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...     

软沉积变形构造的分类和形成机制研究

软沉积变形构造是指沉积物沉积之后、固结之前在处于软沉积物阶段时由于物理作用发生变形所形成的一系列构造.作为一种广泛发育的沉积构造,对其分类和成因机制的研究一直是国内外研究的热点.目前主流的分类方案是依据其成因机制为主再考虑其他因素将软沉积变形构造分为负载构造、包卷层理、变形交错层、滑塌构造、泄水和沉积物挤入构造、塌陷构造以及由生物和化学作用所形成的变形构造.而作为一种重要的软沉积变形构造,震积构造可以依据地震对沉积物改造的时间划分为同生、准同生和后生变形三种基本类型,而每一种基本类型可以分别受到伸展、挤压、剪切、液化以及震动而形成不同的软沉积变形构造.软沉积变形构造的触发因素多样,但主要是地震引起沉积物的液化产生的变形,因此可以按照沉积相分析、触发因素评估和标准评估三个步骤对软沉积变形构造的成因进行识别.作为一种广泛分布的沉积构造,软沉积变形构造成因机制的识别和判断仍然将是其研究的一个重要方向;其次软沉积变形在地质工程方面的应用也是一个研究方向;最后,随着油气勘探走向深水,发现软沉积变形构造有关的油气藏也将是另外一个研究的方向.     

黏性沉积物中的古地震触变流动变形*

粒径小于0.005mm的饱和淤泥和黏土等对地震和外力扰动产生的敏感变化特性被称为触变性。地震触发的软沉积物流动变形构造包括液化流动变形与触变流动变形两大类,前者多指沙层和碳酸盐沉积物的液化流动变形,后者指饱和的泥质沉积物触变流动变形。在地层剖面中,饱和淤泥、淤泥质土、黏土、硅泥(胶体)、碳酸盐灰泥等黏性沉积物的触变流动变形构造广布,它们多与沙层等的液化变形构成复合变形构造,但中外地质学家对触变流动变形构造注意较少,往往把它们笼统解释为液化流动构造。近年来地震触发饱和淤泥的触变流动变形现象逐渐引起地质学家的关注。作者对国内多个地层剖面中地震触发的饱和淤泥流动变形记录进行了描述和成因解释,并按照触变流动变形的方向性归纳出4类模式,即①向上流动、②向下流动、③同时向上及向下流动和④近水平方向流动,希望引起从事软沉积物变形和古地震研究的地质学家的关注。     

黏性沉积物中的古地震触变流动变形

粒径小于0.005 mm的饱和淤泥和黏土等对地震和外力扰动产生的敏感变化特性被称为触变性。地震触发的软沉积物流动变形构造包括液化流动变形与触变流动变形两大类,前者多指沙层和碳酸盐沉积物的液化流动变形,后者指饱和的泥质沉积物触变流动变形。在地层剖面中,饱和淤泥、淤泥质土、黏土、硅泥(胶体)、碳酸盐灰泥等黏性沉积物的触变流动变形构造广布,它们多与沙层等的液化变形构成复合变形构造,但中外地质学家对触变流动变形构造注意较少,往往把它们笼统解释为液化流动构造。近年来地震触发饱和淤泥的触变流动变形现象逐渐引起地质学家的关注。作者对国内多个地层剖面中地震触发的饱和淤泥流动变形记录进行了描述和成因解释,并按照触变流动变形的方向性归纳出4类模式,即(1)向上流动、(2)向下流动、(3)同时向上及向下流动和(4)近水平方向流动,希望引起从事软沉积物变形和古地震研究的地质学家的关注。     

华北板块南缘中段中上三叠统软沉积变形构造的发现及其地质意义

豫西地区中上三叠统主要出露在济源、义马、伊川和南召一带。印支期秦岭造山运动控制和影响着邻区中上三叠统盆地属性和沉积地层展布。通过观察研究区野外露头剖面,发现中上三叠统发育一系列典型的软沉积变形构造,包括液化底辟、枕状构造、液化柱、液化卷曲变形、负载、球-枕、火焰状构造、液化角砾岩。这些软沉积变形在垂向上表现出明显的复现性,在侧向上表现为沿地层连续展布,表明该时期研究区内地层受到频繁强烈的地震影响。通过对这些软沉积现象的识别和形成机制解释,判定其触发因素为秦岭造山过程中伴生的地震。区内地层中震积岩的存在即是对秦岭造山过程中构造活动的响应。     

米仓山前缘早志留世软沉积物变形构造及其触发机制

地质历史时期软沉积物变形构造在不同时空沉积岩中均有分布,然而学术界对其变形过程、作用力及触发机制等仍存在许多争议。通过对米仓山前缘野外露头观测,早志留世砂岩、粉砂岩、页岩地层中,发育有多套软沉积物变形构造,其层位分布稳定,但不同层位的形态特征差异较大,包括波浪状变形层构造、包卷层理、枕状（椭球状）构造、火焰构造等,多与丘状交错层理相伴生,可分为三种组合类型,均发育于中陆棚沉积环境中。基于该区软沉积物变形构造特征,结合碳同位素分析、古气候、古板块资料,并与现代飓风研究成果对比,认为研究区早志留世时大体上处于风暴频繁的炎热环境,区内软沉积物变形构造多为风暴作用的结果,较强的风暴触及海底,使未固结成岩的沉积物的孔隙压力增加,切变强度降低,使之液化,进而发生变形。米仓山前缘早志留世软沉积物变形构造的发现及其触发机制的探讨对区内古地理、古气候的恢复,以及古扬子板块的演化具有重要的意义。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长8段液化柱及相关软沉积物变形

笔者在鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长8段的岩芯中首次识别出液化柱变形构造,本文从三维空间研究其宏观与微观特征。赋存液化柱的长8段的多个层位的岩芯中均发现有软沉积物变形构造,如液化流动变形、水塑性变形及脆性变形等,广泛分布于盆地不同地区的钻井岩芯中,并在垂向上重复出现。结合长8段的沉积环境和构造背景分析,笔者认为长8段的液化柱与软沉积物变形系地震触发。晚三叠世鄂尔多斯盆地以南秦岭地震造山运动与盆地沉陷是长8段软沉积物变形的构造背景。根据地震触发软沉积物变形构造的时空分布,鄂尔多斯盆地在长8段沉积的地质时期已受控于秦岭造山带动力机制的控制,而不是传统认为的仅在长8段沉积末期。     

广西桂林南边村上泥盆统沉积灰岩脉研究

沉积灰岩脉广泛发育在桂林及桂西北右江盆地晚古生代碳酸盐岩台地边缘.广西桂林南边村泥盆纪—石炭纪(层55 ～ 56)国际副层型剖面中,沉积灰岩脉分别出现在层50(为多条栉壳状方解石细脉标示拉张的构造背景)和层45(为液化颗粒灰岩脉).层45中的液化颗粒灰岩脉与在桂林庙头剖面和桂西北右江盆地晚古生代地层中广泛发育的沉积灰岩脉有较大差异:桂林庙头和右江盆地晚古生代碳酸盐岩台地边缘的沉积灰岩脉中充填物大多数为与围岩有时差的后期正常海水沉积物,而层45内的沉积灰岩脉中充填物为上覆软沉积物液化颗粒流.由砂屑、生物屑颗粒组成:砂屑成分为含铁泥质、破碎方解石晶体及细小生物屑,呈暗色,彼此紧密接触,几乎没有填隙物,并常因挤压而变形,表明砂屑为非正常海水沉积物;生物屑主要为腕足类和海百合茎,挤在砂屑颗粒之间,且海百合茎纤细侧刺保存完好、腕足壳完整,被缓慢挤压变形几近U型合拢并原地寸断——佐证颗粒为非正常海水沉积物.脉顶端显示上宽下稍窄V字型,脉壁无侵蚀但贴有红色铁质泥皮(表明短暂间断);而且在周围岩层中找不到与脉内岩性结构相同的沉积地层.因此脉中颗粒物应来源于上覆弱固结沉积物流.晚泥盆世晚期,在拉张的构造背景下,桂林及右江盆地各台地边缘同沉积正断层活动并伴生张裂隙,同时诱发地震;桂林庙头剖面和右江盆地各含沉积灰岩脉剖面多数处在陡峭的台地边缘,是无沉积刚性正地形(bypassing),因此同沉积正断层及地震只在此形成伴生刚性张裂隙,并在下次海侵时接受正常海水沉积物;桂林南边村剖面处于靠近台缘的斜坡位置,因此具有上覆软沉积物;当台缘同沉积正断层及地震活动波及时,形成少量张裂隙,而上覆软沉积物,如准同生灰泥、砂屑、生物屑、亮晶胶结物、铁泥质等,与孔隙水混合形成粘稠的液化颗粒灰岩流,灌入这些张裂隙.二者裂隙成因均与台缘同沉积断层的构造—地震活动密切相关.即:同沉积断层发生时,在南边村剖面层45中产生刚性张裂隙,而其上覆地层的沉积物还处在弱固结的塑性状态,发生混合、颗粒化形成塑性液化颗粒流灌入下伏裂隙中.因此,南边村剖面层45中的沉积灰岩脉是软硬岩层对同沉积断层活动诱发地震的不同响应.而南边村剖面晚泥盆世所处的台缘靠近斜坡的古地理位置是其沉积灰岩脉的内部结构构造与众不同的原因.     

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...     

河床底部沙火山特征、演化及其研究意义

沉积后尚未固结的砂体在外部动力的干扰下容易发生液化,形成沙火山、液化砂岩脉等沉积构造,地震是触发液化的最常见动力.在河床现代沉积中发现大量的沙火山构造,其产生过程虽受人为活动影响,形成条件却在盆地特殊构造部位可以满足,分析其特征、演化及动力可以为震积岩及其他成因软沉积变形研究提供参考.研究结果显示,不同规模及对应特征的...