沂沭断裂带及其近区不同地质时期地震液化脉构造对比

在沂沭断裂带及其近区,已发现震旦纪石旺庄组、寒武纪馒头组、古近纪朱壁店组和沙河街组四个层位发育震积岩,它们均是具有地震液化脉构造和其它地震成因层内构造的震积岩层。通过对比与分析,确认不同地层层位的液化脉构造具有某些共同特征,这反映了不同层位的液化脉构造的成因具同一性。笔者认为将具有地震液化脉构造共同特征的前寒武纪“molar tooth构造”,称作“泥亮晶灰岩液化脉构造”为宜。     

山东安丘地区郯庐断裂带古近纪冲积物震积岩序列

在郯庐断裂带的安丘—夏庄箕状盆地的古近纪朱壁店组厚层冲积层中,发育许多震积岩层。它们是由地震液化、地震裂隙充填、振动塌落、地震断裂和地震沉陷作用而形成的震积岩组合。通过野外观测、室内鉴定和比较地震地质学研究,鉴别出了液化砂岩脉、液化砂岩墙、液化砂岩团块、裂隙充填砂砾岩墙、震塌岩、地震成因层内断裂及地震沉陷构造等震积岩构造。根据震积岩构造的特征和有关的研究成果,本文建立了由A、B和C3个震积岩单元组成的震积岩序列。水饱和砂受强烈振动液化作用形成A单元;随后,由砂砾层或砂层的地震裂隙充填和震动塌落而形成B单元;最后,由层内断裂作用及地面沉陷作用生成C单元;该序列的3个单元反映了厚层冲积物的地震作用全过程。     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组震积岩特征研究

震积岩是具有古地震记录的岩层。根据大量岩心观察,鄂尔多斯盆地三叠系延长组广泛发育震积岩沉积标志,如液化砂岩脉、阶梯状小断层、液化卷曲变形、砂球枕构造、泥岩撕裂屑、滑揉构造等。详细分析了各种震积岩特征及其分布,初步建立了鄂尔多斯盆地延长组震积岩垂向沉积序列,包括:A段为下伏未震层;B段为微同沉积断裂层;C段为振动液化卷曲变形层;D段为液化砂岩脉和砂岩墙段;E段为砂球枕及碎块层;F段为液化均一层和G段上覆未震层。震积岩的首次发现为研究盆地周边构造演化强度和期次提供了佐证,同时震积岩也是一种潜在的有利储层。     

新元古代沂沭海峡地震引发的软沉积物变形及其微量元素信息

新元古代沂沭海峡位于郯庐断裂带昌邑—大店断层西侧宽60~90km、长300km的区域内,其分布范围基本与郯庐断裂带中段一致。新元古代,该海峡盆地先后沉积了青白口系、南华系及震旦系的滨—浅海相陆源碎屑、泥质及碳酸盐沉积物,其岩石地层称之为土门群。本次研究从该海峡盆地土门群佟家庄组(由石英砂岩、泥灰岩和页岩组成,属南华系)、浮来山组(由细—粉砂岩夹页岩组成,属震旦系)及石旺庄组(主要由碳酸盐岩组成,下部夹页岩,属震旦系)中鉴别出了一系列地震触动软沉积物形成的变形构造,包括液化砂墙和砂脉、负载构造、火焰构造、球枕构造、软布丁构造、底辟构造、滑塌褶曲和同沉积断层等。它们是地震事件的记录——震积岩。新元古代中晚期(约800—600Ma)沂沭海峡盆地拉张裂陷是它们形成的动力机制。根据石旺庄组中的微亮晶方解石脉与地震成因的变形构造(如负载、火焰、软布丁及同沉积断层等)共(伴)生的事实,并结合模拟地震试验结果分析,认为微亮晶方解石脉很可能是地震引发的饱和灰泥(方解石微粒)液化脉。微量化学元素分析结果表明,这些震积岩中的w(La)/w(Sc)和w(La)/w(Th)值高于上地壳平均值和正常沉积层,而w(Th)/w(Sc)值则较低,深源微量元素Ni和Cr的含量也高于上地壳平均值及正常沉积层。这些微量元素特征是当时的盆地基底不稳定、快速沉积且伴有深部物质元素混入的反映,强地震很可能是快速沉积和促进深源物质混入的主要动力。土门群中发育的一系列地震引起的软沉积物变形(震积岩),再次证明了古郯庐断裂带的存在,由它们记录的地震事件也是晋宁运动乃至Rodinia超大陆的裂解的响应。     

沂沭断裂带及其近区的地震成因岩石新认识

将沂沭断裂带及其附近地区的地震成因岩石划分为四种类型,它们是具有地震成因构造的震积岩、震断层构造岩、震火山岩及隐爆地震角砾岩.前两类是构造地震的记录,而后两类是火山地震及隐爆火山地震的记录.由于震断层构造岩沿长期活动性断层分布,大多遭受了若干期强地震活动的改造,所以不易确定其最初的形成时期.因此,笔者重点对分布于沂沭断裂地震带及附近的其它三类地震成因岩石(包括震积岩、震火山岩和隐爆地震角砾岩)作了研究,论述了三类地震成因岩石的特征、时空分布、反映的地震作用机理及意义.认为:地震成因岩石不仅是强地震事件和激烈构造活动的记录;而且,因为由强地震形成的不同等级断层和裂隙构成了一个高渗透性的能够沟通不同深度石油和成矿流体的网络,所以深入研究地震成因岩石有助于完善大断裂地震带及近区的石油聚集与成矿理论.     

新元古代沂沭海峡地震引发的软沉积物变形及其微量元素信息*

新元古代沂沭海峡位于郯庐断裂带昌邑—大店断层西侧宽60~90,km、长300,km的区域内,其分布范围基本与郯庐断裂带中段一致。新元古代,该海峡盆地先后沉积了青白口系、南华系及震旦系的滨—浅海相陆源碎屑、泥质及碳酸盐沉积物,其岩石地层称之为土门群。本次研究从该海峡盆地土门群佟家庄组(由石英砂岩、泥灰岩和页岩组成,属南华系)、浮来山组(由细—粉砂岩夹页岩组成,属震旦系)及石旺庄组(主要由碳酸盐岩组成,下部夹页岩,属震旦系)中鉴别出了一系列地震触动软沉积物形成的变形构造,包括液化砂墙和砂脉、负载构造、火焰构造、球枕构造、软布丁构造、底辟构造、滑塌褶曲和同沉积断层等。它们是地震事件的记录——震积岩。新元古代中晚期(约800—600,Ma)沂沭海峡盆地拉张裂陷是它们形成的动力机制。根据石旺庄组中的微亮晶方解石脉与地震成因的变形构造(如负载、火焰、软布丁及同沉积断层等)共(伴)生的事实,并结合模拟地震试验结果分析,认为微亮晶方解石脉很可能是地震引发的饱和灰泥(方解石微粒)液化脉。微量化学元素分析结果表明,这些震积岩中的w(La)/w(Sc)和 w(La)/w(Th)值高于上地壳平均值和正常沉积层,而w(Th)/w(Sc)值则较低,深源微量元素Ni和Cr的含量也高于上地壳平均值及正常沉积层。这些微量元素特征是当时的盆地基底不稳定、快速沉积且伴有深部物质元素混入的反映,强地震很可能是快速沉积和促进深源物质混入的主要动力。土门群中发育的一系列地震引起的软沉积物变形(震积岩),再次证明了古郯庐断裂带的存在,由它们记录的地震事件也是晋宁运动乃至Rodinia超大陆的裂解的响应。     

酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现及意义

在甘肃省酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统下沟组及中沟组地层序列中,首次发现发育一套地震事件沉积物,是一套含微裂缝或同生变形构造及振动液化泄水构造等震积特征的泥质白云岩、白云质泥岩及泥质粉砂岩的组合.本区震积作用及震积岩的主要识别标志为振动液化卷曲变形及其伴生构造、重荷模及伴生构造、脆性和塑性两类沉积物相间的滑塌变形作用及滑塌岩、软沉积物的液化作用及泄水构造、层内阶梯状断层及地裂缝.柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现,填补了本区震积岩研究的空白,反映了本区在早白垩世存在一个强烈的构造活动时期,可以推测其影响范围可能还会波及青南凹陷的其他地区,也有望在酒西盆地类似环境的其他凹陷发现震积岩,开辟震积岩研究的新领域.区域构造背景的研究同样表明,青南凹陷青西Ⅰ号同生断裂带及509断阶带的强烈构造活动正是本区早白垩世震积作用的直接诱发因素,为本区震积岩的存在提供了科学依据.     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组震积岩的发现及地质意义

鄂尔多斯盆地南部中生界延长组长6—长8中发育与地震有关的震积岩，通过岩心观测识别出的震积岩标志主要有微同沉积断裂、震裂缝、液化砂岩脉、振动液化卷曲变形构造、地震角砾岩、负荷构造及枕状层等。同时在塔17井中发现完整的震积岩垂向序列，序列自下而上分为下伏未震层、微断裂层、微褶皱层、碎块层及液化均一层，上覆未震层。该震积岩的发现为盆地构造演化提供了动力学解释，表明晚三叠世随着秦岭、南祁连海槽的封闭，南北向逆冲带发生强烈活动，是本区延长组震积作用的直接诱发因素。同时该震积岩的发现，为盆地西南部延长组长6—长8发育的大规模浊积岩的外界触发机制是由地震活动引起的提供了有力证据。     

济阳坳陷早第三纪震积岩的发现及其意义

济阳坳陷下第三系沙河街组三段及四段地层中发现了大量与地震活动有关的变形构造,如微断层、层内小褶皱、液化砂岩脉、振动液化卷曲变形和火焰构造等。通过牛110、利 981、车古 201和义 377等井的系统观察,发现震积岩的垂向序列自下而上依次为震裂岩和震塌岩层段、阶梯状正断层层段、振动卷曲变形层段、液化砂岩脉层段、碎块层段和均一层段,分别对应于强震期、地震衰减期和余震期。震积岩的发现不但有助于分析判断控盆边界断裂的强烈活动时期,震积岩自身也可能是一种潜在的油气储集体,因而地震事件沉积具有重要的研究意义。     

酒西盆地青南凹陷柳沟庄一窟窿山地区下白垩统震积岩的发现及意义

在甘肃省酒西盆地青南凹陷柳沟庄一窟窿山地区下白垩统下沟组及中沟组地层序列中，首次发现发育一套地震事件沉积物，是一套含微裂缝或同生变形构造及振动液化泄水构造等震积特征的泥质白云岩、白云质泥岩及泥质粉砂岩的组合。本区震积作用及震积岩的主要识别标志为振动液化卷曲变形及其伴生构造、重荷模及伴生构造、脆性和塑性两类沉积物相间的滑塌变形作用及滑塌岩、软沉积物的液化作用及泄水构造、层内阶梯状断层及地裂缝。柳沟庄一窟窿山地区下白垩统震积岩的发现，填补了本区震积岩研究的空白，反映了本区在早白垩世存在一个强烈的构造活动时期，可以推测其影响范围可能还会波及青南凹陷的其他地区，也有望在酒西盆地类似环境的其他凹陷发现震积岩，开辟震积岩研究的新领域。区域构造背景的研究同样表明，青南凹陷青西I号同生断裂带及509断阶带的强烈构造活动正是本区早白垩世震积作用的直接诱发因素，为本区震积岩的存在提供了科学依据。     

早寒武世初期沂沭断裂带地震效应

早寒武世初期,随着从古沂沭海峡向西海侵的发展,鲁西地区沉积了厚度不等的主要由砂岩、泥岩和碳酸盐岩组成的滨海、潟湖及浅海相沉积,其层位属下寒武统底部的李官组和朱砂洞组.在它们沉积过程中,沂沭断裂带正发生着伴有频繁海底地震的构造裂陷活动,使海底沉积物在自沂沭断裂带向西200 km范围内产生了不同的地震效应,形成了各种地震成...     

Tectonic Taphrogenesis and Paleoseismic Records from the Yishu Fault Zone in the Initial Stage of the Caledonian Movement

The Yishu fault zone (mid-segment of the Tanlu fault zone) was formed in the Presinian. Periodic tectonic activities and strong seismic events have occurred along the fault zone. During the initial stage of the Caledonian Movement, with the proceeding of the marine transgression from the Yishu paleo-channel to the western Shandong, uneven thick sediments, composed mainly of sand, mud and carbonates of littoral, lagoon, and neritic facies, were deposited in the Yishu fault zone and western Shandong, and constructed the bottom part of the Lower Cambrian consisting of the Liguan and Zhushadong formations. Through field observations and the lab-examinations, various paleoseismic records have been discovered in the Liguan Formation and the Zhushadong Formations of the Yishu fault zone and its vicinity, including some layers with syn-sedimentary deformation structures that were triggered by strong earthquakes (i.e. seismite, seismo-olistostrome, and seismo-turbidite). Paleoseismic records developed in the Zhushadong Formation are mainly seismites with soft-sediment deformation structures, such as liquefied diapir, small liquefied-carbonate lime-mud volcano, liquefied vein, liquefied breccia, convolute deformation (seismic fold), graded fault, soft siliceous vein, and deformation stromatolite, as well as seismites with brittle deformation structures of semiconsolidated sediments. Paleoseismic records preserved in the Liguan Formation are not only seismo-olistostrome with a slump fold, load structure, and ball-and-pillows, but also seismo-turbidite with convolution bedding, graded bedding and wavy-bedding. However, in the western Shandong area, the closer to the Yishu fault zone, the greater the thickness of the Liguan Formation and the Zhushadong Formation, the greater the number and type of layers with paleoseismic records, and the higher the earthquake intensity reflected by associations of seismic records. This evidence indicates that tectonic taphrogenesis accompanied by strong earthquake events occurred in the Yishu fault zone during the initial stage of the Caledonian Movement, which embodied the break-up of the Sino-Korean Plate along the Paleo-Tanlu fault zone at that time.     

沂沭断裂带及其近区地震事件地层的时空分布及意义*

沂沭断裂带纵贯山东省中部,属郯庐断裂带中段。在沂沭断裂带及其近区新元古代—新生代的沉积地层中,到目前,已识别出25个地震事件层位。这些地震事件层位的名称取自不同年代或年龄的含地震记录的岩石地层。大多数地震记录是震积岩,少部分为震火山岩,它们的时空分布支持该断裂带生成—活动与发展历史分2个阶段: 古郯庐断裂带阶段(新元古代—古生代)和中—新生代阶段。新元古代初鲁中至苏皖北部NNE向韧性剪切带的形成,沟通了秦岭大别与苏鲁洋间的NEE走向的转换断层,可能是沂沭断裂带或古郯庐断裂带的成因机制。在纵向上,古郯庐断裂带阶段形成了8个地震事件层位,其中5个地震事件层位较密集地分布于南华系至中下寒武统;中—新生代阶段形成了17个地震事件层位,其中12个层位较密集的分布于白垩系—古近系。因此,南华纪—早中寒武世、白垩纪—古近纪分别为2个发展阶段的强地震事件频繁发生时段。在这2个发展阶段,该断裂带地震活动的动力来源不同: 古郯庐断裂带阶段主要源于华北与华南板块的相向运动与碰撞;中—新生代阶段主要源于太平洋板块向欧亚大陆板块下俯冲。在横向上,有15个(占60%)地震事件层位分布在此断裂带内或由该断裂带内向两侧延伸,这体现了沂沭断裂带一直是研究区内发震构造的主体。所有地震事件地层分布于该断裂带纵中轴线两侧150~180,km以内的同沉积盆地,这证明该深大断裂带的两侧近区是强构造地震活动区。作者关于地震事件层位的时空分布的论述和图解,展示了该断裂带自形成以来的地震作用的过程与历史,清晰地勾绘出了这条长期活动地震带的影响范围,这不仅对分析此类深大活动断裂带及其附近由地震引发的软沉积物变形与地震作用具有重要意义,而且对评价此类地震带对地表和建筑物的地震破坏效应也具有重要意义。     

山东郯城麦坡中更新世地震事件记录*

山东郯城麦坡被命名为典型地震活动断层遗址,其最醒目的标志是郯庐断裂带主干断层(F₂)东盘的紫灰色下白垩统逆冲到断层西盘的红棕色第四系之上且界线截然。野外调查和试验分析表明,郯城麦坡第四系于泉组中发育液化砂涌管、液化砂脉、震裂缝充填构造和同沉积断层等地震引发的软沉积物变形构造——地震事件记录。根据软沉积物变形构造的砂质黏土光释光测年分析,推断这些软沉积物变形构造所记录的地震事件属郯庐断裂带主干断层F₂在中更新世晚期发生的强构造与地震活动。这些地震事件记录为研究郯庐断裂带新构造运动与地震活动提供了新资料,也丰富了该地震活动断层遗址的内涵。     

辽东湾古近系震积岩特征及其时空分布规律研究

辽东湾古近系地层中发育大量与古地震有关的震积岩,通过岩芯观察识别出包括:微褶皱、阶梯状断层、震塌岩、内碎屑副角砾、液化卷曲构造、串珠状构造、震积砂球-枕状构造、火焰构造、砂泥岩脉、震裂缝、自碎屑角砾共11种震积标志,主要分布于三角洲前缘斜坡和与前三角洲相邻的坡脚。依据塑性与脆性变形建立了震积序列,将其分为I,II,III单元,其所示古地震强度为I< II< III。通过地质统计学的方法,对辽东湾震积岩时空分布规律及其所反映的古地震强度研究认为:古近纪时期郯庐断裂在辽东湾呈NNE向展布,其构造活动分为三个阶段:第一阶段为E₂s3,第二阶段为E₃s2~E₃s1,第三阶段为E₃d,其中第一、三阶段为强构造活动时期。E₂s3构造活动主要分布于辽西凸起北端,E₃s2与E₃s1主要分布于辽中凹陷A油田附近,E₃d则主要分布于辽中凹陷南端、北端和A油田,辽西凸起中部靠近A油田附近区域。结果表明:通过震积岩时空分布规律反演构造活动是可行的,该方法为今后进行盆地分析提供了新的思路。     

Neogene Paleoseismic Events and the Shanwang Biota’s Burial in the Linqu Area, Shandong Province, China

Several paleoseismic events are recorded in the Neogene Linqu Group, exposed in the Linqu area, Shandong Province, China. The events were interpreted on the basis of fieldwork and laboratory analysis, which showed the presence of seismites with plastically deformed soft-sediment deformation structures in the Shanwang Formation, and of seismic volcanic rocks in the Yaoshan Formation which show brittle deformation. The earthquake-triggered soft-sediment deformations in the seismites include load structures, ball-and-pillow structures, flame structures, pillow-like beds, boudinage structures, slump folds, syn-depositional faults, veins of liquefied sand, and dikes of liquefied sandy lime-mud. The seismic activity is also reflected in what might be called ‘brittle seismites'; these originated when, under the influence of seismic vibrations, semi-consolidated conglomerate was shattered. Moreover, volcanic activity is related to intense earthquakes that affected basalts intercalated with sand layers; these successions are known as ‘seismic volcanic rocks', which are characterized by veins of liquefied sand intruding the basalts. All above traces of paleoseismic activity were left from one single time span of 4 Ma with active seismicity that took place 14–10 Ma. This time span is known as ‘the Linqu Neogene Paleoseismic Active Period', which is divided into four paleoseismic episodes, which were responses to tectonic extension and basin rifting in this area. It even includes the activity of the Yishu Fault Zone during the Miocene and the Neogene. The ratios of trace elements in the seismites, w(La)/w(Sc) and w(La)/w(Th) are higher than the average value of the upper crust, but w(Th)/w(Sc) is lower; this is geochemical evidence for the basin rifting that resulted in a high sedimentation rate. The intense and frequent paleo-earthquakes are held responsible for the rapid burial of the Shanwang Biota. Secondary earthquake-induced processes(e.g. slumping of a lake shore and the strongly increased lacustrine sedimentation rate) contributed to the rapid burial of the biota.     

贺兰山中段长城系黄旗口组地震岩的发现及意义

通过野外观察,发现贺兰山中段长城系黄旗口组中发育大量的软沉积变形构造,主要包括液化砂岩墙（脉）、液化水压破碎构造和液化角砾岩、负荷构造、砂岩球和砂岩枕构造、砂岩串珠状构造、包卷层理（液化卷曲变形）、阶梯状微断层等。室内显微镜下观察发现,石英砂岩成分成熟度相对较高,但结构成熟度较低,颗粒多呈次圆状-圆状,粒径大小不等,碎屑颗粒间有泥质混入,泥质多呈不规则脉状穿插在砂岩中,显微镜下也见微逆断层切过纹层。沉积环境分析结果显示,黄旗口组发育脊状波痕、小型交错层理、水平层理、泥裂等沉积构造,指示沉积时水体较浅,沉积环境为滨-浅海。认为黄旗口组中的软沉积变形构造不是由上覆重荷引起,可能为古地震成因。在黄旗口组中第一段下部识别出4个地震事件层,推测黄旗口组沉积时早期地壳运动相对活跃,晚期渐趋稳定。地震岩的出现可能与贺兰裂陷槽拉张-裂陷的构造背景有关。