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断裂构造作为一种岩石圈岩石基本的构造变形,其形成和演化是与区域地质背景具有密切关系的,作为部分参与了区域整体的演化过程。正所谓大构造、小构造和微观构造具有相似性的构造全息论观点。同时,日益发展的研究技术也为综合研究断裂的形成、演化提供了越来越多的思路和尝试手段。花垣一张家界断裂带作为雪峰山隆起带西北部的一条重要断裂带,位于湘西武陵山脉东侧,为划分三级构造带的边界断裂,总体走向NE65°,经历了武陵期一喜山期多期复杂的演化历程,具有形成时间早,演化过程具有长期性、阶段性和继承性的特点,其活动历史一定包含了雪峰山隆起带很多的演化信息。本文在对断裂带、穿越断裂带主干剖面的野外宏观构造观察和室内显微构造研究的基础上,结合石英脉ESR定年和原生流体包裹体均一温度测定,通过对现有区域资料的收集、融合吸收,对断裂带的演化史和变形环境进行了探讨,进而为雪峰山隆起带中生代以来的构造演化过程提供了新的年代资料约束。
断裂带在遥感影像、区域重力和航磁图上具有十分清楚的表征特征。断裂带的野外构造观察表明,断裂带具有十分明显和丰富的宏观变形特征,断裂带内部包括北东、北西、北北东、北东东多个方向的构造组合,不同方向断裂相互切割形成规模不一的断夹块。平面配置上显示北东向构造形成较早,其次为北北东向构造,北西和北东东向构造切割上述构造。沿断裂带各断裂主要有破碎带、构造透镜体、张性角砾岩和压性角砾岩、糜棱岩化岩石、伴生褶皱、陡倾劈理等运动学标志。断裂切割复杂和切割较深地段的破碎带中方解石脉大量充填。断裂变形在平面上具有不均性和分段性,北西段具有较强的活动性和挤压变形,南西段具有明显的走滑特征。
断裂带的构造岩可见碎裂化岩石到超碎裂岩组合,超碎裂岩较少见,变形大小为中等一较弱变形。镜下观察表明岩石主要断裂经历了略带韧性的脆性变形,伸展、挤压、剪切特征明显。碳酸盐岩中结晶方解石和白云石颗粒普遍显示波状消光,破碎带方解石脉中矿物的双晶发育程特征表明裂带的变形温度小于300℃,同时一定程度上揭示断裂可能经历了多期次的构造和热演化历史。板岩和砂岩中有的发育微弱的定向排列和糜棱面理,石英颗粒多具有弱波状消光,表现为350℃以下碎屑颗粒周围突起部分发生重结晶的方式。同时原生流体包裹体测温表明均一温度的众数值主要集中在120-150℃、180-200℃和270-330℃三个阶段,断裂带经历了多期次的热演化历史。断裂带变形总体发生在地壳11km以上的深度范围内。
结合区域地质演化历史,断裂带的形成可能与武陵运动时北东向的剪裂隙有关。雪峰期和加里东期主要表现为伸展性质,至加里东运动表现为逆冲性质。印支一早燕山期以逆冲为主,伴有左行走滑。燕山中期主要表现为逆冲性质。燕山晚期发生大规模的左行走滑。喜山早期主要表现为右行走滑,喜山晚期断裂带再次以逆冲为主,兼左行走滑。新构造期仍然存在活动。断裂带内部小规模的NEE和NW向构造分别为NE主要断裂左行和右行走滑的派生构造。
石英脉的ESR定年表明中生代以来断裂带的剧烈活动时间在燕山中-晚阶段(86-131.8Ma)。雪峰山隆起带中生代的推覆方式为自南东向北西的前展式逆冲扩展作用。从挤压向伸展的转换时间应在131.3-120Ma之间,至110Ma年左右伸展作用趋于强烈。