山东省灵山岛下白垩统青山群火山地震软沉积物变形构造特征及成因机制

近年来,针对山东省灵山岛地区软沉积物变形构造的研究呈现热潮,但研究层位主要集中于下白垩统莱阳群的浊积岩,对下白垩统青山群未见详述。利用野外露头与镜下薄片资料,详细描述了灵山岛地区下白垩统青山群的岩性特征、岩相组合、软沉积物变形构造类型与特征,指出研究区青山群软沉积物变形构造主要宿主岩层为陆相扇三角洲沉积,其沉积水体逐渐变浅,并伴随多次火山爆发。软沉积物变形构造类型主要有负载构造、球—枕构造、泄水构造、挤入构造、水塑性褶皱、塑性砂岩团块包卷构造、火山地震落石构造和"V"型地裂缝等,形成原因主要为火山爆发引起的古火山地震作用,成因机制主要分为地震波、火山碎屑物重力及惯性作用与瞬时差异气压效应3种,这与莱阳群浊积岩层位的软沉积物变形构造主要为滑塌与构造古地震机制不同。通过分析火山碎屑流堆积层位与软沉积物变形构造发育层位的关系,建立了青山群软沉积物变形构造的分布模式,即随着与火山口距离的变化,近源易见的脆性变形逐渐消失,中源以液化软沉积物变形与塑性变形为主体,远源呈现弱的液化软沉积物变形,且软沉积物变形构造的规模与距离呈负相关。     

山东省灵山岛下白垩统青山群火山地震软沉积物变形构造特征及成因机制*

近年来,针对山东省灵山岛地区软沉积物变形构造的研究呈现热潮,但研究层位主要集中于下白垩统莱阳群的浊积岩,对下白垩统青山群未见详述。利用野外露头与镜下薄片资料,详细描述了灵山岛地区下白垩统青山群的岩性特征、岩相组合、软沉积物变形构造类型与特征,指出研究区青山群软沉积物变形构造主要宿主岩层为陆相扇三角洲沉积,其沉积水体逐渐变浅,并伴随多次火山爆发。软沉积物变形构造类型主要有负载构造、球—枕构造、泄水构造、挤入构造、水塑性褶皱、塑性砂岩团块包卷构造、火山地震落石构造和“V”型地裂缝等,形成原因主要为火山爆发引起的古火山地震作用,成因机制主要分为地震波、火山碎屑物重力及惯性作用与瞬时差异气压效应3种,这与莱阳群浊积岩层位的软沉积物变形构造主要为滑塌与构造古地震机制不同。通过分析火山碎屑流堆积层位与软沉积物变形构造发育层位的关系,建立了青山群软沉积物变形构造的分布模式,即随着与火山口距离的变化,近源易见的脆性变形逐渐消失,中源以液化软沉积物变形与塑性变形为主体,远源呈现弱的液化软沉积物变形,且软沉积物变形构造的规模与距离呈负相关。     

灵山岛早白垩世软沉积物变形构造触发机制及其古环境意义探讨

灵山岛早白垩灵山岛组发育丰富的软沉积物变形构造。野外踏勘船厂、灯塔和千层崖三个剖面,根据沉积外观可分为变形层段和非变形层段两个部分。软沉积物变形构造在变形层段和非变形层段均有发育。其中,变形层段中可见褶皱变形、变形层理及大型负载构造。非变形层段可见火焰构造、同沉积布丁构造和同沉积微断层。研究发现,变形层段软沉积物变形构造尺度大(厚度可至十多米,长度可至数百米),侧向连续性好;非变形层段软沉积物变形构造尺度小(厚度仅几个厘米),侧向连续性差。且变形层段和未变形层段厚度统计数据表明,变形层段软沉积物变形构造与砂岩厚度无必然联系,而非变形层段软沉积物变形构造多出现在粒序砂岩层底部或旋回砂岩层变厚过程中。沉积环境表明,非变形层段和变形层段为一深水低角度斜坡沉积产物。软沉积物变形构造发育形态和数量受到斜坡地形的控制。结合沉积环境及沉积特征分析,认为变形层段软沉积物变形构造触发机制为地震,而非变形层段软沉积物变形构造触发机制为负载作用。锆石测年数据表明灵山岛组与上覆流纹岩沉积时间相近,因此地震活动可能与岩浆侵入或早期火山喷发活动相关。此外,汇总早白垩世重要事件,发现灵山岛组沉积、变冷事件、恐龙迁移、海平面变化和同位素偏移具有时间一致性,因此推断这些事件可能共同对应了早白垩世一次与火山活动相关的短期灾难性事件(如早白垩世缺氧事件)。     

重力驱动作用——滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积时期主要的搬运机制

通过对冀北滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积地层的实地考察,发现盆地内发育丰富的重力驱动作用沉积物。文中描述西瓜园组发育的滑动和滑塌现象,指出露头剖面中存在的挤压变形现象并非构造成因,而是由于滑动块体和滑塌块体前端的挤压应力环境造成的。在介绍西瓜园组重力流沉积发育环境的基础上,对露头中存在的若干重力流沉积进行了描述,并使用砂质碎屑流这一概念对这些现象进行了较为合理的成因解释。通过对滑动和滑塌(重力块体运动)和砂质碎屑流—浊流(重力流)沉积物研究,结合前人对该地区冲积扇—扇三角洲的研究成果,认为重力驱动作用是滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积时期主要的搬运机制。     

山东省灵山岛早白垩世软沉积物变形构造特征*

利用野外露头和镜下薄片等资料、地质统计等方法, 对山东省灵山岛老虎嘴剖面和船厂滑塌剖面软沉积物变形构造分布特征和形成期次进行了研究。船厂剖面发育滑塌褶皱、负载构造、阶梯断层、布丁构造、球—枕构造等典型的软沉积物变形构造;老虎嘴剖面发育层内褶皱、微阶梯断层、层内角砾岩等。根据形成时间、发育部位和形态特征, 将船厂剖面变形划分为滑塌前变形和滑塌中变形, 滑塌前变形又可以细分滑塌体下部变形和滑塌体内部变形。滑塌褶皱具有多级别、多尺度的特点;以厚岩层组成的滑塌褶皱为主, 尺寸为米级;岩层内部纹层形成的次级褶皱为辅, 尺寸为毫米级。滑塌过程中岩层不同部位应力不同, 伴生其他变形构造, 如拉张形成的布丁构造和挤压形成剪切褶皱等。滑塌前已经形成的负载构造等在滑塌过程中保持原来形态, 不因地层变形而变形。这些古地震触发形成的软沉积变形构造证明灵山岛在早白垩世古地震活动频繁。     

青岛灵山岛晚中生代重力流沉积特征及环境分析

青岛灵山岛晚中生代发育一套重力流沉积,国内学者对其成因机制存在争议。笔者通过对造船厂、灯塔、千层崖、羊礁洞、老虎嘴、背来石等剖面的重点观察发现:灵山岛晚中生代地层出露以厚度不等的细粒砂泥岩与火山熔岩、火山碎屑岩为主,夹沉火山碎屑岩和侵入体,地层从老到新组合为一个水体变浅的水退序列。地层中发育不同类型、不同尺度、不同期次的软沉积变形构造,如软沉积变形褶皱、布丁构造、负载构造和火焰构造、软双重构造等。灵山岛晚中生代重力流沉积碎屑岩主要是块体搬运沉积(砂质滑塌和砂质碎屑流)和浊流沉积,向上过渡为陆相三角洲前缘沉积,其成因机制是物源供应充足的湖盆三角洲前缘在构造坡度或沉积坡度控制下,受地震和火山活动影响发生的块体搬运沉积和浊流沉积。初步研究认为沉积时的古斜坡方向为南东—北西方向。     

山东灵山岛早白垩世复理石软沉积物变形期次解析

前人对软沉积物变形期次研究多数集中于触发变形的地震事件的周期,而对滑塌体内部软沉积物变形期次研究较少。山东灵山岛早白垩世复理石形成于残余盆地背景,且由于地震频发导致滑塌沉积广泛发育。滑塌沉积层中发育有丰富的软沉积物变形构造,如：同沉积滑塌褶皱、底模构造、剖面X形共轭逆断层、同沉积布丁构造、砂岩层断块及变形团块、微型地垒—地堑组合和叠瓦状倒转紧闭褶皱等。不同类型和不同部位的软沉积物变形构造显示出发育期次不同的特征。本文以灵山岛修船厂附近滑塌沉积层为例,分析软沉积物变形构造的变形机制,并将其发育期次大致分为滑塌前、滑塌中和滑塌后三个阶段。只有部分滑塌中的软沉积物变形构造具有滑塌指向意义,而滑塌前的变形构造不能用来判别滑塌体的搬运方向。     

山东省灵山岛负载构造和球-枕构造研究

本文运用野外露头考察、沉积岩石学、地质统计等方法,对灵山岛的负载构造和球-枕构造进行研究。这些负载构造和球-枕构造侧向延伸好,在整个剖面上连续分布,具有多尺度、多形态、多组合等特点。形成负载构造和球-枕构造的前提条件是地层密度的倒置(上大下小),变形的根本驱动力是沉积物自身的重力。球-枕构造和负载构造的形成机制相同,只是变形程度和阶段不同。根据不对称负载构造受横向剪切力分析,证明早白垩世时该盆地存在古斜坡,并且SE高、NW低。综合考虑地震触发形成震积岩的标志特征和灵山岛的构造地质背景,认为本研究区的负载构造和球-枕构造系古地震触发形成。     

苏北盆地高邮凹陷深凹带古近系戴南组 软沉积物变形构造及沉积模式研究

软沉积物变形构造又称准同生变形构造,其发育特征、分布规律以及沉积模式等的研究对油气储层研究具有重要意义。研究区多个油田的岩芯观察中发现了同生微断层、液化岩脉、液化扭曲变形、砂枕构造、自碎角砾岩等多种软沉积物变形构造,并分析了形成各种软沉积物变形构造的不同应力环境和特征。通过软沉积物变形构造平面分布规律分析,认为软沉积物变形构造随着边界断层真2断层和汉留断层断层面倾角变大出现的频率越高,发育程度越强烈,因而研究区软沉积物变形构造的发育频率与高邮凹陷深凹带的边界断层的坡度有关,变形构造的产生和分布受到古地形的控制。并且该类变形构造在一定程度上改变了原始储层的物性和连通性。通过参考国内外的软沉积物变形构造成因模式,提出了研究区的软沉积物变形构造沉积模式,研究区软沉积物变形构造主要发育于边界断层形成的斜坡区附近,从剖面上可以分为上部浅水区、中部斜坡区和下部深水区三个区带。     

快速沉积引发的软沉积物变形构造特征——以灵山岛下白垩统浊积岩为例

灵山岛修船厂剖面发育了多种类型的软沉积物变形构造,其中一些变形构造的要素发生了定向倾斜,影响因素尚不明确。结合野外露头观察和室内分析等方法,研究了变形构造的形成过程、触发因素和地质意义。结果表明：修船厂剖面的两套浊积岩之间发育了负载—挤入构造、泄水—沉积物充填构造和微断层等软沉积物变形构造;变形机制主要是流体化,触发因素为浊流的快速沉积导致的载荷压力。变形构造的形成过程主要与密度倒置梯度和横向剪切力两个驱动力有关,其中横向剪切力来源于浊流的流动,导致变形构造的要素发生定向倾斜。变形构造的要素的倾斜方向为SEE,指示古水流主要来自SEE方向,与浊积岩序列内底痕指示的古水流方向一致,说明浊流快速沉积形成的软沉积物变形构造能够指示古水流或古斜坡方向。     

山东灵山岛滑塌体内部沉积及构造特征研究

青岛市灵山岛修船厂剖面下白垩统地层中发育良好的滑塌变形体。野外观察可见滑塌体岩性单元主要由厚层砂岩及砂页岩互层组成,其中厚层砂岩根据其沉积构造及成因机制可分为砂质碎屑流沉积及浊流沉积两类;砂页岩互层段砂岩层可见底模构造及粒序层理,为静水环境下远端浊流沉积。滑塌体内部构造主要可分为软褶皱变形、同生断层、透镜状砂质团块三种类型。其中,软褶皱变形根据岩性可分为砂岩软褶皱、砂页岩互层软褶皱及页岩软褶皱,随着变形强度增加,软褶皱枢纽逐渐平行于滑移方向,形成曲脊软褶皱或软鞘褶皱(soft sheath folds);同生断层出现在砂岩层中,根据力学性质分为正断层及逆断层,正断层为剪切拉伸所致,逆断层为软褶皱逆冲所致;透镜状砂质团块包括同沉积布丁构造和同沉积断块。根据滑塌体内部滑移面识别出三期滑塌,完整的滑塌体由底部拆离滑移面、下部厚层砂体、中部砂页岩互层及上部砂页岩互层未变形体组成,其组成特征及各部分接触关系反映了滑塌体中下部沿底部拆离滑移面发生滑塌变形,且于活动末期在相对静水条件下被上部砂页岩互层覆盖这一形成过程。根据滑塌体内部组成特征的有序性、相似性及滑塌体内部沉积构造特征,推测其触发机制可能为沉积物快速沉积所引发的重力滑塌成因。     

山东省灵山岛下白垩统浊积岩中与滑塌作用相关的软沉积物变形构造

灵山岛上出露的软沉积物变形构造其成因具有多样性,而灯塔剖面底部滑塌层内的变形构造的触发因素尚不明确.结合野外观察和极射赤平投影方法,研究了滑塌层和内部变形构造的形成过程、触发机制和地质意义,结果表明:灯塔剖面主要由浊积岩沉积序列组成.滑塌层夹在未变形层之间,由地震触发形成,内部发育4个滑脱面,将滑塌层划分为5个变形单元,缩短率和变形程度各不相同.软沉积物变形构造主要为褶皱,形态特征表现为砂岩厚度在枢纽部位大大增加,也可见一些砂岩增厚和减薄现象,两者均是液化的砂岩在驱动力作用下的结果.滑塌过程中,滑塌层中的砂泥岩与海底沉积物之间的孔隙流体自由交换被切断,产生了暂时性的超压,导致了液化的发生.褶皱的轴线延伸方向为SSW-NNE,轴面倾斜方向主要为SEE(120°),指示古水流主要来自SEE方向,与浊积岩内底痕指示的古水流方向一致,说明斜坡沉积系统上发育的滑塌褶皱能够指示古水流方向.      

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.     

软沉积物滑塌变形物理模拟及变形机理分析*

软沉积物滑塌变形是一种地质现象,对于分析区域地质发展史和指导油气勘探具有重要的意义,近年来越来越受到地学界的重视。但大多数的研究是基于野外现象的定性观察描述,对其形成过程和成因机制的定量探究较少。笔者建立了一套斜坡背景下重力驱动的软沉积物滑塌变形物理模拟实验装置,并设计了完整的实验程序,利用具有不同黏滞系数的材料模拟地层,通过多次实验改变沉积箱坡度模拟不同的地层倾角,总结了软沉积物滑塌变形的演化模式: 滑塌开始,模拟地层逐渐隆起;随着地形坡度变大,滑塌褶皱依次发展成圆弧褶皱、紧密等斜褶皱,断裂产生后形成类似无根等斜褶皱和鞘褶皱的变形构造,直到地层趋于平稳。分析了软沉积物滑塌变形的机理: 软沉积物受到自身沿斜坡重力的驱动,发生滑塌,层与层之间的剪切效应导致软沉积物发生变形。     

蒙古塔木察格坳陷白垩系震积岩特征及其地质意义

通过岩芯观察,结合构造背景研究,在蒙古塔木察格坳陷白垩纪地层中识别出震积岩。震积岩的主要标志有微同沉积断裂、同沉积塑性变形构造、液化脉、震积枕状及伴生构造等。通过对塔219 井、塔1943 井等岩芯的系统观察,建立了蒙古塔木察格坳陷白垩系震积岩的垂向序列。震积岩的垂向序列自下而上依次为砂岩脉（砂火山）层段、水塑性褶皱变形层段、斧式构造层段、滑塌构造层段、阶梯状微断层和震裂缝层段、准原地沉积湖泊津浪丘状层理和内碎屑角砾岩层段、异地沉积震浊积岩层段,对应于地震由强变弱的一个变化过程。震积岩的发现具有重要的研究意义,有助于分析盆地边界断裂的强烈活动时期。     

安徽寿县新元古界球-枕状构造的双重成因与古地震脉动旋回研究

在安徽寿县新元古界四十里长山组下部粉砂-细砂岩沉积地层中,发育一组具有双重成因的球-枕状软沉积物变形构造.对露头剖面进行实地观测研究显示,变形构造形成于浅海陆棚边缘斜坡带的地震灾变事件层中.由于滑塌砾石落入表层粉砂质软沉积层,在地震震颤应力作用下形成具砾石核心的球-枕状体,又在地震脉动旋回性连续震颤作用下,继续沉陷至下部液化砂层中,形成了具有双重成因的球-枕状软沉积变形构造.它经受了地震、海啸、滑塌、滑褶、震颤晃动沉陷、液化泄水、软塑性紧缩变形等多项复杂的同沉积变形作用过程.显示出该地震事件具有前震阶段、主震阶段、余震阶段等多次震颤脉动旋回性地质作用的地质事件,地震能量强度最大应超过里氏7级,为研究海洋震积岩的软沉积变形及脉动旋回性过程提供了重要的实物资料.     

Temporal and spatial changes of the submarine Cretaceous paleoslope in Northern Tunisia,inferred from slump folds analysis

This paper presents the first comprehensive, non-exhaustive, study of the genetic relationship between slump folds and the synsedimentary paleoslope during Cretaceous time in northern Tunisia. Slump folds occur mainly in the Cretaceous marl-dominated lithofacies, which exposes numerous slump folds structures. In addition, fault kinematic analysis is conducted to define the paleostress fields and the stress states characterizing the Cretaceous extension that triggers soft-sediment deformation and slumping. The MAM and the APM methods are used to deduce the paleoslope in several localities. The calculated values of paleoslope trend derived from MAM and APM methods precise the variation of the paleoslope trend during Cretaceous times in northern Tunisia. This paleoslope is ～NW-dipping during Berriasian, ～SSW-dipping during Valanginian, ～NW-dipping during the Barremian and ～N- to ～NNE or ～S- to ～SSW-dipping during Aptian–Albian period. The results of the back-tilted fault diagram show a ～North to ～Northeast-trending tectonics extension. The back-tilting of Cenomanian slump axis and poles of axial planes (MAM and APM methods) give close results with ～Southward or ～Northward-dipping paleoslope. The restored fault diagrams show ～North to ～Northeast-trending extension during Cenomanian times. Coniacian-Santonian marls deposits seal all the gravity-driven deformation structures. North Tunisian area exposes evidences for abundant soft-sediment deformation and slumping atop a northward facing submarine slope, which was probably dominant from the Early Cretaceous to Santonian with ～North-South tectonic extension related to the Southern Tethyan rifted continental margin evolution.