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古地理学报
2017年 19卷 1期
刊出日期 2017-02-01
多成因的软沉积物变形构造及地震岩
岩相古地理学及沉积学
学术讨论与争鸣
多成因的软沉积物变形构造及地震岩
1 冯增昭
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。
2017 Vol. 19 (1): 1-6 [摘要] ( 960 ) [HTML 1KB] [PDF 444KB] ( 445 )
7 冯增昭, 鲍志东, 郑秀娟, 王媛
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。
2017 Vol. 19 (1): 7-12 [摘要] ( 1004 ) [HTML 1KB] [PDF 451KB] ( 507 )
13 冯增昭
《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。
2017 Vol. 19 (1): 13-17 [摘要] ( 542 ) [HTML 1KB] [PDF 452KB] ( 578 )
19 山穆玕著, 冯增昭, 刘敏译
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。
2017 Vol. 19 (1): 19-46 [摘要] ( 2192 ) [HTML 1KB] [PDF 25688KB] ( 734 )
65 杜远生, 余文超
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。
2017 Vol. 19 (1): 65-72 [摘要] ( 728 ) [HTML 1KB] [PDF 1913KB] ( 615 )
73 钟建华,倪良田,郝兵, 孙宁亮, 刘闯, 罗可, 陈彬, 刘圣鑫, 邵珠福
鄂尔多斯盆地下白垩统大型类碟状构造的发现及其地质意义*
在鄂尔多斯盆地北部下白垩统中发现一种特殊的软沉积物变形构造,其与碟状构造非常相似,主要出露于G109国道鄂尔多斯市至杭锦旗段100余千米长的公路两侧的露头剖面中。该类软沉积变形构造岩性为下白垩统的一套黄褐色或灰白色的中厚层砾岩或砂砾岩,在竖直面上其边缘翘起、中部平坦或下凹,故笔者把它称之为“类碟状构造”。类碟状构造特征为: (1)规模总体很大。小型者的宽度一般为1~3,m,高度多为0.5~1.5,m;大型者的宽度一般为5~6,m、最大可近10,m,高度多为1~1.5,m、少数可达2,m;(2)两侧翘起程度不同,包括倾角小于45°的倾斜边、倾角在45°~75°之间的陡斜边、倾角在75°~90°之间的近直立边和倾角大于90°的翻卷边;(3)类碟状构造之间为泄水形成的液化充填体,竖直面上多呈漏斗形和倒三角形;(4)类碟状构造边缘的砾石长轴优势排列方位平行于流动变形方向;(5)类碟状构造常与砂岩岩脉、液化脉、软变形层理或软变形褶皱等共生。(6)底部多为湖相棕红色(有时夹少量灰色)泥岩或砂质泥岩,其由于液化流动而多呈块状,极易破碎。根据上述特征,认为类碟状构造系泥泄水形成的,是受强烈地震扰动所致,地震强度可达8级、甚至9~10级。该地震活动可能与鄂尔多斯盆地北部中生代强烈的构造运动有关。
2017 Vol. 19 (1): 73-88 [摘要] ( 825 ) [HTML 1KB] [PDF 20744KB] ( 682 )
89 鄢继华, 焦玉玺, 陈世悦, 邓远, 蒲秀刚
沧东凹陷始新统孔店组二段深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造*
湖相深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造主要发育在泥岩和泥晶碳酸盐岩为主的地层中,大部分因为发育规模小(镜下尺度),在岩心观察中很容易被忽略掉。本文以沧东凹陷G108-8井孔店组二段(孔二段)细粒沉积岩为研究对象,通过密集的镜下观察和精细岩心描述,识别出同沉积微断裂、液化岩脉、微褶皱变形、微重荷变形和杂乱变形等多种类型的软沉积物变形构造。研究区深水细粒沉积岩中的软沉积物变形构造总体表现为规模小、垂向无明显重力流砂体伴生、原地成因、沉积纹层发育等特点。从应力调节方式的角度考虑,可以将软沉积物变形构造的形成机制划分为上覆应力卸载、侧向应力挤压和层内应力释放等3种类型,不同的形成机制分别是对不同沉积环境变化的响应。通过湖相深水细粒沉积岩软沉积物变形构造的研究,可以恢复古沉积环境变化、预测重力流方位,对深水细粒沉积岩的油气勘探也具有一定的指导意义。
2017 Vol. 19 (1): 89-98 [摘要] ( 678 ) [HTML 1KB] [PDF 6461KB] ( 327 )
99 张邦花, 田洪水, A.J.vanLoon
新元古代沂沭海峡地震引发的软沉积物变形及其微量元素信息*
新元古代沂沭海峡位于郯庐断裂带昌邑—大店断层西侧宽60~90,km、长300,km的区域内,其分布范围基本与郯庐断裂带中段一致。新元古代,该海峡盆地先后沉积了青白口系、南华系及震旦系的滨—浅海相陆源碎屑、泥质及碳酸盐沉积物,其岩石地层称之为土门群。本次研究从该海峡盆地土门群佟家庄组(由石英砂岩、泥灰岩和页岩组成,属南华系)、浮来山组(由细—粉砂岩夹页岩组成,属震旦系)及石旺庄组(主要由碳酸盐岩组成,下部夹页岩,属震旦系)中鉴别出了一系列地震触动软沉积物形成的变形构造,包括液化砂墙和砂脉、负载构造、火焰构造、球枕构造、软布丁构造、底辟构造、滑塌褶曲和同沉积断层等。它们是地震事件的记录——震积岩。新元古代中晚期(约800—600,Ma)沂沭海峡盆地拉张裂陷是它们形成的动力机制。根据石旺庄组中的微亮晶方解石脉与地震成因的变形构造(如负载、火焰、软布丁及同沉积断层等)共(伴)生的事实,并结合模拟地震试验结果分析,认为微亮晶方解石脉很可能是地震引发的饱和灰泥(方解石微粒)液化脉。微量化学元素分析结果表明,这些震积岩中的w(La)/w(Sc)和 w(La)/w(Th)值高于上地壳平均值和正常沉积层,而w(Th)/w(Sc)值则较低,深源微量元素Ni和Cr的含量也高于上地壳平均值及正常沉积层。这些微量元素特征是当时的盆地基底不稳定、快速沉积且伴有深部物质元素混入的反映,强地震很可能是快速沉积和促进深源物质混入的主要动力。土门群中发育的一系列地震引起的软沉积物变形(震积岩),再次证明了古郯庐断裂带的存在,由它们记录的地震事件也是晋宁运动乃至Rodinia超大陆的裂解的响应。
2017 Vol. 19 (1): 99-116 [摘要] ( 831 ) [HTML 1KB] [PDF 14008KB] ( 572 )
117 杨文涛, 王敏
河南南召盆地上三叠统太山庙组软沉积物变形构造及其古地理意义*
河南南召盆地上三叠统太山庙组中发现的软沉积物变形构造包括同沉积断层、液化均一层与泄水脉、底劈构造、塑性变形层、碎裂岩及大型负载构造。它们集中保存在太山庙组中段深湖环境中,以该层段为界,其下水体渐深,其上水体渐浅。多数软沉积物变形构造与浊流沉积砂体相伴生,也可保存在泥岩层中,其形成可能与浊流沉积过程相关,但古地震活动是主要的触发机制。软沉积物变形的类型包括液化变形、塑性变形和脆性变形,指示了高强度的古地震活动,记录了秦岭造山带印支期一次强烈的造山活动。造山带逆冲推覆作用造成南召盆地的抬升,代表了前陆盆地系统中的楔顶沉积。
2017 Vol. 19 (1): 117-128 [摘要] ( 719 ) [HTML 1KB] [PDF 14272KB] ( 357 )
129 朱萌, 李德威, 李书, 刘德民, 罗文行
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。
2017 Vol. 19 (1): 129-138 [摘要] ( 699 ) [HTML 1KB] [PDF 17585KB] ( 297 )
139 陈俊飞, 张昌民, 朱锐, 杨波, 晏奇, 卢晓林, 朱爱国
软沉积物滑塌变形物理模拟及变形机理分析*
软沉积物滑塌变形是一种地质现象,对于分析区域地质发展史和指导油气勘探具有重要的意义,近年来越来越受到地学界的重视。但大多数的研究是基于野外现象的定性观察描述,对其形成过程和成因机制的定量探究较少。笔者建立了一套斜坡背景下重力驱动的软沉积物滑塌变形物理模拟实验装置,并设计了完整的实验程序,利用具有不同黏滞系数的材料模拟地层,通过多次实验改变沉积箱坡度模拟不同的地层倾角,总结了软沉积物滑塌变形的演化模式: 滑塌开始,模拟地层逐渐隆起;随着地形坡度变大,滑塌褶皱依次发展成圆弧褶皱、紧密等斜褶皱,断裂产生后形成类似无根等斜褶皱和鞘褶皱的变形构造,直到地层趋于平稳。分析了软沉积物滑塌变形的机理: 软沉积物受到自身沿斜坡重力的驱动,发生滑塌,层与层之间的剪切效应导致软沉积物发生变形。
2017 Vol. 19 (1): 139-146 [摘要] ( 713 ) [HTML 1KB] [PDF 2963KB] ( 302 )
岩相古地理学及沉积学
147 马鹏杰, 林承焰, 张世奇, 董春梅, 魏孟吉
碎屑岩储集层中绿泥石包膜的研究现状*
绿泥石包膜在国内外碎屑岩储集层中常有发现,其对石英次生加大的抑制及对储集层物性的影响一直是国内外学者的研究热点。本文回顾了绿泥石包膜的研究历史,总结了其研究成果,包括微观赋存状态、形成时间和机理、控制因素、对石英次生加大的抑制和对储集层物性的影响等。结果表明:(1)储集层中绿泥石包膜主要偏富铁,具连续生长的双层结构,符合“Ostwald”熟化过程,始于早期富铁黏土包膜,早成岩期转化为平行或斜切颗粒表面的内层包膜,逐渐向外生长为垂直颗粒表面的孔隙衬里绿泥石,并可在埋藏成岩过程持续生长;(2)富含铁镁矿物的火山物质(火山岩岩屑和火山灰)及暗色矿物(黑云母和角闪石等)是形成绿泥石包膜的主要物质来源,并主要富集在三角洲入海(湖)的高能水动力相带,如三角洲前缘水下分流河道及河口坝等沉积微相中,烃类充注影响孔隙衬里绿泥石的生长形态;(3)中低温环境绿泥石包膜明显抑制石英次生加大的生长,高温环境抑制效果减弱;(4)绿泥石包膜的发育有利于粒间孔隙的保护,但易降低孔隙喉道的连通性。最后指出了绿泥石包膜在目前研究中存在的问题和今后的研究趋势。
2017 Vol. 19 (1): 147-159 [摘要] ( 1109 ) [HTML 1KB] [PDF 6688KB] ( 1359 )
161 黄伟, 何幼斌, 李华, 刘朱睿鸷
陕西富平地区上奥陶统赵老峪组等深流沉积特征及影响因素*
陕西富平地区上奥陶统赵老峪组发育等深流沉积。以实测剖面、岩石光面、薄片资料以及地球化学资料为基础,结合前人研究成果,对赵老峪组等深积岩类型、层序以及等深流沉积发育的影响因素进行了分析。研究认为: (1)赵老峪组发育灰泥等深积岩和粉屑等深积岩2种类型,识别出由单一的灰泥等深积岩以及灰泥等深积岩与粉屑等深积岩组成的2种等深积岩层序;(2)等深流水团温度越低,盐度越高,则等深流强度越大;(3)等深流水团水温由高变低、再变高,盐度由低变高、再变低,可能造成了等深积岩层序由细变粗、再变细;(4)古水深变大、古气候变干热、古盐度变低有利于等深流和等深流沉积的发育。
2017 Vol. 19 (1): 161-174 [摘要] ( 1065 ) [HTML 1KB] [PDF 10776KB] ( 322 )
学术讨论与争鸣
175 胡修棉
物源分析的一个误区:砂粒在河流搬运过程中的变化*
长期以来,中国沉积学界存在一个认识误区,认为“碎屑物质在流水搬运过程中,其不稳定成分逐渐变少,粒度逐渐变小,圆度逐渐变好”,并把这一认识错误地运用到对砂岩的物源分析中。作者基于文献调研和现代河流砂研究成果,评述了关于砂粒的不稳定矿物含量、磨圆度、粒度这3个重要参数的研究进展,认为河流搬运过程中砂粒并没有向下游出现明显的不稳定矿物丢失,粒度和磨圆度也没有明显变化,这3个参数与搬运距离并无必然关系。因此,根据长石、岩屑、不稳定重矿物的多寡以及粒度大小、磨圆度好坏来推测砂岩物源区的距离远近是缺乏科学依据的。
2017 Vol. 19 (1): 175-184 [摘要] ( 960 ) [HTML 1KB] [PDF 3082KB] ( 896 )

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