中国软沉积物变形构造及地震岩研究简评

近30年(1987—2016)来,中国的软沉积物变形构造、地震岩、震积岩及古地震研究,取得了很大的进展和成绩。但是,在国内中文期刊中已发表的约140篇文章和已出版的一些专著中,几乎都把具软沉积物变形构造的岩层当作地震岩。可喜的是,中国石油大学(华东)的老师们和学生们,对山东青岛灵山岛下白垩统中的软沉积物变形构造的研究,却有多种不同的观点,呈现出了一种活跃的学术气氛。笔者等的看法是:(1)软沉积物变形构造是一种沉积构造,它有多种成因,它是一个很好的沉积学和地质学术语,应继续地和更广泛地使用下去。(2)地震岩是专指由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层,它是具多成因的软沉积物变形构造的岩层的一种,不能把所有的具软沉积构造的岩层都当作地震岩。有的地质学家建议废弃地震岩这一术语。(3)震积岩是"seismites"(地震岩)的误译,不宜再继续使用。(4)由于地震岩和震积岩这两个术语在国内外已使用多年,要废弃它们或不再继续使用它们,应得到国内外的多数地质学家的同意才行。     

中国软沉积物变形构造及地震岩研究简评①

近30年(1987—2016)来,中国的软沉积物变形构造、地震岩、震积岩及古地震研究,取得了很大的进展和成绩。但是,在国内中文期刊中已发表的约140篇文章和已出版的一些专著中,几乎都把具软沉积物变形构造的岩层当作地震岩。可喜的是,中国石油大学(华东)的老师们和学生们,对山东青岛灵山岛下白垩统中的软沉积物变形构造的研究,却有多种不同的观点,呈现出了一种活跃的学术气氛。笔者等的看法是: (1)软沉积物变形构造是一种沉积构造,它有多种成因,它是一个很好的沉积学和地质学术语,应继续地和更广泛地使用下去。(2)地震岩是专指由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层,它是具多成因的软沉积物变形构造的岩层的一种,不能把所有的具软沉积构造的岩层都当作地震岩。有的地质学家建议废弃地震岩这一术语。(3)震积岩是“seismites”(地震岩)的误译,不宜再继续使用。(4)由于地震岩和震积岩这两个术语在国内外已使用多年,要废弃它们或不再继续使用它们,应得到国内外的多数地质学家的同意才行。     

软沉积物变形中负载、球—枕构造的古地震研究综述

在构造活动地区,软沉积物变形是研究古地震的一种关键证据。近年来,湖相沉积中的软沉积物变形受到越来越多的关注,但多数研究局限于软沉积物变形的形态分类。相比之下,对软沉积物变形的成因分析、触发机制和变形过程缺少系统分析,以至于软沉积物变形能否反映地震事件,以及软沉积物变形类型、强弱与地震震级和震中位置是否存在明确关联还存在较大争议。鉴于此,本文选择软沉积物变形中典型的变形构造—负载、球—枕构造,从其具体特征、成因、触发机制、变形过程、变形强弱与震级及震中距关系等方面展开讨论。统计结果显示,当沉积记录中的负载、球—枕构造为地震成因时,其代表的震级可能为6.0~7.0级,震中距约为20~70 km。就相同变形强度的负载、球—枕构造来说,湖相沉积记录的震级最强,其次为河湖相沉积和海相沉积。负载、球—枕构造变形层的宽度和厚度以及球状半径大小与地震震级具有正相关关系,而岩性与地震震级大小没有直接的对应关系。利用软沉积物变形所对应的地震震级估算距震中距离,或者采用软沉积物变形距断层距离估算地震震级的方法都是可行的。这样看来,软沉积物变形不仅能够记录地震事件,而且能够根据其变形类型、尺度大小和强度变化等,较好地确定地震震级及震中位置,为古地震研究提供了一个相对独立的研究方向。     

地震和非地震引发的软沉积物变形

地震事件沉积(震积岩)是现代沉积学的一个热点问题。地震可引发各种软沉积物变形,容易造成地震成因的和非地震成因的软沉积物变形的混淆。论文重点讨论了地震成因和非地震成因(冰融作用,天然气水合物泄漏,水力破裂,滑坡、滑塌、泥石流,液化等)的软沉积物变形,并对地震同生、准同生软沉积物变形及其与相关的软沉积物变形关系进行了讨论。     

豫西义马地区中—晚三叠世古地震引起的欠沉积物变形构造

豫西义马地区中-上三叠统发现大量软沉积物变形构造,包括柱状构造、枕状构造、负载构造和卷曲层理构造,它们大多保存在河流沉积的上部及湖泊三角洲沉积中.通过形态学、遗迹学及镜下薄片分析表明,这些软沉积物变形与沉积物液化有关,其中河-湖相快速沉积为沉积物液化创造了条件,古地震活动是它们形成的主要触发因素.对比该地区中三叠统油房...     

山东诸城晚白垩世古地震事件与恐龙化石埋藏

在山东诸城库沟、龙骨涧、西见屯集群恐龙化石埋藏层——上白垩统王氏群辛格庄组与红土崖组中,发现存在脆性、塑性及液化等多种类型的软沉积物变形构造,主要包括负载构造、球一枕构造、挤入构造(火焰构造)、液化卷曲变形、液化脉状构造、混插沉积构造及地震断裂等典型的粗碎屑沉积物形成的古地震记录.多层的软沉积物变形构造及未变形沉积层间...     

青藏高原东部河湖相沉积中的软沉积物变形的主要成因类型及其特征

软沉积物变形构造的成因和触发机制是灾变沉积学的一个热点问题。除地震成因外,非地震成因也能够导致软沉积物变形。因此,区分地震成因与非地震成因的软沉积物变形构造是理解其变形过程和地质事件的关键。论文重点讨论了青藏高原东部河湖相沉积中地震成因和非地震成因(暴雨与河流冲刷、风暴浪、洪水、重力碎屑流、崩塌滑坡、落石沉陷、冻融作用等)的软沉积物变形构造,并对其形成特征、环境意义和区别标志作了初步的归纳和分析。此外,对同震的软沉积物变形构造与震后相关的沉积构造关系进行了讨论。初步认为地震成因的软沉积物变形构造,是一种层间的,变形尺度较小(一般为厘米级)的变形构造,并具有侧向连续性和垂向重复性,变形强弱和频率与之到断层的距离存在明显相关性。对青藏高原东部软沉积物变形的成因进行区分,有助于为正确认识该区的地震灾害类型和致灾机理提供重要的基础资料,也可为更全面地认识该区的古地震事件提供新的依据。     

地震和非地震引发的软沉积物变形*

地震事件沉积(震积岩)是现代沉积学的一个热点问题。地震可引发各种软沉积物变形,容易造成地震成因的和非地震成因的软沉积物变形的混淆。论文重点讨论了地震成因和非地震成因(冰融作用,天然气水合物泄漏,水力破裂,滑坡、滑塌、泥石流,液化等)的软沉积物变形,并对地震同生、准同生软沉积物变形及其与相关的软沉积物变形关系进行了讨论。     

中国地震事件沉积研究的若干问题探讨

地震事件沉积已经成为当今沉积地质学的一个热点领域.文中通过回顾国内震积岩的研究历史,总结了中国震积岩研究的成果及其存在的问题,重点讨论了地震引起的软沉积物变形、地震事件沉积的时序、地震事件沉积的空间分布和地震事件沉积序列等.按照地震对沉积物改造的时间,将软沉积物变形划分为同生、准同生、后生变形3类,并对地震同生断裂、准...     

雷山—锦屏一带清水江组软沉积构造的变形特征——远古的地震记录

通过面上地质调查,在黔东南雷山—锦屏一带的新元古代清水江组含火山碎屑之砂泥质岩层中,发现了大量软沉积物变形构造,主要有滑塌、滑移及阶梯状微断层。根据前人对形成该软沉积物变形的模拟试验成果,推断该类软沉积变形的机制与震动液化有关,其动力来源于古地震。在清水江组地层分布区,沉积物中含大量凝灰质,显示出古地震与古火山作用相伴频发之特点,这是新元古代裂谷盆地在此阶段构造演化的响应。     

山东诸城早白垩世莱阳期古地震事件与恐龙迁移

在诸城断陷皇华镇大山村黄龙沟存在丰富的、多样的恐龙足迹化石,在紧邻化石埋藏层下伏及上覆地层中发现了下白垩统莱阳群杨庄组多套古地震记录,主要包含波状褶皱、底劈构造、液化砂岩脉、液化角砾岩、粒序断层、卷曲变形和震积不整合等塑性、脆性软沉积物变形构造。分析表明初始沉积物、沉积相及构造作用确定了地震活动作用时形成的软沉积物变形构造类型。在早白垩世莱阳群沉积中期,地震活动具有阶段性及频发性,以单向挤压的丘-槽构造及双向挤压的波状变形为主,且后期有构造活动强度加大的特征。根据已识别的古地震记录发育及古地震活动强度分析,推测此时期发震断裂可能是断陷的南缘断裂——五莲断裂。区域构造作用使得该时期沉积环境发生变化,由湖相逐渐过渡到河流相,在突发古地震事件发生之后,在滨浅湖区域留下了丰富的恐龙迁徙足迹。古地震记录的研究,可建立古地震事件与沉积、构造演化的联系,约束构造作用的属性、频次及时限,为确定盆地及周缘构造-沉积演化历史提供证据。     

雷山—锦屏一带清水江组软沉积构造的变形特征——远古的地震记录

通过面上地质调查,在黔东南雷山—锦屏一带的新元古代清水江组含火山碎屑之砂泥质岩层中,发现了大量软沉积物变形构造,主要有滑塌、滑移及阶梯状微断层。根据前人对形成该软沉积物变形的模拟试验成果,推断该类软沉积变形的机制与震动液化有关,其动力来源于古地震。在清水江组地层分布区,沉积物中含大量凝灰质,显示出古地震与古火山作用相伴频发之特点,这是新元古代裂谷盆地在此阶段构造演化的响应。     

事件层组合特征限定软沉积变形的地震成因——在青岛灵山岛的应用

对软沉积物变形构造的形成过程解析和触发因素识别一直是国内外事件沉积学研究的重点和难点。国内外学者常将地层中保存的软沉积物变形构造的形成归因于地震作用,但缺乏足够的证据来支撑地震震动触发相应的沉积过程与变形机制。由于软沉积物变形构造可以由地震、风暴和非地震参与的液化作用、重力作用及滑坡等因素触发,且可能受瑞利—泰勒不稳定性（因密度差异沿垂向变形）或开尔文—亥姆获兹不稳定性（沿水平方向变形）机制的控制,软沉积物变形构造本身并不能作为特定触发因素的判别标志。此前,通过解析事件层组合特征来揭示与软沉积物变形构造形成相关的沉积过程和变形机制,进而限定变形构造触发因素的方法已成功应用于中东地区死海盆地（死海断裂带）的事件沉积研究中。尝试应用此方法来解析灵山岛灯塔剖面底部软沉积物变形构造的变形机制与触发因素,研究发现灯塔剖面底部的软沉积物变形构造是原位形成与保存的,并被浊流沉积层上覆,且二者之间无背景沉积物。这种独特的事件层组合指示原位变形和异地搬运两种水下沉积过程准同期发生,而能够同时激发这两类物质来源与沉积过程迥异的事件沉积响应的最可能因素是区域强震震动。结合灵山岛研究案例认为,前人所做的模式化...     

塔里木盆地满加尔坳陷及周缘晚奥陶世古地震记录及其地质意义

通过对钻井岩芯的详细观察和描述,发现在塔里木盆地满加尔坳陷晚奥陶世开阔陆棚相—盆地相沉积地层中,存在各种各样的、复杂的软沉积物变形构造,主要有液化流动构造,包括液化砂岩脉、液化角砾岩、底劈构造及水塑性卷曲变形与震积不整合等。特别是在满加尔坳陷与卡塔克隆起结合部塔中Ⅰ号断层的下降盘,发现存在米级软沉积物变形构造,以软沉积物布丁变形构造为主,变形构造的上、下均发育不等厚的未变形沉积层。这些变形构造的形成与震积作用有关,发育在晚奥陶世不同时期。在晚奥陶世早期,古地震记录表现出拉张应力作用的结果,且由早至晚古地震应力有逐渐增强的趋势。发现的多幕次的古地震记录表明,中加里东运动在满加尔坳陷及周缘表现明显,塔中Ⅰ号断裂是该时期古地震的主控断裂,其活动具有周期性和多旋回的特点,表现为多期次的由弱到强再结束的特征,且在不同部位有差异。晚奥陶世塔中Ⅰ号断裂带的地震活动影响着该区古构造和古沉积的发育。     

柴达木盆地西南缘更新世地震事件层年龄测定及意义

柴达木盆地西南缘新近纪以来受昆仑山断裂活动影响,地震活动强烈,发育一系列与地震活动有关的软沉积物变形构造,主要包括:负荷构造、火焰构造、球—枕状构造、地震角砾、震裂缝、层内震褶曲和同沉积微断层等。通过区域地质调查、实测剖面、点上解剖和样品测试分析,初步认为柴达木盆地西南缘区分别于1.8—1.2Ma、0.8Ma、0.15Ma发生过3次强烈构造活动,这些事件均伴随强烈的古地震活动,作为这些隆升事件的沉积和构造响应,盆地更新统中形成了一系列典型软沉积物变形以及相关的震积构造,对于研究青藏高原板内不均匀隆升过程及其隆升构造—地震—沉积效应具有重要意义。     

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。     

渤海西南海域寒武系崮山组软沉积物变形构造特征及地质意义

首次在渤海海域下古生界寒武系崮山组碳酸盐岩中识别出了软沉积物变形构造。通过对钻井岩心的详细观察与描述,识别出了液化底劈构造、液化泥晶脉、液化角砾岩等软沉积物变形构造;根据研究区变形特征,建立了其垂向演化序列,该区软沉积物变形构造可分为两段,在剖面上自下而上均表现为液化泥晶脉、液化底劈带、液化角砾岩带、层内阶梯状断层带的渐变序列。研究认为,该区软沉积物变形构造系崮山沉积期古地震作用的产物,本次新发现的古地震事件可能与古郯庐断裂带的活动有关,是中朝地台裂解为华北板块与胶辽板块的响应。     

西藏许如错地区中全新世地震触发软沉积物变形构造及其地质意义

湖相沉积古地震研究是对地表破裂古地震研究的重要补充.通过详细的野外地质调查,在西藏许如错地区全新统湖相地层内新发现大量地震触发软沉积物变形构造(震积岩),层内发育液化脉、液化曲卷变形、液化角砾岩、液化水压构造、滴状体与锥状体、砾石丘、负载构造和火焰构造等软沉积变形标志,还发育同震断层、震裂缝和同震褶皱等同震构造标志.根据软沉积变形标志与震级之间的关系,结合历史地震统计液化颗粒范围,通过C14和光释光年龄测定,推测古地震事件发生在±7.5 ka,M_S>7.5级;填补了该区历史地震的空缺,为恢复青藏高原南北向地堑地震活动历史及迁移规律提供了素材.震积岩中见大量砾石液化现象,这对现阶段以砂土-粉砂土研究为主的砂土液化调查工作提出了新挑战.      

柴达木盆地西南缘更新世地震事件层年龄测定及意义

柴达木盆地西南缘新近纪以来受昆仑山断裂活动影响,地震活动强烈,发育一系列与地震活动有关的软沉积物变形构造,主要包括: 负荷构造、火焰构造、球—枕状构造、地震角砾、震裂缝、层内震褶曲和同沉积微断层等。通过区域地质调查、实测剖面、点上解剖和样品测试分析,初步认为柴达木盆地西南缘区分别于1.8—1.2,Ma、0.8,Ma、0.15,Ma发生过3次强烈构造活动,这些事件均伴随强烈的古地震活动,作为这些隆升事件的沉积和构造响应,盆地更新统中形成了一系列典型软沉积物变形以及相关的震积构造,对于研究青藏高原板内不均匀隆升过程及其隆升构造—地震—沉积效应具有重要意义。     

地质名山馒头山及其附近早寒武世古地震沉积事件研究

蜚声中外的地质名山馒头山处在济南南部山区。通过野外调查和室内研究,从馒头山及其附近的青杨村东山、红叶谷、滚球山等地的下寒武统中,鉴别出了许多地震引起的同沉积变形构造（震积岩）,主要有卷曲变形（震褶岩）、粒序微断层、滑移构造、滑塌褶曲、负载构造、枕状体、混插沉积、软硅质脉、软硅质层底辟构造、硅藻叠层石变形、沉陷构造、触变楔、布丁、震裂缝、震裂角砾岩及震碎角砾岩等。本文较详细地阐述了它们的特征和形成机理。触变楔属国内首次发现。触变楔和沉陷构造发育在夹软硅质层的白云岩中,其原始沉积物是含软硅质层的白云质灰泥。受强震触动,因软硅质沉积物(SiO2·nH2O)的粘度变小,软硅质层的粘度变小而变得更软,灰泥同时发生液化;在竖向震动力作用下,软硅质层被断开、继而沉陷形成了沉陷构造;沉陷构造向下延伸,结果使断开的硅质层汇聚,形成了触变楔。根据早寒武世古构造板块与地震带的分布,认为这些地震沉积遗迹是早寒武世板内地震记录,推测由古郯庐带的构造活动的响应。这些古地震事件记录的发现,丰富了济南南部山区、尤其是馒头山的地质科学内涵。 