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。     

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.     

陆相湖盆沉积物滑塌变形研究进展

陆相湖盆中沉积物滑塌常造成复杂的同沉积变形,对确定古地震事件、古地形等有重要作用,系统研究滑塌变形体系有助于厘清变形成因、理解变形机理和深化区域构造背景认识。笔者等梳理国内外滑塌变形研究进展,总结沉积物顺坡滑塌的形成条件、滑塌变形特征,尤其是滑塌褶皱的形态演化、伴生构造、对古斜坡的指示、有关滑塌变形的物理模拟等,并结合野外变形成因的识别,探讨滑塌成因与后期构造成因变形的有效鉴别标志。综合分析认为,陆相湖盆滑塌变形与重力流沉积密不可分,单一滑塌体的褶皱形态从滑塌体后缘到前缘由圆柱状褶皱、紧闭等厚直立褶皱转变为蘑菇状褶皱,演化过程可划分为多个阶段。在滑塌褶皱中存在逆冲断层、碎屑脉体、不规则侵蚀面、软布丁构造等,引起滑塌变形的机制可分为应力作用机制和液化作用机制。物理模拟因其可改变材料物理参数的优势,可能成为未来滑塌变形的重要研究方向。指出在鉴别滑塌成因变形和后期构造成因变形研究中仍然存在较多争议,其中未固结沉积物的活化、再改造、生物扰动、液化现象的存在是确定软沉积物变形的关键,变形构造在大尺度、层系规模上具有相同的应力场并与区域构造背景相符合是后期构造成因变形的最有力证据。     

陆相湖盆沉积物滑塌变形研究进展

陆相湖盆中沉积物滑塌常造成复杂的同沉积变形,对确定古地震事件、古地形等有重要作用,系统研究滑塌变形体系有助于厘清变形成因、理解变形机理和深化区域构造背景认识。本文梳理国内外滑塌变形研究进展,总结沉积物顺坡滑塌的形成条件、滑塌变形特征,尤其是滑塌褶皱的形态演化、伴生构造、对古斜坡的指示、有关滑塌变形的物理模拟等,并结合野外变形成因的识别,探讨滑塌成因与后期构造成因变形的有效鉴别标志。综合分析认为,陆相湖盆滑塌变形与重力流沉积密不可分,单一滑塌体的褶皱形态从滑塌体后缘到前缘由圆柱状褶皱、紧闭等厚直立褶皱转变为蘑菇状褶皱,演化过程可划分为多个阶段。在滑塌褶皱中存在逆冲断层、碎屑脉体、不规则侵蚀面、软布丁构造等,引起滑塌变形的机制可分为应力作用机制和液化作用机制。物理模拟因其可改变材料物理参数的优势,可能成为未来滑塌变形的重要研究方向。指出在鉴别滑塌成因变形和后期构造成因变形研究中仍然存在较多争议,其中未固结沉积物的活化、再改造、生物扰动、液化现象的存在是确定软沉积物变形的关键,变形构造在大尺度、层系规模上具有相同的应力场并与区域构造背景相符合是后期构造成因变形的最有力证据。     

喜马拉雅北缘石炭系纳兴组事件沉积的发现及意义

石炭系纳兴组事件沉积的发育对明确喜马拉雅北缘盆地属性和构造背景具有重要指示意义。通过野外地质调查在石炭系纳兴组下部识别出典型深水重力流沉积,并新发现大量软沉积物变形构造。深水重力流主要包括滑塌沉积和砂质碎屑流沉积,浊流沉积发育有限。负载构造、火焰构造、液化砂岩脉和液化角砾岩的发育指示地震触发软沉积物变形构造特征。综合区域地质背景,纳兴组深水重力流和软沉积物变形构造特征表明石炭纪喜马拉雅北缘处于被动陆缘裂谷环境。     

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.     

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...     

苏北盆地码头庄油田阜宁组震积岩特征及形成模式

通过岩芯观察,码头庄油田阜宁组发育了大量的同生小断层、液化岩脉、泥火山、震动液化扭曲变形、震动液化卷曲变形、自碎角砾岩等震积岩沉积构造,该类沉积构造属于软沉积变形构造,具有典型的震积岩沉积特征。首次在同期震积岩中发现同生微型正/逆断层发育,2种不同类型断层的发现,说明区内震积岩存在不同的应力环境,在滑塌体上部易形成微正断层,在滑塌体下部易形成微逆断层。认为前人对震积岩微同沉积断裂层、微褶皱变形层、碎块层、液化均一层4段分层的完整垂向序列可能过于理论化,并提出水平液化变形段、拉张段、滑脱段、沉积段、水平沉积变形段5段式震积岩立体发育模式。     

重力流主导的深水沉积特征及其模式——以共和盆地下三叠统为例

深水沉积具有良好的油气勘探前景,近年来已成为沉积学研究的前缘和油气工业界关注的焦点。以共和盆地下三叠统为例,通过野外剖面的详细观察描述,结合室内镜下薄片鉴定与粒度分析,对深水沉积类型、沉积特征、垂向组合、成因机制以及沉积模式进行系统研究。共和盆地早三叠世深水沉积类型主要有滑塌型深水重力流沉积、底流沉积以及深水悬浮沉积,其中滑塌型深水重力流沉积又可识别出滑塌沉积、砂质碎屑流沉积与浊流沉积三种类型。滑塌沉积常见以同沉积褶皱为代表的多种软沉积物变形构造;砂质碎屑流沉积以块状砂岩为主,内部可见砂质团块、泥砾或泥质撕裂屑,块状砂岩顶底与相邻岩层均为突变接触;浊流沉积普遍发育正粒序,可见不完整的鲍马序列,底面常见多种类型的底模构造;底流沉积发育多种牵引流沉积构造。研究区软沉积物变形构造类型丰富,其中滑塌层内的软沉积物变形构造主要在斜坡滑塌过程中形成;未发生滑塌层内的软沉积物变形构造主要因地震使沉积物发生液化作用及流体化作用而形成。在综合分析盆地构造背景、深水沉积分布规律、重力流触发机制的基础上,建立了共和盆地早三叠世滑塌型重力流主导的深水沉积模式。滑塌型重力流主要由地震以及火山事件触发,水道化的地...     

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.      

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...     

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...     

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。     

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。     

龙门山造山带早期断裂活动的古地震制约——来自汶川科钻(WFSD)岩心的证据

强地震是断裂活动的表现形式,可以诱发地表沉积层序顶部未固结的软沉积物发生变形,形成新的变形层(即震积岩***)。因此,在连续沉积剖面中赋存的多层震积岩应是断裂活动的直接证据。川西前陆盆地中的软沉积物变形记载了龙门山断裂带的活动信息,对认识龙门山造山带演化历史具有重要意义。本文通过"汶川地震断裂带科学钻探"一号孔(WFSD-1)和三号孔(WFSD-3)连续岩心剖面的岩性分析和构造研究,识别出11段不同深度的液化角砾岩层,它们是地震触发成因的软沉积物变形岩层。11个液化角砾岩段厚度从~20m至102m不等,分布在晚三叠世须家河组二-五段。这些液化角砾岩层记录了龙门山前陆盆地形成过程中晚三叠世断裂活动特征及趋势。这些厚度不等的震积岩粗略指示约2~20万年的地震活动长周期(地震幕),以及约4至70万年的间震期(地震幕的间隔时间),反映了龙门山断裂早期脉动式(幕式)活动特征。从不同段液化角砾岩层分布间隔规律来看,地震活跃期间隔(即间震期)越来越短,显示龙门山造山带断裂活动越来越强的趋势。结合前人地表软沉积物变形研究,我们认为龙门山造山带在晚三叠世经历了多期次的正断-逆冲活动的造山作用(至少经历14个地震活跃期),形成龙门山雏形及前陆盆地。     

广西湖润锰矿矿层软沉积变形特征

锰矿作为我国大宗紧缺矿产,其矿体特征被学者广泛研究。然而关于矿层软沉积变形特征的研究却不多,其特征和成因有待厘清。湖润锰矿处于广西下雷超大型锰矿床的外围,作者通过对其主矿层Ⅱ+Ⅲ矿层的观察研究,发现Ⅱ+Ⅲ矿层以液化变形为主的软沉积变形发育,如液化砂、液化泥（亮）晶脉、自碎屑角砾、液化底劈、微褶皱纹理、同沉积断裂等,局部地段可见完整的变形序列,同时矿层被上覆岩系超覆;此类变形不仅在横向上有延伸,在垂向上还有重复且跨度长,从晚泥盆世至石炭纪均有发育,符合软沉积变形地震成因的典型特征。加之稀土元素地球化学特征显示成矿期热水参与了成矿作用,表明锰矿形成时期沉积盆地伸展作用强烈,矿化发生于裂陷槽下斜坡带。对比国内外著名的大型超大型锰矿床,认为软沉积变形应与成矿密切相关,可作为重要的找矿标志。

     

北京永定河谷中元古界雾迷山组软沉积物变形与古地震发生频率

北京地区中元古界雾迷山组是太古界至中生界中出露面积最广、沉积厚度最大的地层单元,岩性以白云岩为主,其次为硅化白云岩。雾迷山组层序稳定,形成于相对广阔、持续且稳定沉降的浅水沉积环境。在永定河流域自庄户洼村溯河而上直至珍珠湖景区,在不同层位的雾迷山组露头中集中发现了多个期次、不同规模、由古地震引发的软沉积物变形构造,包括液化变形（液化混插、底辟、液化脉及液化卷曲层理等）、挤压变形（紧密褶皱、板刺状角砾和丘—槽构造等）、拉伸变形（环状层、拉伸布丁）以及脆性变形（地裂缝、层间断层和震裂岩）。文中对这些软沉积物变形的分布和表面特征做了系统描述,对典型的液化变形、挤压变形及拉伸变形的形成机制从形态学上进行了计算机模拟。结合该区的构造背景和前人研究资料,认为该区雾迷山组沉积期古地震系沿中元古代燕辽裂陷槽轴部的断裂活动触发的;根据软沉积物变形的出现频率,对古地震发生频率（地震周期）进行了初步估算,约为3.2至2万年。     

Advances and Overview of the Study on Paleo-earthquake Events: A Review of Seismites

The distribution and formation mechanisms of typical identified seismites are analyzed based on various factors from plate tectonic positions, types of sedimentary basins and properties of seismogenic faults to focal mechanisms. Especially, structural styles, reserved positions, activity times, formation mechanisms and dynamics of soft-sediment deformation structures triggered by seismic activity are systematically analyzed. According to the genetic types of seismites, we propose 5 categories, including liquefied deformation, thixotropic deformation, hydroplastic deformation, superimposed gravity driving deformation and brittle deformation. Further, based on the main genetic types, composition of sediments and deformation styles, we draw up 35 secondary classifications. To determine paleo-seismic sequences in different times, activities of seismogenic faults, high-resolution tectonic events in one main tectonic movement and paleo-tectonic settings, and to understand the inducing mechanisms of paleo-earthquakes and ecologic environment evolution, researching on seismites are of great significance. Combing multiple approaches to identify the paleoearthquake records, simulating experiments on various soft-sediment deformation structures triggered by different magnitudes of shocking, dating precisely on paleo-seismic events, impacting on paleogeography and biological environment and on energy and resources domain are the frontiers of paleoseismic research.     

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.     

滦平盆地下白垩统西瓜园组震积软沉积变形

为完善对滦平盆地西瓜园组地震引发的软沉积变形构造的认识,综合利用野外观测与室内分析相结合、宏观沉积体系与微观软沉积变形构造等分析相结合的方法,对研究区震积成因的软沉积变形构造进行了研究.结果表明,在盆内主、次控盆断层夹角位置的两处剖面中,可见枕状构造、液化砂岩脉、液化砂岩侵位、液化角砾岩、液化卷曲变形、砂岩滴落体、火焰构造、球枕构造、枕状层、负荷构造和震积不整合的组合发育,且同一剖面具有垂向多次震积作用的连续发育特点,这些震积作用均被识别在扇三角洲前缘相带内.根据这些软沉积变形发育的位置、彼此组合伴生、连续发育和区域分布的特点,可识别出连续2次大地震的发生.