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本文采用区域板块构造运动同大陆板块内部局部地区的力学分析相结合的板块力学研究方法,将构造地质学与地球物理学资料相结合,对区内构造、地层、变质作用、区域地学断面的地球物理特征、古地磁以及深部地壳结构、成矿作用等方面做了较系统的论述;并通过运用有限元数值模拟计算机方法,研究了湖南地区中生代以来主要构造演化的动力学特征。取得的主要成果可归纳如下:
通过地球物理资料的综合分析,并依据陆壳反射地震结果,确定了“江南古陆”地区为古隆起,其下存在有时代更老的结晶基底,认为“雪峰山地区是巨大外来体”的说法值得商榷。并提出了在整个江南古陆不存在阿尔卑斯型巨大外来体。
明确了板溪群为一个区域性岩石地层单位,是一套发育在武陵运动不整合面之上、平行不整合于震旦系之下的由砾岩、砂岩及板岩构成的正常沉积地层,属晚元古代早期,在区域上具有明显的可对比性,不是构造混杂岩。
通过对湖南地区主要构造作用的应力场特征分析,认为湖南地区由于位于扬子陆块与华南褶皱带和华夏陆块所拼合形成的中国南方板块的中部,受周边板块的影响以及早期构造对晚期构造的制约和影响,区内构造作用呈现出相互交错的复杂格局,构造应力场几经变化,并最终形成该地区大面积的宽缓拗褶、抬升,出现东、西、南三面环山,北面临水的马蹄形盆地地貌。
总结了华南地区地壳平均速度结构特点及其地质含义。指出湖南地壳平均速度为6.3km/s、横向变化不大、上地幔顶部速度都大于8.0km/s、以及壳内低速层不显著、且速度随深度增加缓慢、平均地热流值偏低、地震活动频度低等一系列特点。明确了湖南具有比较稳定的大陆地壳,并初步建立了湖南地区岩石圈分层模型。
结合湖南地区中生代以来地壳结构和主要构造演化的有关地球物理资料和野外观察实际,对雪峰山隆升动力学机制及其与有关矿区构造的关系进行研究,提出了雪峰隆起经历了逆冲叠加、伸展滑脱等阶段;三大盆地的形成结构模式是深部隆起背景上的浅部拗陷,是加厚地壳在突出部位,由于重力均衡,在中浅部地壳发生伸展拗陷而形成等认识。
首次将有限元数值模拟计算机方法,应用于湖南地区地壳结构与主要构造演化特征的研究,并取得了理想的成果,很好地验证了本次研究工作的新认识。由平面模型的模拟结果,得出加厚地壳的突出部位由于重力均衡,在中浅部地壳层次发生伸展的结果。并且平面模型的模拟结果所反映的地壳加厚带与实际是相符合的。剖面模型的模拟结果所显示的雪峰隆起和沅麻盆地、洞庭盆地、衡阳盆地以及湘中盆地与地质实际也是基本吻合的。这与根据凤凰-茶陵地学剖面编制的湖南地区岩石圈结构推断地学剖面图地质情况基本一致。
首次运用造山与成盆作用形成的关系及二者的耦合原理,来研究矿产资源的分布规律,对湖南地区有关成矿系列理论做出了有益的补充。总结出了造山作用与成盆作用对湖南地区成矿作用的控制特征。