塔里木盆地顺托果勒地区早中志留世震积岩——高分辨构造事件的记录

在塔里木盆地塔中隆起与满加尔坳陷结合部——顺托果勒地区的深钻井岩心中,发现了大量早中志留世软沉积变形构造。其中主要包括液化砂岩脉、液化角砾岩、触变底劈构造、触变楔、负载构造、球-枕构造和复合混插构造等。通过系统地观察软沉积变形构造的岩石组成、构造形貌及样式、垂向分布的循环性、横向分布的延展性、沉积环境及与古活动断裂的关系,确定其为震积岩。结合该区断裂早中志留世的发育特征,推测发震断裂主要可能是塔中隆起与满加尔坳陷结合部的北东向走滑逆冲断裂以及北西向剪切拉张断裂。在早志留世柯坪塔格组沉积时约4 Ma中最少发生了26次古地震事件(震级M5)。这些古地震记录不仅反映了研究区志留纪构造的活动性,也是弥补主构造运动中高频次构造事件脉动性、循环性的重要证据,为重建中古生代的古构造提供新的线索。     

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。     

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...     

Soft-sediment Deformation Structures Related to Earthquake from the Devonian of the Eastern North Qilian Mts. and Its Tectonic Significance

Devonian in the North Qilian orogenic belt and Hexi Corridor developed terrestrial molasse of later stage of foreland basin caused by collision between the North China plate and Qaidam microplate. The foreland basin triggered a intense earthquake, and formed seismites and earthquake-related soft-sediment deformation. The soft-sediment deformation structures of Devonian in the eastern North Qilian Mts. consist of seismo-cracks, sandstone dykes, syn-depositional faults, microfolds (micro-corrugated lamination), fluidized veins, load casts, flame structures, pillow structures and brecciation. The seismo-cracks, syn-depositional faults and microfolds are cracks, faults and folds formed directly by oscillation of earthquake. The seismic dykes formed by sediment instilling into seismic cracks. Fluidized veins were made by instilling into the seismo-fissures of the fluidized sands. The load casts, flame structures and pillow structures were formed by sinking and instilling caused from oscillation of earthquake along the face between sandy and muddy beds. The brecciation resulted from the oscillation of earthquake and cracking of sedimentary layers. The seismites and soft-sediment deformations in Devonian triggered the earthquake related to tectonic activities during the orogeny and uplift of North Qilian Mts.     

Earthquake-related soft-sediment deformation structures in Palaeogene on the continental shelf of the East China Sea

Earthquake, as disastrous events in geological history, can be recorded as soft-sediment deformation. In the Palaeogene of the East China Sea shelf, the soft-sediment deformation related to earthquake event is recognized as seismic micro-fractures, micro-corrugated laminations, liquefied veins, ‘vibrated liquefied layers’, deformed cross laminations and convolute laminations, load structures, flame structures, brecciation, slump structures and seismodisconformity. There exists a lateral continuum, the wide spatial distribution and the local vertical continuous sequences of seismites including slump, liquefaction and brecciation. In the Palaeogene of East China Sea shelf, where typical soft-sediment deformation structures were developed, clastic deposits of tidal-flat, delta and river facies are the main background deposits of Middle-Upper Eocene Pinghu Formation and Oligocene Huagang Formation. This succession also records diagnostic marks of event deposits and basinal tectonic activities in the form of seismites.     

一次成功的专题研讨会:“多成因的软沉积物变形构造及地震岩”

“多成因的软沉积物变形构造及地震岩”专题研讨会,2016年9月24日在河南焦作河南理工大学承办的第14届全国古地理学及沉积学学术会议期间召开。国内多位专家出席这次研讨会,对软沉积物变形构造、地震岩、震积岩等问题进行讨论和争鸣。这是一次十分成功的研讨会,其主要成果是: (1)“多成因的软沉积物变形构造”已为广大地质学家接受。(2)赛拉赫(Seilacher,1969)提出的“地震岩”(seismites)的定义,即“具断层—粒序的岩层可定为地震岩”,应该废弃;但现在为广大地质学家所接受的地震岩的定义,即“地震岩是真正由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层”,则不应废弃,可以保留下来。(3)“地震岩”这个术语应严格地限制在真正由地震引起的具软沉积物变形构造的岩层。(4)“震积岩”是一个误译的术语,不宜继续使用。如果有的地质学家想继续使用这个术语,应对这个术语重新定义,并指明它不是“seismites”(地震岩)的中文译名。(5)碎屑注入体也是多成因的,它不一定是地震岩,更不一定是“原地地震”的标志。(6)本次研讨会的最重要的成果是中国软沉积物变形构造及地震岩研究中的“几乎是一个观点”的局面开始被扭转过来了,呈现出了“百花齐放和百家争鸣”的学术气氛。     

《地震岩问题》中译本序

近30年(1987—2016)来,中国的软沉积物变形构造及地震岩研究,取得了很大的进展。但是,其研究思想却欠开放。在这一学术领域,几乎是一种观点,即中国期刊刊出的文章和一些出版的专著,几乎都把软沉积物变形构造当作地震岩。为了扭转这个几乎是一种学术观点的局面,Feng等(2016)写了一篇文章《中国软沉积物变形构造及地震岩研究简评》,并把这篇文章发送给国内外的多位专家,抛砖引玉,邀请他们为“软沉积物变形构造及地震岩”专题研讨会写文章,在会上宣读论文,对这些文章及这一专题中的问题进行认真的讨论和争鸣。     

内蒙古白乃庙地区白云鄂博群震积岩的发现及其构造意义

中新元古界白云鄂博群发育于华北板块北缘,是中新元古代板块内部伸展-拉张背景下沉积的产物.在内蒙古白乃庙地区白云鄂博群哈拉霍圪特组中首次发现一套软沉积变形构造,发育在该组下部的结晶灰岩中,主要表现有自碎屑角砾岩、软沉积褶皱、层内阶梯状正断层、液化方解石脉等,软沉积变形特征表明其成因为震积岩.通过与相邻地区同时代的腮林忽洞...     

Earthquake-induced Soft-sediment Deformation Structures in the Dengfeng Area, Henan Province, China: Constraints on Qinling Tectonic Evolution during the Early Cambrian

Soft-sediment deformation structures are abundant in the Cambrian Zhushadong and Mantou formations of the Dengfeng area, Henan Province, China. Soft-sediment deformation structures of the Zhushadong Formation consist of fluidized deformation, synsedimentary faults, seismo-folds and plastic deformation; the Mantou Formation is dominated by small-scale horst faults, intruded dikes, fluidized veins, and seismo-cracks. These structures are demonstrated to be earthquake-related by analysis of trigger mechanisms, and may indicate the activity of the Qinling tectonic belt during the early Cambrian. Furthermore, the assemblages of soft-sediment deformation structures altered with time: large-scale, intense deformation in the Zhushadong Formation alters to small-scale, weak deformation in the Mantou Formation. This striking feature may have been caused by changes in hypocentral depth from deep-focus to shallow-focus earthquakes, indicating that the Qinling tectonic belt developed from the subduction of the Shangdan Ocean to the extension of the Erlangping back-arc basin. This study suggests that soft-sediment deformation structures can be used to reveal the activity of a tectonic belt, and, more importantly, changes in deformation assemblages can track the evolution of a tectonic belt.     

沉积构造的研究现状及发展趋势

本文简要的总结了近20年来沉积构造研究方面的成果,从五个方面阐述了沉积构造的研究现状及发展趋势：① 继续探寻新的沉积构造;② 通过各种方法,包括野外观察、物理模拟和数值模拟来探讨某些已有（老）沉积构造的成因。③ 纠正人们对某些沉积构造的成因及环境意义的过时或错误认识;④ 重视软沉积物变形构造（softsediment deformation structures）及流水逃逸构造(flow escape structures)和液化构造的研究; ⑤ 继续发掘和拓展沉积构造在沉积学研究（环境分析、层序地层学等）中的应用功能及范围。我国在沉积构造研究方面近年来成果不多,需要迎头赶上。     

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.     

鄂尔多斯盆地富县探区三叠系延长组震积岩及其地质意义

通过对26口井岩心观察,结合区域构造背景,在鄂尔多斯盆地富县探区三叠系延长组中识别出典型的震积岩。该区震积岩代表性沉积构造有液化砂脉、液化卷曲变形、环状层理、负载构造、球枕构造、微断层、微裂缝、震裂岩与震碎角砾岩,其中液化砂脉和液化卷曲变形是地震引起的主要软沉积变形构造。震积岩垂向序列划分为两类:一种以脆性变形为主,自下向上依次为下伏未震层,扰动层,微断层、微裂缝及震裂岩层段,液化卷曲变形层段,震碎角砾岩层段,液化砂脉层段及上覆未震层;另一种以软沉积变形为主,自下至上依次为下伏未震层,环状层段,扰动层,球枕构造及负载构造层段,液化砂脉及液化卷曲变形层,枕状层及上覆未震层。富县探区延长组中的震积岩说明在该盆地晚三叠世存在一个强地震事件活跃期;震积岩中的微裂缝、微断层、震裂岩及液化砂脉可改善储集层物性,同时震碎角砾岩和网状砂脉也是良好的储集层。     

湖南慈利溪口震旦系陡山沱组震积岩的发现及其地质意义

湘西慈利溪口地区震旦系陡山沱组地层中首次发现碳酸盐岩原地震积岩。笔者通过剖面实测,详细观察和描述,结合构造背景,识别出阶梯状层内断层、液化碳酸盐岩脉、液化角砾岩、负荷构造以及微褶纹理等典型的震积软沉积变形构造的地质记录;震积序列在剖面结构上显示自下而上由下伏未震动层-阶梯状层内断层-微褶皱层-液化碳酸盐岩层-液化角砾岩层-上覆未震动层的渐变过程及震积作用逐渐衰减的趋势。震积岩发育的层位在时空上显示良好的可对比性,反映陡山沱期晚期构造活动强烈,并具备多旋回、多周期的特点。构造的活跃加速了有机碳库的氧化,为该时期多细胞生物的繁盛和大规模的成磷成矿作用奠定了基础;同时保存完好的震积地层记录对推断研究区的古沉积环境也具有重要意义。     

安徽寿县新元古界一个滑塌-滑脱软沉积物变形复合构造的发现及地质初探

安徽寿县新元古界四十里长山组底部粉砂岩层中发现了一个滑塌-滑脱软沉积物变形复合构造,剖面观察显示,该沉积变形构造经历了滑塌变形、滑脱变形、震动液化变形等3次以上的变形过程,很好地保存了原始沉积面貌和沉积变形特征;分析该沉积变形构造的成因,发现变形构造属于软沉积物变形构造类型,形成于浅海陆棚边缘斜坡相带。引起软沉积物变形的动力是地震事件产生的多次震动波作用,造成软沉积物滑塌、滑脱褶皱、震动液化泄水等变形作用,形成了具有复杂变形特征的软沉积物变形复合体,是一次地震事件多次地震活动的沉积记录。     

四川类前陆盆地须家河组震积岩的发现及其研究意义

四川盆地是扬子地块上的一个多旋回类前陆盆地,盆地边缘长期剧烈的构造活动控制着上三叠统须家河组的沉积作用.通过地表剖面和岩芯观察,首次在该盆地上三叠统须家河组地层中识别出微裂缝、微褶皱层、微断层、液化砂岩构造、球一枕构造和角砾岩等典型的软沉积变形构造的地质记录,这些变形构造可能与印支构造运动期的地震活动有关.越靠近断裂带附近,软变形构造呈明显增加的趋势,表明震积岩的分布与龙门山和米仓山一大巴山构造活动有关.因此,研究该盆地须家河组震积岩,对了解控制盆地边界的龙门山和米仓山一大巴山造山带的活动史具有重要意义.     

西昆仑山前塔里木盆地叶城凹陷中新统震积岩及其地质意义

通过对6口钻井岩心的详细观察,在塔里木盆地西南缘的西昆仑山前叶城凹陷中新统克孜洛依组和安居安组发现同沉积的软沉积物变形构造,包括液化砂脉、负载及球枕构造、挤入构造、液化卷曲变形、软泥触变变形、液化底劈、软布丁构造及同沉积微断层等,分布广,且重复出现。经与典型的震积岩比较认为,它们都属于地震成因的沉积构造。分析认为,克孜洛依组和安居安组的震积岩可分为4个发育时期,时间跨度大约为5 Ma (16-11 Ma),第1、2期时间较长、构造活动较强烈,第3、4期时间较短、构造活动较弱。这是首次在塔西南地区新近系陆相地层中发现震积岩,震积岩的发育与中新世西昆仑山阶段性隆升、山前逆冲带多条逆冲断层活动引发的周期性地震活动有关。     

沉积盆地构造核心理论和关键技术方法:前沿与发展方向

系统分析前人在沉积盆地构造研究的基础上,论文总结了沉积盆地构造核心理论和关键技术方法的前沿与发展方向。沉积盆地构造核心理论包括盆地分类理论、成盆机制理论、变形定量分析理论和盆地充填过程理论。盆地分类理论是依据不同分类标准建立盆地分类方案,其发展趋势是基于资源与构造背景的原型盆地分类和基于盆地演化的叠合盆地分类;成盆机制理论是定量模拟不同作用机制下(纯热机制、构造作用、负载作用)盆地沉降过程及其控制因素,其发展趋势是三维成盆动力学模拟;变形定量分析理论包括断层相关褶皱理论、临界楔理论和盐构造理论,其发展趋势是三维构造建模与三维定量变形分析;盆地充填过程理论主要开展不同构造成因盆地的充填过程对比与盆山过程的源-汇分析,其发展趋势是多元源-汇分析与定量化盆地分析。沉积盆地构造关键前沿技术包括三维构造建模技术、构造物理模拟与数值模拟技术和基于三维构造恢复的裂缝预测技术。构造物理模拟技术包括了基于工业CT扫描成像物理模拟技术:可以无损动态监测构造带内部变形演化过程,精确构建变形带三维空间展布形态;基于PIV的有限应变分析的物理模拟技术:可以定量分析变形的演化过程,直观展示应变分布特征,探讨构造应变动态分布规律;基于超重力离心机的构造物理模拟技术:可以模拟不同尺度构造流变过程,探讨岩石圈浅层脆性变形与深层韧性流变之间的动力学机制。     

西昆仑山前塔里木盆地叶城凹陷中新统震积岩及其地质意义*

通过对6口钻井岩心的详细观察,在塔里木盆地西南缘的西昆仑山前叶城凹陷中新统克孜洛依组和安居安组发现同沉积的软沉积物变形构造,包括液化砂脉、负载及球枕构造、挤入构造、液化卷曲变形、软泥触变变形、液化底劈、软布丁构造及同沉积微断层等,分布广,且重复出现。经与典型的震积岩比较认为,它们都属于地震成因的沉积构造。分析认为,克孜洛依组和安居安组的震积岩可分为4个发育时期,时间跨度大约为5 Ma(16—11 Ma),第1、2期时间较长、构造活动较强烈,第3、4期时间较短、构造活动较弱。这是首次在塔西南地区新近系陆相地层中发现震积岩,震积岩的发育与中新世西昆仑山阶段性隆升、山前逆冲带多条逆冲断层活动引发的周期性地震活动有关。     

滇西保山金鸡地区三叠系上统大水塘组震积岩的发现及意义

以往认为保山地区三叠系上统大水塘组为浅海沉积,通过1∶5万金鸡村等幅区域地质调查,本文认为保山三叠系上统大水塘组的背景沉积主体为一套钙质浊积岩,主要由A、E段组成,中部夹薄层状硅质岩（饥饿沉积）,并伴有滑塌岩块,属斜坡-盆地环境,是永德-黑山裂谷（海槽）的一部分。笔者在大水塘组中首次发现了震积岩,包括振动液化卷曲变形构造、微同沉积断层、液化泥晶脉、震积不整合、地裂缝、液化角砾、液化眼球及由地震使沉积物液化流动形成的滑（流）积岩、滑（流）褶皱等资料,这些现象组合规律性极差,仅有少量有垂向组合层序,显示出地方性属种的色彩。微同沉积断层、液化泥晶脉几乎充满沉积的全过程。岩石遭敲击时,都会散发出极浓的油气味,显示出良好的烃源岩特征。因此,研究大水塘组震积岩的分布和形成对于恢复三叠系上统大水塘组古地理环境及寻找烃源岩都具有非常重要的现实意义。     

柴西侏罗系滑叠构造的几何学特征、成因及环境意义

在柴达木盆地西部红沟子的侏罗系中发育了一种特殊的软沉积变形构造,与类双重构造和双曲构造有些相似,但又明显不同,除了叠片外,还有软变形褶皱及微型断层,这三者构成了滑叠构造的主体,我们把这种构造称之为“滑叠构造”。滑叠构造的主体是叠片,多呈直片状,少数呈“Z”形,有的尾部发育了燕尾构造或变形结。叠片的平均倾向301.2°,平均倾角54.71°。滑叠构造与软斜歪变形褶皱、砂岩岩脉、包卷层理等十余种软沉积变形构造一道产出。滑叠构造产在一套河道细砾岩、河道间炭质泥岩(页岩)、浅水三角洲砂泥岩、浅湖钙质泥岩、滑积岩和浊积岩序列中,其底部为棕红色的浅湖钙质泥岩和炭质泥岩,顶部为滑积岩,其成因密切与滑动牵引有关。结合其它共生、伴生构造认为滑叠构造是由地震引起的三角洲前缘半固结性沉积物沿滨浅湖沉积底层强力滑动牵引形成。滑叠构造的产状经过校正后平均倾向358°,倾角48°,指示滑动方向是自北向南,与目前阿尔金山的位置关系很匹配,也说明了侏罗纪是阿尔金山(可能是古隆起)就已经存在了。阿尔金山的造山作用在持续加强,并常常伴随地震作用,是滑叠构造形成的主要诱发因素。 滑叠叠片主要为分选很差的长石岩屑杂砂岩,有微弱变质, 层面可以见到绢云母. 滑叠构造产在一套河道细砾岩、河道间炭质泥岩 (页岩) 、浅水三角洲砂泥岩、浅湖钙质泥岩、滑积岩和浊积岩序列中, 其底部为棕红色的浅湖钙质泥岩和炭质泥岩, 顶部为滑积岩, 其成因密切与滑动牵引有关. 结合其它共生、伴生构造认为滑叠构造是由地震引起的三角洲前缘半固结性沉积物沿滨浅湖沉积底层强力滑动牵引形成的. 从滑叠构造的产状推测, 滑动方向是自北西301.2°向南东121°, 与目前阿尔金山的位置关系很匹配, 也说明了侏罗纪是阿尔金山(可能是古隆起)就已经存在了.