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。     

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。     

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。     

新书介绍

正乔秀夫、李海兵、苏德辰.等.著.2017.软沉积物变形构造——地震、古地震记录.北京:地质出版社.大大16开,263页.定价128元。全书共分12章:第1章阐述了软沉积物变形构造和震积岩的概念、内涵、学科特征及其在地学中的位置和当前研究中的问题。第2~7章,软沉积物变形构造和震积岩的分类及5个成因类型的系统介绍和讨论。第8章,软沉积物复合变形构造。第9章,软沉积物地震振动液     

地震岩问题

在过去的82年(1931—2013)中,共出现了39个成因术语。在这39个术语中,只有10个是真正沉积成因的(例如浊积岩),其他29个术语都是比较草率地提出的(just jargons;例如地震岩、海啸岩等)。"地震岩"(seismites)这一成因术语是赛拉赫(Seilacher,1969)提出的,它指沉积记录中的古地震。这是一个误用的(misnomer)术语。赛拉赫仅仅根据美国加利福尼亚州的中新统蒙特雷组(Miocene Montery Formation)10m厚的露头观察,就匆忙地提出这个术语。他并未对这个露头进行认真的科学研究。最根本的问题是,地震是一个触动因素(1),并不是一个沉积作用。在古代的沉积记录中,鉴别不出各种触动因素(trigger)(2),因为自然界不能保留触动因素曾经存在过的证据。"软沉积物变形构造"(soft-sediment deformation structures,可简称为SSDS),通常被人们用来作为地震岩的鉴别标志,其实它是"液化作用"(liquefacation)的结果。液化作用可以由21种触动因素中的任何一种引起,其中包括地震(earthquake)、陨石冲击(meteorite impact)、海啸(tsunami)、沉积负载(sediment loading)等。在死海盆地中的角砾碎屑,所谓典型的由地震引起的沉积,实际上是常见的同沉积作用的碎屑流的产物,与地震没有关系。其他类型的SSDS,例如"双向叠层构造"(duplex-like structures)和碎屑注入体(clastic injections),也可以说是同沉积作用的产物,与地震没有关系。世界上广泛分布的砂岩储油层,包括墨西哥湾、北海、挪威海、尼日利亚、赤道几内亚、加逢、孟加拉湾,都表明这些地区的SSDS的第一起因(primary cause)是沉积负载,其证据是可以观察到的和令人信服的。海啸及陨石冲击,都可以形成大量的沉积,例如SSDS的侧向延伸(lateral extent of SSDS),但这些沉积都不能当作地震的鉴别标志。位于印度东部大陆边缘的Krishna-Godavari(KG)盆地中的SSDS,是多种触动因素(1)引起的沉积物的失控和液化作用的结果,即多成因的SSDS。由于这些原因,"地震岩"这个成因术语确实没有什么科学价值,应当废弃。     

柴达木盆地西南缘乌南油田新近系古地震纪录及储集性能研究

柴达木盆地为一新生代以来形成的叠合盆地,由于多期构造活动,盆内形成了多组断裂系统。受新近纪昆仑山北侧断裂活动的影响,盆地西南缘乌南地区地震活动强烈,发育一系列与地震有关的震积岩,形成多种类型的与地震活动有关的软沉积物变形构造。乌南油田新近系的软沉积物变形构造主要包括重荷模、火焰构造、震积砂枕、砂球构造、假结核、枕状层、液化砂泥岩脉、泄水构造、层内错断、地裂缝、串珠状构造、微褶皱纹理等。本区震积岩的岩石类型主要包括震褶岩、震裂岩、震塌岩、自碎屑角砾岩等。地震活动使岩层产生大量的微裂缝,裂缝沟通了原有的孔隙。尽管储集层孔隙度没有大幅度增加,但能够极大地改善储集层渗透性,使渗透率大幅度增加。震积岩特别是震裂岩和震碎角砾岩是一种潜在的油气储层,为油气勘探和开发提供了新的视角和领域。     

成都金沙遗址区全新统震积岩的发现及其地质意义

震积岩是灾变性事件岩的典型代表,是具有震积构造和震积岩序列有一定成因联系的一组岩石的总称。成都金沙遗址区全新统地层中首次发现震积岩,该地层自下而上为底部砾石层、中部暗色(含炭)泥质层、上部褐黄色土壤层,整体属河流冲积物。通过野外观察,研究区发育一组走向SE120°的正断层,断层两盘的底部砾石层顶界面有明显的错断。构成地垒构造;在IT6511、IT6610层位中的断层带中见明显阶梯状断裂,其以张性正断层为主,断距约为10~90cm。在靠近阶梯状断裂的IT6512、IT6613-6614层位中发现一系列地震成因的软沉积物变形标志及破裂构造,包括砂土液化(脉)、液化卷曲变形构造、负载构造、微断裂、地裂缝、震塌岩等。分析认为这些软沉积物变形标志及破裂构造是由同期地壳活动引起的地震作用形成的。金沙遗址区震积岩的发现,对研究四川盆地全新世以来的古环境有重要意义。     

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。     

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.      

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。      

柴达木盆地西南缘更新统震积岩特征及其意义

在柴达木盆地西南缘更新统湖相地层中发现了大量具有震积岩特征的软沉积物变形构造,层内发育有液化砂(泥)岩脉、液化角砾岩、负荷构造、火焰构造、球-枕状构造、液化卷曲变形层等一系列软沉积物变形标志,此外剖面内还发育了大型同震断层、震裂缝、同震褶皱等一系列同震构造变形标志.该区震积岩的发现表明,更新世以来昆仑山北缘及柴达木盆地...     

冀中坳陷晋县凹陷古近系震积岩的发现及地质意义

晋县凹陷是渤海湾盆地内典型的新生代小型断陷湖盆,古近系孔一沙四段地层中发育大量的软沉积物变形构造,包括液化砂泥岩脉、泥岩株、泄水通道、重荷模与火焰状构造、球枕构造、振动液化卷曲变形构造、串珠状构造、微同沉积断层、地裂缝等,研究认为具有典型的震积岩特征,并在此基础上建立了研究区古近系震积岩垂向序列。孔一沙四段地层中发育震积岩、膏岩和凝灰岩等,研究认为深大断裂的活动诱发多期地震,形成各种类型的震积岩,同时深大断裂作为岩浆上涌的通道和沟通深部盐源的通道,为凝灰岩和膏岩的形成提供物质基础,该认识从沉积学的角度证明孔一沙四段地层沉积时期为晋县凹陷构造活动最强烈的时期。通过微裂缝等沟通原有孔隙,震积作用能够明显改善储层渗透性。     

西昌盆地侏罗系新村组震积岩的发现及其地质意义

震积岩是具有震积构造和震积岩序列有一定成因联系的一组岩石。根据野外的系统观察,首次在西昌盆地侏罗系新村组中识别出包括微同沉积正断层、震积角砾岩和微褶皱、液化卷曲变形、液化砂岩脉、枕状构造等软沉积变形构造,均为识别震积岩的重要标志,初步建立了西昌盆地新村组震积岩垂向序列。对该地区陆相碎屑震积岩的野外特征的识别和描述提供了较典型的实际资料和重要的地质理论依据,并可为研究该地区古地震提供依据并分析判断古大地构造环境、内陆控盆边界断裂活动时期。     

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...     

地震岩问题

在过去的82年(1931—2013)中,共出现了39个成因术语。在这39个术语中,只有10个是真正沉积成因的(例如浊积岩),其他29个术语都是比较草率地提出的(just jargons;例如地震岩、海啸岩等)。“地震岩”(seismites)这一成因术语是赛拉赫(Seilacher,1969)提出的,它指沉积记录中的古地震。这是一个误用的(misnomer)术语。赛拉赫仅仅根据美国加利福尼亚州的中新统蒙特雷组(Miocene Montery Formation)10,m厚的露头观察,就匆忙地提出这个术语。他并未对这个露头进行认真的科学研究。最根本的问题是,地震是一个触动因素^①,并不是一个沉积作用。在古代的沉积记录中,鉴别不出各种触动因素(trigger)^②,因为自然界不能保留触动因素曾经存在过的证据。“软沉积物变形构造”(soft-sediment deformation structures,可简称为SSDS),通常被人们用来作为地震岩的鉴别标志,其实它是“液化作用”(liquefacation)的结果。液化作用可以由21种触动因素中的任何一种引起,其中包括地震(earthquake)、陨石冲击(meteorite impact)、海啸(tsunami)、沉积负载(sediment loading)等。在死海盆地中的角砾碎屑,所谓典型的由地震引起的沉积,实际上是常见的同沉积作用的碎屑流的产物,与地震没有关系。其他类型的SSDS,例如 “双向叠层构造”(duplex-like structures)和碎屑注入体(clastic injections),也可以说是同沉积作用的产物,与地震没有关系。世界上广泛分布的砂岩储油层,包括墨西哥湾、北海、挪威海、尼日利亚、赤道几内亚、加逢、孟加拉湾,都表明这些地区的SSDS的第一起因(primary cause)是沉积负载,其证据是可以观察到的和令人信服的。海啸及陨石冲击,都可以形成大量的沉积,例如SSDS的侧向延伸(lateral extent of SSDS),但这些沉积都不能当作地震的鉴别标志。位于印度东部大陆边缘的Krishna-Godavari(KG)盆地中的SSDS,是多种触动因素^①引起的沉积物的失控和液化作用的结果,即多成因的SSDS。由于这些原因,“地震岩”这个成因术语确实没有什么科学价值,应当废弃。     

东濮凹陷古近系沙河街组震积岩的认识及意义

通过对东濮凹陷北部古近系沙河街组的大量岩心观察和区域沉积-构造演化的分析,认为原地形 成的震积岩普遍发育,以独具特色的软沉积物同生变形构造为主,主要有液化砂岩脉、火焰构造、枕状构造、 球-枕构造、假结核、泄水构造、液化卷曲变形构造、液化水压破裂构造和粒序断层等,并综合出原地形成的 震积岩软沉积物同生变形构造的垂向序列,自下而上依次为液化砂岩脉段、液化角砾岩段、液化卷曲变形段、 震塌岩段以及液化均一层段,而球-枕构造和液化砂岩脉的形成主要与厚层泥岩夹砂岩有关,在震积序列的各 部位均可出现。在东濮凹陷古近系沙河街组中识别出液化角砾岩、震褶岩、震塌岩 ３种类型的震积岩。震积岩 的识别,为长期以来人们对东濮凹陷古近系沙河街组砂体沉积的 “ 重力流”与 “ 牵引流”以及相应盐岩成因的 “ 深水成盐”与 “ 浅水成盐”的争论,从岩石学特征方面提供了一些肯定或否定的证据,使这些问题逐渐趋于 明朗化。另外,震积岩是潜在的有利储集体,可能为东濮凹陷的勘探开发提供一个新的方向。     

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。     

东澳大利亚南悉尼盆地二叠系与地震沉积有关的软沉积变形构造

悉尼盆地位于澳大利亚东部,Lachlan褶皱带和New England褶皱带之间。悉尼盆地从晚石炭世末到中三叠世经历了弧后扩张到前陆盆地的不同阶段:弧后扩张阶段(石炭纪)、被动热沉降阶段(早、中二叠世Berry组)和挤压挠曲负载阶段(中二叠世Broughton组—三叠纪)。此时位于悉尼盆地东侧的New England褶皱带为岛弧背景。因此,二叠纪处于弧后盆地的南悉尼盆地受弧后扩张和东侧弧前海沟俯冲的影响地震活动强烈,发育一系列与地震有关的震积岩,形成多种类型的与地震活动有关的软沉积物变形构造。南悉尼盆地二叠系的软沉积物变形包括地裂缝、震褶层、液化脉、沙火山、负荷构造、火焰构造、枕状构造、球状构造、枕状层、滑塌构造、角砾岩化等。其中地裂缝、震褶层是地震颤动直接引起的断裂和褶皱;枕状层是地震颤动引起的砂层脱水、下沉形成的;液化脉、沙火山为液化的砂层穿入地震形成的裂隙形成的;负荷构造、火焰构造、枕状构造、球状构造是受地震颤动在砂、泥岩界面上由于砂层下沉、泥层上穿形成的;滑塌构造和角砾岩化是地震引起的重力滑塌或泥石流形成的。地裂缝、震褶层、液化脉、沙火山、负荷构造、火焰构造、枕状构造、球状构造、枕状层相当于原地震积岩,而滑塌构造和角砾岩化属于异地震积岩。