確定了“江南古陸”地區(qū)為古隆起，其下

2、存在有時(shí)代更老的結(jié)晶基底，認(rèn)為“雪峰山地區(qū)是巨大外來(lái)體”的說法值得商榷。并提出了在整個(gè)江南古陸不存在阿爾卑斯型巨大外來(lái)體。 明確了板溪群為一個(gè)區(qū)域性巖石地層單位，是一套發(fā)育在武陵運(yùn)動(dòng)不整合面之上、平行不整合于震旦系之下的由礫巖、砂巖及板巖構(gòu)成的正常沉積地層，屬晚元古代早期，在區(qū)域上具有明顯的可對(duì)比性，不是構(gòu)造混雜巖。 通過對(duì)湖南地區(qū)主要構(gòu)造作用的應(yīng)力場(chǎng)特征分析，認(rèn)為湖南地區(qū)由于位于揚(yáng)子陸塊與華南褶皺帶和華夏陸塊所拼合形成

3、的中國(guó)南方板塊的中部，受周邊板塊的影響以及早期構(gòu)造對(duì)晚期構(gòu)造的制約和影響，區(qū)內(nèi)構(gòu)造作用呈現(xiàn)出相互交錯(cuò)的復(fù)雜格局，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)幾經(jīng)變化，并最終形成該地區(qū)大面積的寬緩拗褶、抬升，出現(xiàn)東、西、南三面環(huán)山，北面臨水的馬蹄形盆地地貌。 總結(jié)了華南地區(qū)地殼平均速度結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其地質(zhì)含義。指出湖南地殼平均速度為6.3km/s、橫向變化不大、上地幔頂部速度都大于8.0km/s、以及殼內(nèi)低速層不顯著、且速度隨深度增加緩慢、平均地?zé)崃髦灯?、地震活?dòng)頻

4、度低等一系列特點(diǎn)。明確了湖南具有比較穩(wěn)定的大陸地殼，并初步建立了湖南地區(qū)巖石圈分層模型。 結(jié)合湖南地區(qū)中生代以來(lái)地殼結(jié)構(gòu)和主要構(gòu)造演化的有關(guān)地球物理資料和野外觀察實(shí)際，對(duì)雪峰山隆升動(dòng)力學(xué)機(jī)制及其與有關(guān)礦區(qū)構(gòu)造的關(guān)系進(jìn)行研究，提出了雪峰隆起經(jīng)歷了逆沖疊加、伸展滑脫等階段；三大盆地的形成結(jié)構(gòu)模式是深部隆起背景上的淺部拗陷，是加厚地殼在突出部位，由于重力均衡，在中淺部地殼發(fā)生伸展拗陷而形成等認(rèn)識(shí)。 首次將有限元數(shù)值模擬計(jì)算機(jī)方

5、法，應(yīng)用于湖南地區(qū)地殼結(jié)構(gòu)與主要構(gòu)造演化特征的研究，并取得了理想的成果，很好地驗(yàn)證了本次研究工作的新認(rèn)識(shí)。由平面模型的模擬結(jié)果，得出加厚地殼的突出部位由于重力均衡，在中淺部地殼層次發(fā)生伸展的結(jié)果。并且平面模型的模擬結(jié)果所反映的地殼加厚帶與實(shí)際是相符合的。剖面模型的模擬結(jié)果所顯示的雪峰隆起和沅麻盆地、洞庭盆地、衡陽(yáng)盆地以及湘中盆地與地質(zhì)實(shí)際也是基本吻合的。這與根據(jù)鳳凰-茶陵地學(xué)剖面編制的湖南地區(qū)巖石圈結(jié)構(gòu)推斷地學(xué)剖面圖地質(zhì)情況基本一致。