张邦花, 田洪水, A.J.vanLoon. (2017)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* [J]. 古地理学报, 19(1): 99-116
Zhang Banghua, Tian Hongshui, A.J.van Loon. (2017)Earthquake-induced soft sediment deformations and their trace-element information in the Neoproterozoic Yishu Strait[J]. Journal Of Palaeogeography, 19(1): 99-116. DOI:10.7605/gdlxb.2017.01.008  
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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*
张邦花1,2, 田洪水1,2, A.J.vanLoon3
1 山东建筑大学测绘地理信息学院,山东济南 250101
2 山东建筑大学土木工程学院,山东济南 250101
3 Geological Institute,Adam Mickiewicz University,Maków Polnych 16,61-606 Poznan,Poland;

第一作者简介 张邦花,女,1970年生,博士,山东建筑大学讲师,主要从事地理学与地震事件研究。E-mail: banghuazhang@163.com。

收稿日期:2016-05-19
基金:*国家自然科学基金项目(批准号: 41272066)和长江学者计划项目(批准号: IRT13075)联合资助; Co-funded by the National Nature Science Foundation of China(Grant No.41272066)and the Yangtze River Scholars and Innovation Team Development Plan(Grant No. IRT13075)
摘要

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。

关键词: 软沉积物变形; 震积岩; 沂沭海峡; 盆地裂陷; 新元古代; 古郯庐断裂带; 微量元素信息
中图分类号:P315.2 文章编号:1671-1505(2017)01-0099-18
Earthquake-induced soft sediment deformations and their trace-element information in the Neoproterozoic Yishu Strait
Zhang Banghua1,2, Tian Hongshui1,2, A.J.van Loon3
1 College of Surveying & Geo-informatics,Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,Shandong;
2 School of Civil Engineering,Shandong Jianzhu University,Jinan 250101,Shandong
3 Geological Institute,Adam Mickiewicz University,Maków Polnych 16,61-606 Poznan,Poland;

About the first author Zhang Banghua,born in 1970,doctor, is a lecturer of Shandong Jianzhu University. Now she is engaged in geography and seismic events.

Abstract

The Yishu Strait is a region of 60~90,km wide and 300,km long that is located at the western side of the Changyi-Dadian Fault of the Tanlu Fault Zone,which extent is essentially as same as that of the middle segment of the Tanlu Fault Zone. During the Neoproterozoic,littoral neritic sediments composed of terrigenous clastics,clays and carbonates were deposited in the basin. These sediments belong stratigraphically to the Tumen Group from the Qingbaikou to Sinian. A variety of soft-sediment deformation structures(SSDS)were identified from the Tumen Group,including dikes or veins of liquefied sand,load cast structures,flame structures,ball-and-pillow structures,soft boudinages,diapirs,slumps and synsedimentary faults. They occur in the Nanhua Tongjiazhuang Formation(which consists of quartz sandstones,marls and shales),the Sinian Fulaishan Formation(which consists of fine sandstones and silty sandstones interbedded with shales)and the Shiwangzhuang Formation(with mainly carbonate rocks,interbedded in the lower part with sandy shales)of the Tumen Group. They are records of seismic events, i.e. seismites,which were related to tectonic tension and seismic activity in the Paleo-Tanlu Fault Zone. Strong earthquakes caused by the rifting of the strait basin was the dynamic trigger mechanism responsible for the formation of the SSDS during the mid-late stage of the Neoproterozoic(approx. 800-600,Ma). Because of the joint occurrence of microspar calcite veins(molar tooth structures)and seismogenic soft-sediment deformation structures(such as load casts,flames,boudinage features and synsedimentay faults),incombination with the results of earthquake-simulation experiments, it must be deduced that the micro-spar calcite veins represent most probably veins of fluidized saturated lime-mud(a water-saturated sediment consisting of fine calcite particles)in the Shiwangzhuang Formation. The results of trace-element analyses show that w(La)/ w(Sc) and the w(La)/ w(Th) ratios in the seismites are higher than the average ratios in the upper continental crust and in normal sedimentary layers,whereas the w(Th)/ w(Sc) ratio is lower. The Ni and Cr content in seismites is also higher than in the upper continental crust and in normal sedimentary layers. These characteristics of the trace-elements reflect the instability of the basin basement,rapid deposition,and the mixing with elements from deep sources. A series of seismite with soft-sediment deformation structures in the Tumen Group once more prove the existence and activity of the paleo-Tanlu Fault Zone. The seismic events recorded by these seismites might also be considered as a response to the Tsinning tectonics and even to the breakup of the Rodinia supercontinent.

Key words: soft-sediment deformation; seismite; Yishu Strait; basin rifting; Neoproterozoic; Paleo-Tanlu Fault Zone; trace-element information
1 前言

地震触动饱和— 未固结的沉积物而形成的各种软沉积物变形构造(震积岩), 是不同地质历史的沉积盆地中面状分布的地震事件记录。自Seilacher(1969)提出震积岩定义以来, 地质学家对其研究不断深入。Purser等(1993)、Qiao等(1994)、粱定益等(1991)、Owen(1996)、Rodriguez-Pascua等(2000)、杜远生和韩欣(2000)、杜远生等(2001, 2007)、乔秀夫等(2001, 2006)、 Goffredo等(2002)、 Wheeler(2002)、Moretti等(2002)、Montenat等(2007)、乔秀夫和李海兵(2008, 2009)、van Loon(2009)、杜远生(2011)、Owen 和 Moretti(2011)、何碧竹等(2011, 2012)、van Loon和Su(2013), Su 等(2014)、He 等(2014, 2015)及田洪水等(2015a)关于地震触动产生的软沉积物变形构造的形成条件、原理、识别准则、判定标准、分类及典型实例及模拟地震试验研究等产生了重要的推动作用。新元古界土门群是中国山东省内覆盖于基底变质岩系之上第1个沉积盖层, 其分布范围局限于郯庐断裂带西侧的沂沭海峡(瞿友兰, 1991; 宋明春和王沛成, 2003)。

作者通过野外调查和室内研究, 从土门群中首次识别出了液化砂墙或砂脉、负载构造、球枕构造、火焰构造、软布丁构造、底辟构造、滑塌褶曲和同沉积断层等具软沉积物变形构造的震积岩。鉴于土门群石旺庄组中发育微亮晶方解石脉, 根据它们与地震产生的软沉积物变形构造共(伴)生的事实, 并与模拟地震试验结果进行分析与对比, 认为它们可能为地震成因的产物。根据于炳松等(2002)和Tian等(2015)的研究, 地震是盆地快速沉积乃至某些生物群快速埋藏而灭绝的主要动力。快速沉积是盆地基底不稳的表现, 会造成深部微量化学元素的加入, 使沉积物中的某些敏感微量元素的含量或比值参数增高或降低(于炳松等, 2002; Tian et al., 2015)。土门群中由地震引起的软沉积物变形具有怎样的微量元素地球化学特征?本次研究做了一些探索。

2 地质构造背景

郯庐断裂带是中国东部长期活动的NNE走向的巨型断裂地震带, 其中段纵贯山东省中部。郯庐断裂带前中生代发展阶段称之为古郯庐带阶段(乔秀夫等, 2001)。张文佑等(1978)、国家地震局地质研究所(1987)、瞿友兰(1991)、周建波和胡克(1998)、 李江海等(2000)、乔秀夫等(2001)、田洪水等(2003, 2006a, 2006b, 2011)、罗志立等(2005)、吴根耀等(2007)及Tian 等(2013)的研究证明了古郯庐带的存在及其发生构造地震活动证据。许多文献也证明郯庐断裂带在中生代以来一直发生拉张— 伸展与挤压— 走滑交替且伴有强地震活动(王小凤等, 2000; 朱光等, 2002, 2005; 陈世悦等, 2003; 袁静, 2004; 殷秀兰和杨天南, 2005; 田洪水等, 2005; 何碧竹等, 2011, 2012; He et al., 2014, 2015; 田洪水等, 2015b, 2015c, 2016; Tian et al., 2015, 2016)。因此, 郯庐断裂带从其生成到现在的发展历史分2个阶段: 前中生代活动阶段和中— 新生代活动阶段。新元古界土门群分布在山东中部该断裂带最东侧断裂(昌邑— 大店断裂)以西宽60~90, km、长约300, km的区域内, 与古郯庐断裂带的沂沭海峡的范围基本一致( 图 1)。新元古代初, 由于华南和华北板块的碰撞, 形成了穿过山东中部的压扭性基底断层与韧性剪切带, 标志着(古)郯庐断裂带诞生(瞿友兰, 1991; 周建波和胡克, 1998)。周建波和胡克(1998)据野外地质现象及 40Ar/39Ar 同位素定年结果, 证明该韧性剪切带形成于 940, Ma 左右。研究区南侧的徐淮地区分布着大量新元古代辉绿岩墙群, 王清海等(2011)从徐州市燕子埠镇采辉绿岩年龄样品, 采用锆石U-Pb法测得辉绿岩的侵位与结晶年龄为890, Ma( 图 1)。

图1 沂沭海峡位置和新元古代土门群的分布Fig.1 Location of Yishu Strait and distribution of the Neoproterozoic Tumen Group

1— 深大断裂; 2— 震旦系石旺庄组; 3— 震旦系浮来山组; 4— 南华系佟家组; 5— 青白口系二青山组; 6— 青白口系黑山官组; 7— 新元古代初构造应力; 8— 重点研究地点和剖面; 9— 新元古代中— 晚期构造应力(瞿友兰, 1991); 10— 古沂沭海峡西边界; 11— 辉绿玢岩; 12— 同位素年龄; TLZ— — 郯庐断裂带。构造应力方向据 瞿友兰(1991)与宋明春和王沛成(2003)

土门群分为5个岩性组, 不整合覆于前青白口系结晶基底变质岩之上(张增奇等, 2011)。其底部的青白口系黑山官组和二青山组分布十分局限; 土门群中部的南华系佟家庄组和上部的震旦系浮来山— 石旺庄组分布较广, 伏于下寒武统之下。整个新元古代土门群由滨— 浅海相碎屑岩、碳酸盐岩及页岩组成。各岩性组的沉积物、沉积环境、厚度变化、生物化石及它们的分布特点详见 图1和表1。

表1 山东省新元古界土门群的划分①和特征 Table1 Division and characteristics of the Newproterozoic Tumen Group in Shandong Province
3 地震引发的软沉积物变形

通过在苍山县(后烟头— 峨山)、沂水县(滑石沟— 佟家庄)及安丘市骡马山地区(南后河— 柿子园)开展野外调查( 图 1), 从新元古代土门群中识别出了地震引发的变形构造有液化砂墙和砂脉、负载构造、火焰构造、球枕构造、软布丁构造、底劈构造、震褶曲(滑塌褶曲)及同沉积断层( 图 2)。这些软沉积物变形构造被认定为是地震事件记录的主要依据是它们符合震积岩的判定准则(Wheeler, 2002; Du et al., 2007; Owen and Moretti, 2011): (1)它们发育于构造活动地震带(古郯庐地震带)的海峡盆地; (2)土门群原始的滨— 浅海相软沉积物受强地震作用易发生液化和触变变形; (3)它们层位稳定且广泛分布在沂沭海峡; (4)它们常与地震成因的同沉积断层共生。不可否认浊流及水下滑坡等的冲击动力也产生类似的软沉积物变形, 但其纵横向分布是十分有限的, 多数浊流及水下滑坡的诱发动力也源于强地震振动。在沂沭海峡厚达数百米的地层中发育若干层液化、触变、底辟、胀缩、坠落、层内褶曲与断开等同沉积变形, 是一个长时的强构造地震活跃期内的许多次地震事件记录。

图2 沂沭海峡土门群柱状图和软沉积物变形(剖面位置见图1)Fig.2 Stratigraphic columns and soft sediment deformations in the Tumen Group in Yishu Strait(see Fig.1 for profile locations)
1— 负载、球枕构造与火焰构造; 2— 液化砂岩墙; 3— 液化砂脉; 4— 微亮晶方解石脉(molar tooth); 5— 软布丁构造; 6— 同沉积断层; 7— 震褶曲; 8— 底劈构造; 9— 含砾石砂岩与砂岩; 10— 海绿石砂岩; 11— 灰岩与藻灰岩; 12— 泥灰岩与纹层状泥灰岩; 13— 砂屑灰岩; 14— 白云岩; 15— 泥云岩与纹层状泥云岩; 16— 泥岩或页岩; 17— 片岩与片麻岩; 18— 波痕

3.1 液化砂墙和脉

液化砂墙或砂脉主要发育在研究区南部的佟家庄组中( 图 3-a, 3-b, 3-c, 3-d), 在研究区中部沂水北侧的浮来山组中也可见到( 图 4-d)。液化砂墙呈黄色, 纵剖面具一定弯曲度; 宽5~20, cm、长0.5~1.5, m; 与倾角大或陡立的中厚层砂岩层相连( 图 3-a, 3-b), 表明砂岩层是其源层。砂粒粒径0.2, mm 左右, 矿物成分以石英为主。液化砂脉呈浅黄色, 宽0.5~3, cm、长4~10, cm; 剖面上多呈弯曲状且与薄层液化砂源层相连( 图 3-c; 图4-d); 岩层面上呈网状( 图 3-d); 其粒径约0.1, mm, 主要由石英、长石组成。

图3 沂沭海峡佟家庄组(Nht)中地震引起的软沉积物变形Fig.3 Earthquake-induced soft sediment deformations in the Tongjiazhuang Formation(Nht)in Yishu Strait
a、b— 佟家庄组底部红色砂质泥岩夹黄色砂岩中的砂岩墙和倾角较大的砂层本身形成了软布丁构造; c、d— 该组下部与浅色细砂岩层相连的液化砂脉, 其平面形态呈网状; e— 砂质泥灰岩的负载构造和球— 枕构造沉入泥页岩中, 可见泥页岩的火焰构造; f— 泥灰岩夹微薄层泥质层中豆荚状布丁, 并与同沉积断层共生(红线); g— 该组中上部杂色页岩中的层内滑塌褶曲照片; h— 照片g中滑蹋褶曲的素描图, 其中, 弯曲的虚线表示滑塌褶曲, 带点的直虚线示褶曲轴面线, 轴面线倾向南, 指示滑塌方向由南至北。地点: a、b— 峨山西侧集水坑壁; c、d— 峨山西侧采石坑; e— 峨山北坡; f、g— 佟家庄东侧。①— 砂墙或脉; ②— 缩— 肿软布丁; ③— 负载构造; ④— 球— 枕构造; ⑤— 火焰构造; ⑥— 豆荚状软布丁; ⑦— 滑塌褶曲

液化砂墙和砂脉是强地震造成饱和砂层发生液化、并侵入于非液化沉积层中而形成的最常见的液化变形构造, 主要发育在强构造地震活动区, 是最常见地震事件记录(Plaziat et al., 1990; Purser et al., 1993; Qiao et al., 1994; Du et al., 2001, 2005, 2008; Goffredo et al., 2002; van Loon, 2009, 2014; Owen and Moretti, 2011; Owen et al., 2011; van Loon and Su, 2013; Tian et al., 2014, 2015, 2016)。

3.2 负载、火焰和球— 枕构造

3种变形构造在南华系佟家庄组、震旦系浮来山组和石旺庄组中发育程度不同( 图 2)。在佟家庄组中, 仅在研究区南部的该组顶部见到, 负载和球— 枕构造体的岩性为砂质泥灰岩, 可见泥岩的火焰构造( 图 3-e); 在浮来山组中, 3种变形构造最为普遍, 产在砂岩夹薄层至微薄层砂质页岩中( 图 4-a, 4-b); 而在石旺庄组中, 多见负载构造与火焰构造组合, 基本见不到球枕构造, 主要发育在该组下部的砂屑灰岩夹砂质页岩中( 图 5-a, 5-b, 5-d)。下垂的负载体和坠落的球枕体由密度大的砂岩和泥质灰岩组成, 原始沉积物为砂层和泥灰质层; 火焰状泥质被挤入负载体或球枕体之间。

图4 沂沭海峡浮来山组(Nhf)中地震引起的软沉积物变形Fig.4 Earthquake-induced soft sediment deformations in the Fulaishan Formation(Nhf)in Yishu Strait

a— 在南后河村的南侧浮来山组下部发育的软沉积物变形; b— 在沂水北侧该组中部发育的软沉积物变形; c— 沂水北侧该组中部同沉积断层(红虚线); d— 沂水北侧该组下部源于透镜状砂层的液化砂脉。①— 负载构造; ②— 火焰构造; ③— 球枕构造; ④— 豆角状软布丁构造; ⑤— 液化砂脉。主要岩性为砂岩夹页岩

图5 沂沭海峡石旺庄组(Z1s)中碳酸盐岩(砂屑灰岩)夹泥(页岩)沉积物中的微亮晶方解石脉与地震引起的软沉积物变形Fig.5 Microspar calcite veins and earthquake-induced soft sediment deformations in carbonate(calcarenite) interbedded with thin mud(shale)of the Shiwangzhuang Formation(Z1s)in Yishu Strait
a— 砂屑灰岩夹页岩中的负载、软布丁及火焰构造, 部分负载和布丁构造与微亮晶方解石脉共生; b— 照片a中b方框内负载与火焰构造的放大照片; c— 照片a中c方框内的放大照片, 砂屑灰岩的纹层理被微亮晶方解石脉穿刺, 在e处取岩石薄片样; d— 照片a中d方框内变形构造的放大照片, 负载体中含有饱和微亮晶方解石脉; e— 照片c中e方框内的微亮晶方解石脉的显微镜下(单偏光)放大照片, 方解石微粒粒径为4~15, μ m, 围岩纹层被方解石脉穿刺而发生弯曲, 其内捕虏体长轴与液化方解石微粒的流动流向一致。①— 负载构造; ②— 火焰构造; ③— 藕节状软布丁(捏缩— 膨胀)构造; ④— 液化灰泥脉; ⑤— 同沉积断层。地点: 骡马山

负载构造、火焰构造和球— 枕构造是3种具共生成因关系的软沉积物变形构造组合。负载构造是软的高密度、粗粒沉积物, 受震动和重力作用发生下沉, 继而沉入下伏的软沉积物中而形成; 同时, 由于下伏的低密度细粒饱和软泥质沉积物(页岩)受振动触变变稀、继而挤入负载体之间形成火焰构造; 负载构造下部受震动脱离母体、坠落, 由此产生的球体、椭球体及枕状体, 即球— 枕构造(Moretti et al., 2002; 杜远生等, 2007; Du et al., 2008; 乔秀夫和李海兵, 2008, 2009; van Loon, 2009, 2014; 乔秀夫等, 2011; Qiao and Guo, 2013; 苏德辰等, 2013; 龚正等, 2013; Tian et al., 2013, 2014, 2015; 田媛等, 2015)。负载与球— 枕构造的形成机理也得到了试验验证(Owen, 1996)。

3.3 软布丁构造

软布丁构造主要产在佟家庄组下部、石旺庄组下部和浮来山组( 图 2)。在浮来山组, 自下而上普遍发育在砂岩或砂屑灰岩夹页岩的韵律层中, 呈豆荚状( 图 3-f; 图4-a, 4-b)、香肠状或藕节状( 图 5-a), 又称香肠构造或缩肿构造。原沉积物为软砂层及砂质碳酸盐层, 其上下沉积层为薄层软泥(页岩)。它们与同沉积断层、负载与球枕构造共生。

依据沉积层的物理力学性质, 软泥沉积层的塑性较大, 而砂或砂质碳酸盐沉积层的刚性较大, 所以, 两者的物理性质差异明显。在竖向不均匀挤压和横向拉张地震力作用下, 泥质沉积物向两侧塑性流动, 并在刚性较大的砂或砂质碳酸盐沉积层面上产生剪应力, 同时受到不均匀的竖向挤压和横向拉伸, 而发生不均匀的收缩与膨胀, 从而形成了豆荚状、香肠状布丁构造(Tian et al., 2015, 2016; 田洪水等, 2016)。

3.4 底辟构造

此种软沉积物变形构造主要发育在石旺庄组下部。纵剖面上呈穹形( 图 6-a)和锥形( 图 6-c)。底辟上涌沉积物为黄褐色泥质碳酸盐(泥灰岩, 图6-a)和黄灰色砂质碳酸盐(砂屑灰岩, 图6-c), 并含蓝灰色微晶方解石的团块或脉。被上涌沉积物拱弯的沉积层呈背形褶曲, 为薄层或纹层状泥灰质沉积层。

底辟构造指饱和的软沉积物受地震触动发生液化或发生切稀触变后, 其下部遭受挤压而向上流动、但尚未涌出古地表而成的软沉积物变形(Montenat et al., 2007; 乔秀夫和李海兵, 2009)。模拟地震试验证明粒径5~15, μ m的微晶方解石组成的灰泥受大于Ⅵ 度烈度的强地震作用会发生液化; 而饱和黏性土在大于Ⅶ 烈度地震条件下将发生切稀触变而流动(田洪水等, 2015a)。因此, 受强地震振动作用, 原始饱和砂屑碳酸盐沉积物( 图 6-a, 6-b)会发生液化。受地震振动和横向地震挤压力共同作用, 被液化或触变的沉积物被挤压而上涌, 将薄层— 纹层状泥灰质层拱弯, 从而形成了底辟变形构造。

图6-a底辟构造中的蓝灰色微晶方解石团块或脉, 质纯, 见不到源层, 推测是较早的强地震液化产物, 即强地震使微薄层液化的较纯碳酸钙沉积物(灰泥, lime-mud)侵入泥灰质层中, 由于原碳酸钙沉积物太薄, 而全部被转变为了液化团块和液化脉。 图6-c底辟构造中微晶方解石(灰泥)的团块和脉, 呈浅灰色, 质较纯, 处在液化底辟涌体的顶端, 与其下的砂质碳酸钙沉积物(砂屑灰岩)呈渐变关系, 并穿刺上覆的纹层状泥灰岩, 显然, 液化砂质碳酸钙沉积物是其母源, 所以, 它们是源于液化砂屑碳酸盐沉积物的液化团块和液化脉, 连同其母源构成了同次地震产生的液化底辟构造。

3.5 震褶曲

震褶曲包括与其他变形构造有共生联系的较小的局部褶曲和震滑塌褶曲。 图5-a-⑤所示的褶曲是由于其下的底辟构造和其上的负载构造的形成而产生的较小的局部震褶曲。震滑塌褶曲的规模较大, 发育在南华系佟家庄组的厚达0.9~1.2, m的杂色的页岩夹粉砂岩中( 图 3-g, 3-h)及震旦系石旺庄组的中厚层纹层状微晶灰岩中( 图 6-d, 6-e)。

图6 沂沭海峡石旺庄组(Z1s)碳酸盐沉积物中的微亮晶方解石脉与地震引起的软沉积物变形Fig.6 Soft-sediment deformation in carbonate sediments(limestone and Laminated marl) of the Shiwangzhuang Formation(Z1s)in Yishu Strait
a— 微亮晶方解石脉与穹形底辟构造、负载构造、小尺度同沉积断层及层内震褶曲共(伴)生, 顶部的部分方解石脉底辟式穿刺上覆泥灰岩纹层理并使纹层理发生弯曲, 蓝色箭头指向微亮晶方解石脉的残存源层; b— 源于灰岩(CaCO3灰泥沉积物)的微亮晶方解石脉侵入泥灰岩中, 因岩层的自然断面并不完全与脉的延伸方向一致, 结果使部分脉的外观与源层不相连; c— 锥形底辟构造及微亮晶方解石脉向上穿刺纹层状泥灰岩; d— 纹层状灰岩中发育的震滑塌褶曲, 褶曲轴面线(虚线)的倾向相同, 并指示滑蹋方向; e— 照片d的素描。①— 微亮晶方解石脉; ②— 底辟构造; ③— 负载构造; ④— 同沉积断层; ⑤— 与底劈构造伴生的震褶曲; ⑥— 震滑蹋褶曲。地点: a和c— 骡马山; b— 后烟头; d— 柿子园

震滑蹋褶曲层横向延伸稳定, 褶皱层内有许多小的软塑性倒转或斜歪褶皱, 它们的轴面大致平行。页岩夹粉砂岩中的震滑塌褶曲的轴面倾角为40° ~50° ; 纹层状微晶灰岩中的震滑塌褶曲的轴面倾角为25° ~30° 。震滑塌褶曲层与上覆岩层呈震积不整合接触(梁定益等, 1991)。尽管这些小褶曲的尺度和轴面倾角有差别, 但它们具有相同的轴面倾向(即倾向NW), 这表明它们是由定向滑塌作用形成。

文中的震滑塌褶曲与Plazait 等(1990)、Purser 等(1993)、Montenat(2007)、van Loon(2009)、Owen 等(2011)、苏德辰等(2013)和王安东等(2013)研究过的层内震褶曲的特征相同, 均是盆地底部斜坡上的软沉积物, 受地震触动和重力的双重作用而形成的滑塌褶曲。在此过程中, 软沉积层的底部可能先产生倾向NW的剪切滑动面, 随即发生滑塌。震后沉积层不整合地覆盖在滑塌褶皱层之上, 从而形成了震积不整合接触关系。

3.6 同沉积断层

同沉积断层与多种地震成因的沉积变形构造共生( 图 2, 图3-f, 图4-c, 图5-a, 图6-a), 土门群各岩性组中均可见到, 其长度多为0.3~2.0, m。它们具有尺度小、断距很小(仅0.5~50, cm)及分布广的特点。

Seilacher(1969)最早从软沉积物中识别出阶梯状同沉积断层, 是地震事件的记录, 并名之为粒序断层。后来, 许多学者(杜远生和韩欣, 2000; Wheeler, 2002; 杜远生等, 2007; Du et al., 2008; Tian et al., 2013)将地震引起的软沉积物变形总与同沉积微断层共伴生, 作为识别地震引起的软沉积物变形的基本准则之一。它们是地震结束后, 受破坏沉积物的调整而产生的小尺度层内断层(乔秀夫等, 1994)。

3.7 微亮晶方解石脉 震旦系石旺庄组发育微亮晶方解石脉( 图 2)。它们长2~8, cm、宽1~8, mm, 由粒径4~15, μ m方解石微粒组成。形成于浅潮下带— 潮上带(环潮坪)环境。它们与负载构造、软布丁构造、同沉积断层及底辟构造等地震成因的软沉积物变形构造共伴生( 图 5-a、5-b、5-c及5-d中的④, 图6-a、6-b及6-c中的①)。有些具有源层, 并与之相连( 图 6-b中的①); 有些脉的源层仅有极薄的残留( 图 6-a中的①); 也有的脉属于盲脉— — 其源层太薄已完全转变成脉而消失( 图 5-a、5-b、5-c及5-d中的④)。宏观上它们具有明显的流动和穿刺围岩纹层理的特征( 图 6-a、6-b及6-c中的①), 显微镜下观察, 浅色微亮晶方解石脉不仅穿刺暗色砂质灰岩围岩纹层理且发生牵引弯曲, 而且其内含有的暗色围岩俘虏体的长轴与脉的延伸(流动)方向一致( 图 6-e), 这是脉形成过程中发生物质流动的又一证据。尽管新元古代的微亮晶方解石脉的成因存在着其他解释(旷红伟等, 2004), 但根据脉的上述特征和脉与多种地震成因的软沉积物变形共生, 结合对粒径小于5~15, μ m 的饱和方解石微粒(灰泥)夹黏性土的沉积韵律模型施加Ⅵ -Ⅷ 度烈度的单向振动的地震动力后, 饱和方解石微粒(灰泥)在一定深度之上(埋深小于0.5, m, 上覆有效应力0~10, kPa)会发生强烈液化的模拟试验结果(田洪水等, 2015), 所以, 笔者认为震旦系石旺庄组中发育的微亮晶方解石脉极可能属地震触动饱和碳酸钙灰泥而产生的灰泥液化构造。

4 微量元素和稀土元素地球化学信息

根据于炳松和乐昌硕(1998)及于炳松等(2002)的研究, 沉积岩的微量元素和稀土元素含量和比值参数蕴含着与地壳构造演化密切相关的地球深部信息: 处于拉张裂陷时期的沉积盆地, 其基底不太稳定, 沉降较快, 会导致沉积物中微量元素的地球化学异常, 致使w(La)/w(Sc)值和w(La)/w(Th)值均高于上陆壳平均值, 但w(Th)/w(Sc)值均低于上陆壳; 且有来自地球深部的幔源物质Cr和Ni等进入沉积盆地。土门群中地震引起的软沉积物变形构造的微量元素含量及其比值参数见 表2; 正常沉积岩(无地震记录的间震层)的微量元素含量及其比值参数见 表3。表2中变形构造的微量元素比值w(La)/w(Sc)值与w(La)/w(Th)值高于上陆壳和 表3中正常沉积岩的平均值, 而w(Th)/w(Sc)值低于上陆壳和 表3中正常沉积岩的平均值; 表2中地震产生的软沉积物变形的深源元素Cr、Ni含量均高于上陆壳平均值和 表3中土门群正常沉积层的含量平均值。因此, 这不仅指示了沂沭海峡盆地伸展与裂陷的构造环境下的盆地基底不稳定, 而且发生了快速沉降与沉积; 较多的深源元素Cr和Ni也已进入震积岩中, 新元古代侵入的基性岩墙及侵入期后的岩浆热液很可能是其物源。然而, 因震积岩的Th/U值平均为4.3, 与主要物源为大陆边缘海峡沉积物的Th/U值4.5(Bhatia and Crook, 1986)十分接近, 所以, 这与 图1所示的鲁西和鲁东古陆之间的海峡环境一致。沂沭海峡盆地基底本身处在古郯庐断裂带中, 盆地基底不稳定是极易理解的事实。根据新近研究(Tian et al., 2015), 构造伸展、盆地裂陷引发的强地震活动是盆地快速沉降与沉积物变形最直接而剧烈的强动力, 因此, 表2中有关地震成因变形构造的微量元素的比值参数, 很可能反映当时沂沭海峡发生裂陷— 强地震— 快速沉积与沉积变形的重要微量元素地球化学信息。

表2 沂沭海峡新元古界土门群中地震引起的软沉积物变形构造的微量元素含量(10-6) 和比值 Table2 Contents (10-6) of trace elements and some ratios of seismic SSDS in the Neoproterozoic Tumen Group in Yishu Strait
表3 沂沭海峡土门群中正常沉积岩微量元素含量(10-6)和比值 Table3 Contents (10-6) of trace elements and some ratios of normal sedimentary rocks in the Tumen Group in Yishu Strait

在此应该说明, 上述震积岩的微量元素地球化学信息是将震积岩的有关微量元素平均含量及有关元素的平均比值, 与上地壳和正常沉积岩的相同参数进行对比与分析而得出的初步的趋势性信息。对不同岩性的变形构造合理设计样品数量, 取样样本数量越大, 所得结论的趋势越明显。受研究样本数量与经费的限制, 本次探索性研究虽尚存不足且有待深入, 但与新近纪临朐群震积岩所反映地球化学信息(Tian et al., 2015)基本相同。将 表3与表2进行数据对比可知, 如果不从平均值的角度进行对比和分析, 尚难以得出明确的趋势性结论。 表3中大部分正常沉积岩的w(La)/w(Sc)值和w(La)/w(Th)值虽低于相同层位与岩性的震积岩比值, 但也高于上陆壳平均值; 部分正常沉积岩的w(Th)/w(Sc)值也低于上陆壳平均值, 这只能解释为受强构造活动背景的影响, 正常沉积时, 盆地基底也是不稳定的, 只不过无地震发生时, 盆地处于相对稳定阶段, 沉积与沉降速率较低而已。

表4 沂沭海峡新元古界土门群地震引发的软沉积物变形的稀土元素分析结果(10-6) Table4 Contents (10-6) of rare earth elements of seismic SSDS in the Neoproterozoic Tumen Group in Yishu Strait
表5 沂沭海峡新元古界土门群中地震引起的软沉积物变形构造的稀土元素含量北美页岩标准化值 Table 5 NASC-normalized REE values of seismic SSDSin the Neoproterozoic Tumen Group in Yishu Strait

土门群地震引起的软沉积物变形构造中稀土元素含量及其北美页岩标准化值见 表4和表5。由 表4可知, 地震引发的软沉积物变形构造之􀰐LREE/􀰐HREE平均值为6.5, 而正常沉积岩的􀰐LREE/􀰐HREE平均值为6.4, 两者非常接近, 反映地震事件对轻、重稀土元素的含量和两者比值􀰐LREE/􀰐HREE基本无影响。由表5和图7可知: 北美页岩标准化后, δ Ce的范围为0.73~0.84, δ Ce的平均值为0.80, 图7显示具明显的Ce负异常, 反映出沉积环境总体为氧化环境; δ Eu的范围为0.78~1.02, 砂岩、灰岩和泥灰岩的沉积物δ Eu接近于1.0, 图7中无异常; 但页岩沉积物的δ Eu范围为0.78~0.85, 图7中显示Eu负异常; δ Eu的平均值为0.87, 高于上地壳δ Eu平均值0.65, 图7分布模式中轻稀土La-Eu段明显地向右倾斜, 而重稀土Gd-Lu段向右翘起, 这暗示重稀土元素相对富集。根据于炳松等(2002)等的研究, 这也反映了当时盆地处于拉张裂陷背景。

图7 沂沭海峡土门群软沉积物变形的北美页岩标准化稀土元素分布模式Fig.7 NASC-normalized REE patterns of seismic SSDS in the Tumen Group in Yishu Strait

图8 郯庐断裂带的起源(a)、沂沭海峡的形成(b)和土门群地震软沉积物变形(震积岩)的形成机制(c)Fig.8 Origin of the Tanlu Fault Zone(a), formation of the Yishu Strait(b) and formation mechanism of seismic SSDS(seismites)in Tumen Group(c)

5 震积岩形成的构造环境、动力机制和意义

土门群中一系列震积岩(由地震产生的软沉积物变形构造)的形成构造环境、动力机制及过程( 图 8)再次证明了古郯庐断裂带的存在, 也为(古)郯庐断裂带形成于新元古代提供了新证据。新元古代初(1000— 940, Ma), 受NNW— SSE向地应力作用, 由于华南板块向华北板块之下俯冲碰撞, 形成了穿过山东中部的压扭性的基底断层与韧性剪切带, 标志着(古)郯庐断裂带雏形的诞生(瞿友兰, 1991; 周建波和胡克, 1998)。苏鲁(五莲— 荣城)俯冲碰撞带是大别俯冲碰撞带的东延部分, 苏鲁俯冲碰撞带附近最早的榴辉岩变质岩相形成于中元古代末— 新元古代初(苏尚国等, 1997), 宋明春等(2000)的研究表明最早的榴辉岩形成于新元古代初900, Ma, 从而为华南板块向华北板块下俯冲提供了证据。周建波和胡克(1998)据野外地质现象及 40Ar/39Ar 同位素年龄测定结果, 证明该韧性剪切带形成于新元古代 940, Ma左右。由碰撞产生的压扭性走滑断层就是郯庐断裂带的雏形( 图 8-a)。

青白口纪初(约890, Ma), 沿韧性剪切带幔源基性岩浆的上侵形成了大量辉绿岩墙(柳永清等, 2005; 王清海等, 2011), 这标志着郯庐断裂带结束了压扭与走滑活动, 开始发生拉张与构造裂陷。在890— 850, Ma, 形成了较狭窄的古海峡, 同时沉积了较薄的黑官山组— 二青山组碎屑、蛋青色灰岩质及泥质沉积物( 表 1)。由于构造裂陷并不十分激烈而未发生强地震, 因此, 青白口系中没有留下地震记录( 图 8-b)。

从南华纪到震旦纪中晚期(800— 600, Ma), 古沂沭海峡盆地构造伸展与裂陷非常激烈, 沉积速度也相应增大。沂沭海峡盆地在形成较厚的海相细碎屑岩、泥岩以及碳酸盐沉积物的同时, 一系列强烈地震先后触动佟家庄组、浮来山组及石旺庄组的软沉积物( 表 1)发生液化、触变、坠落、断裂、充填和褶曲等层内变形, 从而形成了各种各样的震积岩( 图 8-c)。

鉴于晋宁运动发生于新元古代, Rodinia超大陆的裂解发生于830— 600, Ma(徐备, 2001; 彭澎等, 2002), 因此, 土门群中地震引起的软沉积物变形所记录的地震事件也是晋宁运动乃至Rodinia超大陆裂解的响应。

6 结论

山东省中部沂沭海峡新元古界土门群佟家庄组、浮来山组和石旺庄组中发育一系列地震产生的软沉积物变形构造— — 震积岩, 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。

这些震积岩形成于南华纪— 震旦纪± 800— 600, Ma的沂沭海峡盆地环境, 古郯庐断裂带的构造伸展与该海峡盆地拉张裂陷是它们形成的动力机制, 由它们记录的地震事件也是晋宁运动乃至Rodinia超大陆裂解的响应。显然, 它们是古郯庐断裂带初期强地震活动的证据。

震积岩的w(La)/w(Sc)值、w(La)/w(Th)值均高于上陆壳平均值, 但w(Th)/w(Sc)值均低于上陆壳平均值, 其所含的深源元素Ni和Cr高于上地壳和正常沉积岩, 以及某些稀土元素特征, 为当时盆地裂陷、快速沉积及深源物质的加入提供了微量元素地球化学证据。强烈地震事件可能是快速沉积和上述软沉积物变形构造(震积岩)地球化学特征变化的主要动力。

致谢 微量元素和稀土元素含量分析由山东省地质科学院采用ICP-MS方法完成, 谨此致谢!

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
1 陈俊, 王鹤年. 2004. 地球化学. 北京: 科学出版社, 44-66.
[Chen J, Wang H N. 2004. Geochemistry. Beijing: Science Press, 44-66] [文内引用:1]
2 陈世悦, 袁文芳, 鄢继华. 2003. 济阳拗陷早第三纪震积岩的发现及意义. 地质科学, 38(3): 377-384
. [Chen S Y, Yuan W F, Yan J H. 2003. Discovery and significance of earthquake event deposits of Early Tertiary in the Jiyang depression. Chinese Journal of Geology, 38(3): 377-384] [文内引用:1]
3 杜远生. 2011. 中国地震事件沉积研究的若干问题探讨. 古地理学报, 13(6): 581-586.
[Du Y S. 2011. Discussion about studies of earthquake event deposit in China. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 13(6): 581-586] [文内引用:1]
4 杜远生, 韩欣. 2000. 论震积作用和震积岩. 地球科学进展, 15(4): 389-394.
[Du Y S, Han X. 2000. Seismo-deposition and seismites. Advance Earth Sciences, 15(4): 389-394] [文内引用:1]
5 杜远生, 张传恒, 韩欣, 顾松竹, 林文娇. 2001. 滇中中元古代昆阳群地震事件沉积的新发现及其地质意义. 中国科学(D辑), 31(4): 283-289.
[Du Y S, Zhang C H, Han X, Gu S Z, Lin W J. 2001. Earthquake event deposits in Mesoproterozoic Kunyang Group in central Yunnan Province and its geological implications. Science China(Series D), 31(4): 283-289] [文内引用:1]
6 杜远生, Shi Guangrong, 龚一鸣, 徐亚军. 2007. 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. 地质学报, 81(4): 511-518.
[Du Y S, Shi G R, Gong Y M, Xu Y J. 2007. Permian soft-sediment deformation structures related to earthquakes in the Southern Sydney Basin, eastern Australia. Acta Geologica Sinica, 81(4): 511-518] [文内引用:3]
7 龚正, 李海兵, 孙知明, 刘栋梁, 潘家伟, 韩亮, 吴蝉. 2013. 阿尔金断裂带中侏罗世走滑活动及其断裂规模的探讨: 来自软沉积物变形的证据. 岩石学报, 29: (6) 2233-2250
. [Gong Z, Li H B, Sun Z M, Liu D L, Pan J W, Han L, Wu C. 2013. Middle Jurassic strike slip movement and fault scale of the Altyn Tagh fault system: Evidence from the soft sediment deformation. Acta Petrologica Sinica, 29(6): 2233-2250] [文内引用:1]
8 国家地震局地质研究所. 1987. 郯庐断裂. 北京: 地震出版社, 15-35.
[Geological Research Institute of the State Seismological Bureau. 1987. Tancheng-Lujiang Faults. Beijing: Seismological Press, 15-35] [文内引用:1]
9 何碧竹, 乔秀夫, 田洪水, 陈树清, 张艳霞. 2011. 山东诸城晚白垩世古地震事件与恐龙化石埋藏. 古地理学报, 13(6): 615-626.
[He B Z, Qiao X F, Tian H S, Chen S Q, Zhang Y X. 2011. Paleo-seismic event and the giant dinosaur fossil burial of later Cretaceous, Zhucheng, Shand ong Province, China. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 13(6): 615-626] [文内引用:1]
10 何碧竹, 乔秀夫, 田洪水, 张艳霞. 2012. 山东诸城早白垩世莱阳期古地震事件与恐龙迁移. 地质学报, 86(6): 1320-1330.
[He B Z, Qiao X F, Tian H S, Zhang Y X. 2012. Paleoseismic events of Early Cretaceous and dinosaur migration in Zhucheng of Shand ong Province, China. Acta Geologica Sinica, 86(6): 1320-1330] [文内引用:1]
11 旷红伟, 金广春, 刘燕学, 孟祥化, 葛铭. 2004. 从地球化学角度看微亮晶臼齿碳酸盐岩形成的环境条件: 以吉辽地区新元古代微亮晶碳酸盐岩为例. 天然气地球科学, 15(2): 150-155.
[Kuang H W, Jin G C, Liu Y X, Meng X H, Ge M. 2004. The environmental conditions of the Microsparite(Molar Tooth)Carbonates opened out by geochemistry: An example from the Microsparite Carbonates of Neoproterozoic in Jiliao Region, China. Natural Gas Geoscience, 15(2): 150-155] [文内引用:1]
12 李江海, 钱祥麟, 黄雄南, 刘树文. 2000. 华北陆块基底构造格局及早期大陆克拉通化过程. 岩石学报, 16(1): 1-10.
[Li J H, Qian X L, Huang X N, Liu S W. 2000. Tectonic framework of North China Block and its cratonization in the early Precambrian. Acta Petrologica Sinica, 16(1): 1-10] [文内引用:1]
13 梁定益, 聂泽同, 万晓樵, 陈国民. 1991. 试论震积岩及震积不整合: 以川西、滇西地区为例. 现代地质, 5(2): 138-147.
[Liang D Y, Nie Z T, Wan X Q, Chen G M. 1991. On the seismites and seismo-diconformity: Take the W. Sichuan and W. Yunnan regions as an exampie. Geoscience, 5(2): 138-147] [文内引用:1]
14 柳永清, 高林志, 刘燕学, 宋彪, 王宗秀. 2005. 徐淮地区新元古代初期镁铁质岩浆事件的锆石U-Pb 定年. 科学通报, 50(22): 2514-2521.
[Liu Y Q, Gao L Z, Liu Y X, Song B, Wang Z X. 2005. Zircon U-Pb dating for the earliest Neoproterozoic mafic magmatism in the Xu-Huai area of southern margin of the North China Block. Chinese Science Bulletin, 50(22): 2514-2521] [文内引用:1]
15 罗志立, 李景明, 李小军, 刘树根, 赵锡奎, 孙玮. 2005. 试论郯城庐江断裂带形成、演化及问题. 吉林大学学报(地球科学版), 35(6): 699-706.
[Luo Z L, Li J M, Li X J, Liu S G, Zhao X K, Sun W. 2005. Discussion on the formation, evolution and problems of the Tancheng-Lujiang fault zone. Journal of Jilin University(Earth Science Edition), 35(6): 699-706] [文内引用:1]
16 彭澎, 刘文军, 翟明国. 2002. 华北陆块对Rodinia 超大陆的响应及其特征. 岩石矿物学杂志, 21(4): 343-355.
[Peng P, Liu W J, Zhai M G. 2002. Response of North China Block to Rodinia supercontinent and its characteristics. Acta Petrologica et Mineralogica, 21(4): 343-355] [文内引用:1]
17 乔秀夫, 高林志, 彭阳. 2001. 古郯庐带新元古界: 灾变·层序·生物. 北京: 地质出版社, 1-122.
[Qiao X F, Gao L Z, Peng Y. 2001. Neoproterozoic in Paleo-Tancheng-Lujiang Fault Zone: Catastrophe· Sequences· Biostratigraphy. Beijing: Geological Publishing House, 1-122] [文内引用:1]
18 乔秀夫, 宋天锐, 高林志, 李海兵, 彭阳, 张传恒, 章雨旭. 2006. 地层中的地震记录. 北京: 地质出版社, 1-263.
[Qiao X F, Song T R, Gao L Z, Li H B, Peng Y, Zhang C H, Zhang Y X. 2006. Seismic Records in Strata. Beijing: Geological Publishing House, 1-263] [文内引用:1]
19 乔秀夫, 李海兵. 2008. 枕、球—枕构造: 地层中的古地震记录. 地质论评, 54(6): 721-730.
[Qiao X F, Li H B. 2008. Pillow, ball-and -pillow structures: Paleo-seismic records within strata. Geological Review, 54(6): 721-730] [文内引用:1]
20 乔秀夫, 李海兵. 2009. 沉积物的地震及古地震效应. 古地理学报, 11(6): 593-610.
[Qiao X F, Li H B. 2009. Effect of earthquake and ancient earthquake on sediments. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 11(6): 593-610] [文内引用:2]
21 乔秀夫, 郭宪璞, 叶留生, 何碧竹, 周玮. 2011. 新疆塔中卡塔克隆起加里东构造运动的古地震证据. 岩石学报, 27(1): 243-252.
[Qiao X F, Guo X P, Ye L S, He B Z, Zhou W. 2011. Paleoseismic evidence of the Caledonian Movement at Katarke uplift in the central Tarim, Xinjiang. Acta Petrologica Sinica, 27(1): 243-252] [文内引用:1]
22 瞿友兰. 1991. 山东省构造体系的成生发展历史. 山东地质, 7(1): 52-66.
[Qu Y L. 1991. Generation and development history of the structural system in Shand ong. Shand ong Geology, 7(1): 52-66] [文内引用:4]
23 苏德辰, 孙爱萍, 郑桂森, 吕金波, 郭荣涛. 2013. 北京西山寒武系滑塌构造的初步研究. 地质学报, 87(8): 1167-1075.
[Su D C, Sun A P, Zheng G S, Lü J B, Guo R T. 2013. A preliminary research on the slump structures in Cambrian System in the Western Hills of Beijing. Acta Geologica Sinica, 87(8): 1167-1075] [文内引用:1]
24 苏尚国, 顾德林, 张春林. 1997. 山东诸城地区榴辉岩成因岩石学研究. 岩石矿物学杂志, 16(1): 33-43.
[Su S G, Gu D L, Zhang C L. 1997. Petrogenesis of eclogites in Zhucheng area, Shand ong Province. Acta Petrologica et Mineralogica, 16(1): 33-43] [文内引用:1]
25 宋明春, 崔书学, 张希道. 2000. 鲁东榴辉岩的构造年代学研究进展. 地质科技情报, 19(4): 10-14.
[Song M C, Cui S X, Zhang X D. 2000. Research progress of tectonic chronology of eclogite in Eastern Shand ong. Geological Science and Technology Information, 19(4): 10-14] [文内引用:1]
26 宋明春, 王沛成. 2003. 山东省区域地质. 济南: 山东省地图出版社, 1-970.
[Song M C, Wang P C. 2003. Regional Geology of Shand ong Province. Jinan: Map Press of Shand ong Province, 1-970] [文内引用:1]
27 田洪水, 万中杰, 王华林. 2003. 鲁中寒武系馒头组震积岩的发现及初步研究. 地质论评, 49(2): 123-131
[Tian H S, Wan Z J, Wang H L. 2003. Discovery and preliminary study on seismites of the Cambrian Mantou Formation in the central Shand ong area. Geological Review, 49(2): 123-131] [文内引用:1]
28 田洪水, 王金光, 吕明英, 王立法. 2005. 山东安丘古近纪冲积层中的地震记录. 沉积学报, 23(3): 75-81
. [Tian H S, Wang J G, Lü M Y, Wang L F. 2005. Seismic records in Paleogene alluvial layers in Anqiu, Shand ong. Acta Sedimentologica Sinica, 23(3): 75-81] [文内引用:1]
29 田洪水, 张增奇, 张邦花, 杜圣贤, 郭广军, 吕明英. 2006 a. 山东临朐红丝石层中的古地震事件记录. 中国地质, 33(5): 1137-1143.
[Tian H S, Zhang Z Q, Zhang B H, Du S X, Guo G J, Lü M Y. 2006 a. Records of paleoseismic events in the red-silk stone bed in Linqu, Shand ong. Geology in China, 33(5): 1137-1143] [文内引用:1]
30 田洪水, 袁静, 张慎河, 魏焕卫, 张邦花. 2006 b. 沂沭断裂带及其近区不同地质时期地震液化脉构造对比. 沉积学报, 24(4): 496-501.
[Tian H S, Yuan J, Zhang S H, Wei H W, Zhang B H. 2006 b. The correlation of liquefied vein structures caused by earthquake in different geological periods in the Yishu Fault Zone and its vicinity. Acta Sedimentologica Sinica, 24(4): 496-501] [文内引用:1]
31 田洪水, 张邦花, 祝介旺, 张增奇, 李洪奎. 2011. 早寒武世初期沂沭断裂带地震效应. 古地理学报, 13(6): 645-656.
[Tian H S, Zhang B H, Zhu J W, Zhang Z Q, Li H K. 2011. Seismic effects from the Yishu Zone during the Initial Stage of the Early Cambrian. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 13(6): 645-656] [文内引用:1]
32 田洪水, 张爱社, 张慎河, 张邦花, 祝介旺, 吕明英. 2015a. 饱和灰泥模拟地震试验与液化变形. 北京: 地震出版社, 1-78.
[Tian H S, Zhang A S, Zhang S H, Zhang B H, Zhu J W, Lü M Y. 2015a. Simulation earthquake tests and liquefied deformations of the saturated lime-mud. Beijing: Seismological Press, 1-78] [文内引用:7]
33 田洪水, 吕明英, 张邦花, 桑忠喜. 2015 b. 山东济南下寒武统朱砂洞组软沉积变形中的燧石Sm-Nd年龄测定及其意义. 古地理学报, 17(1): 45-50.
[Tian H S, Lü M Y, Zhang B H, Sang Z X. 2015 b. The Sm-Nd age of chert in the earthquake-induced soft sediment deformation structure from the Lower Cambrian Zhushadong Formation and its significance, Jinan of Shand ong Province. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 17(1): 45-50] [文内引用:1]
34 田洪水, 王华林, 祝介旺, 杨传成, 吕明英, 张慎河. 2015 c. 山东安丘地区软土震陷及地震产生的土层构造新启示. 岩土工程学报, 37(4): 734-740.
[Tian H S, Wang H L, Zhu J W, Yang C C, Lü M Y, Zhang S H. 2015 c. New revelation from seismic subsidence of soft soils and earthquake-induced soil-layer deformation structures in Anqiu area, Shand ong Province. China Journal Geotechnical Engineering, 37(4): 734-740] [文内引用:1]
35 田洪水, van Loon A J, 王华林, 张慎河, 祝介旺. 2016. 大盛群中的震积岩: 郯庐断裂带强构造与地震活动新证据. 中国科学(地球科学), 46(1): 79-96.
[Tian H S, van Loon A J, Wang H L, Zhang S H, Zhu J W. 2016. Seismites in the Dasheng Group: New evidences of strong tectonic and earthquake activities of the Tanlu Fault zone. Science China￣Earth Science, 46(1): 79-96] [文内引用:3]
36 田媛, 钟建华, 王书宝, 陶红胜, 刘韶光, 李勇. 2015. 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. 古地理学报, 17(4): 541-552.
[Tian Y, Zhong J H, Wang S B, Tao H S, Liu S G, Li Y. 2015. Seismites and their geological significance of the Triassic Yanchang Formation in Fuxian expolration area, Ordos Basin. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 17(4): 541-552] [文内引用:1]
37 王小凤, 李中坚, 陈柏林, 陈宣华, 董树文, 张青. 2000. 郯庐断裂带. 北京: 地质出版社, 1-362.
[Wang X F, Li Z J, Chen B L, Chen X H, Dong S W, Zhang Q. 2000. On Tan-Lu Fault Zone. Beijing: Geological Publishing House, 1-362] [文内引用:1]
38 王安东, 周瑶琪, 闫华, 王瑞, 张振凯, 王子阳. 2013. 山东省灵山岛早白垩世软沉积物变形构造特征. 古地理学报, 15(5): 717-728.
[Wang A D, Zhou Y Q, Yan H, Wang R, Zhang Z K, Wang Z Y. Characteristics of soft-sediment deformation structures of the Early Cretaceous in Lingshan Island of Shand ong Province. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 15(5): 717-728] [文内引用:1]
39 王清海, 杨德彬, 许文良. 2011. 华北陆块东南缘新元古代基性岩浆活动: 徐淮地区辉绿岩床群岩石地球化学年代学和Hf同位素证据. 中国科学(地球科学), 41(6): 796-815.
[Wang Q H, Yang D B, Xu W L. 2011. Neoproterozoic basic magmatism in the southeast margin of North China Craton: Evidence from whole-rock geochemistry, U-Pb and Hf isotopic study of zircons from diabase swarms in the Xuzhou-Huaibei area. Science China￣Earth Science, 41(6): 796-815] [文内引用:1]
40 吴根耀, 梁兴, 陈焕疆. 2007. 试论郯城—庐江断裂带的形成、演化及其性质. 地质科学, 42(1): 160-175.
[Wu G Y, Liang X, Chen H J. 2007. An approach to the Tancheng-Lujiang Fault Zone: Its creation, evolution and character. Chinese Journal of Geology, 42(1): 160-175] [文内引用:1]
41 徐备. 2001. Rodinia超大陆构造演化研究的新进展和主要目标. 地质科技情报, 20(1): 15-19.
[Xu B. 2001. Recent study of the Rodinia Super-continent evolution and its main goal. Geological Science and Technology Information, 20(1): 15-19] [文内引用:1]
42 殷秀兰, 杨天南. 2005. 胶州—莱阳盆地白垩纪莱阳群中的震积岩及构造意义讨论. 地质论评, 51(5): 502-507.
[Yin X L, Yang T N. 2005. Seismites in the Laiyang Group in the Jiaozhou-Laiyang Basin, Shand ong Province, and their tectonic implications. Geological Review, 51(5): 502-507] [文内引用:1]
43 于炳松, 乐昌硕, 1998. 沉积岩物质成分所蕴含的地球深部信息. 地学前缘, 5(3): 105-112.
[Yu B S, Le C S. 1998. Some information about the inner earth contained in composition of sedimentary rocks. Earth Science Frontiers, 5(3): 105-112] [文内引用:1]
44 于炳松, 陈建强, 李兴武, 林畅松, 2002. 塔里木盆地下寒武统黑色页岩地球化学及其岩石圈演化意义. 中国科学(D辑), 32(5): 374-382.
[Yu B S, Chen J Q, Li X W, Lin C S. 2002. Geochemistry of black shale at the bottom of the Lower Cambrian in Tarim Basin and its significance for lithosphere evolution. Science China(D), 32(5): 374-382] [文内引用:1]
45 袁静. 2004. 山东惠民凹陷古近纪震积岩的特征及其地质意义. 沉积学报, 22(1): 41-46.
[Yuan J. 2004. The property and geological significance of seismites of Paleogene in Huimin sag, Shand ong Province. Acta Sedimentologica Sinica, 22(1): 41-46] [文内引用:1]
46 张增奇, 刘书才, 杜圣贤, 单伟. 2011. 山东省地层划分对比厘定意见. 山东国土资源, 27(9): 1-9.
[Zhang Z Q, Liu S C, Du S X, Shan W. 2011. Determination and opinions on stratigraphic division and correlation in Shand ong Province. Land and Resources in Shand ong Province, 27(9): 1-9] [文内引用:1]
47 张文佑, 叶洪, 钟嘉猷. 1978. “断块”与“板块”. 中国科学(A辑), 2: 195-211.
[Zhang W Y, Ye H, Zhong J Y. 1978. 'Fault-block'and 'plates'. Science China (A), 2: 195-211] [文内引用:1]
48 周建波, 胡克. 1998. 沂沭断裂晋宁期的构造活动及性质. 地震地质, 20(3): 208-212.
[Zhou J B, Hu K. 1998. Tectonic activities of the Yishu Fualt Zone during the Jinning Movement period. Seismology and Geology, 20(3): 208-212] [文内引用:2]
49 朱光, 牛漫兰, 刘国生, 王道轩, 宋传中. 2002. 郯庐断裂带早白垩世走滑运动中的构造、岩浆、沉积事件. 地质学报, 76(3): 323-334.
[Zhu G, Niu M L, Liu G S, Wang D X, Song C Z. 2002. Structural, magmatic and sedimentary events of the Tan-Lu Fault Belt during its Early Cretaceous Strike-Slip Movement. Acta Geologica Sinica, 76(3): 323-334] [文内引用:1]
50 朱光, 谢成龙, 王勇生, 牛漫兰, 刘国生. 2005. 郯庐高压走滑韧性剪切带特征及其 40Ar-39Ar 法定年. 岩石学报, 21(6): 1687-1702.
[Zhu G, Xie C L, Wang Y S, Niu M L, Liu G S. 2005. Characteristic of the Tan-Lu high pressure strike slip ductile shear zone and its 40Ar/39Ar dating. Acta Petrologica Sinica, 21(6): 1687-1702] [文内引用:1]
51 Bhatia M R, Crook K A W. 1986. Trace element characteristics of greywackes and tectonic setting discrimination of sedimentary basins. Contribution to Mineralogy and Petrology, 92(2): 181-193. [文内引用:1]
52 Du Y S, Zhang C H, Han X, Gu S Z, Lin W J. 2001. Earthquake event deposits in Mesoproterozoic Kunyang Group in central Yunnan and its geological implications. Science China(D), 31: 284-290. [文内引用:1]
53 Du Y S, Shi G R, Gong Y M. 2005. Earthquake-controlled event deposits and its tectonic significance from the Middle Permian Wand rawand ian siltstone in the Sydney Basin, Australia. Science China(D), 48: 1337-1346. [文内引用:1]
54 Du Y S, Xu Y J, Yang J H. 2008. Soft-sediment deformation structures related to earthquake from the Devonian of the eastern North Qilian Mts and its tectonic significance. Acta Geologica Sinica(English Edition), 82: 185-1193. [文内引用:2]
55 Goffredo M, Laura C, Marco B, Giacomo C. 2002. Indicators of paleoseismicity in the lower to middle Miocene Guadagnolo Formation, central Apennines, Italy. Geological Society of America Special Paper, 359: 87-98. [文内引用:1]
56 Gradstein F M, Ogg J G, Smith A G, Alan G. 2004. A new geological time scale, with special reference to Precambrian and Neogene. Episodes, 27: 83-100. [文内引用:1]
57 He B Z, Qiao X F, Jiao C L, Xu Z Q, Cai Z H, Guo X P, Zhang Y L. 2014. Paleo-earthquake events in the late Early Paleozoic of the central Tarim Basin: Evidence from deep drilling cores. Geologos, 20: 105-123. [文内引用:1]
58 He B Z, Qiao X F, Zhang Y L, Tian H S, Cai Z H. 2015. Soft-sediment deformation structures in the Cretaceous Zhucheng depression, Shand ong Province, East China; Their character, deformation timing and tectonic implications. Journal of Asian Earth Sciences, 110: 101-122. [文内引用:1]
59 Moretti M, Pieri P, Tropeano M. 2002. Late Pleistocene soft-sediment deformation structure interpreted as seismites in paralic deposits in the city of Bari(Apulian foreland southern Italy). In: Ettensohn F R, Rast N, Brett C E(eds). Ancient Seismites. Geological Society of America, Special paper, 359: 75-85. [文内引用:1]
60 Montenat C, Barrier P, Ott d'Estevou P, Hibsch C. 2007. Seismites: An attempt at critical analysis and classification. Sedimentary Geology, 196: 5-30. [文内引用:1]
61 Owen G. 1996. Experiment soft-sediment deformation: Structure formed by the liquefaction of unconsolidated sand s and some ancient example. Sedimentology, 43: 279-393. [文内引用:1]
62 Owen G, Moretti M, Alfaro P. 2011. Recognising triggers for soft-sediment deformation: Current understand ing and future directions. Sedimentary Geology, 235(3/4): 133-342. [文内引用:1]
63 Owen G, Moretti M. 2011. Identifying triggers for liquefaction-induced soft-sediment deformation in sand s. Sedimentary Geology, 235: 141-147. [文内引用:2]
64 Plazait J C, Purser B H, Philobbos E. 1990. Seismites deformation structures(seismite)in the syn-rift sediments of the NW Red Sea(Egypt). Bulletin de la Société Géologique de France, 8: 419-434. [文内引用:1]
65 Purser B H, Plaziat J C, Philobbos E R. 1993. Stratiform breccias and associated deformation structures recording Neogene earthquake in syn-rift sediments of the Egyptian Red Sea coast. Geological Society of Egypt, Special Publication, 1: 189-204. [文内引用:1]
66 Qiao X F, Song T R, Gao L Z, et al. . 1994. Seismic sequence in carbonate rocks by vibrational liquefaction. Acta Geologica Sinica(English Edition), 68: 16-29. [文内引用:1]
67 Qiao X F, Guo X P. 2013. Early Jurassic soft-sediment deformation interpreted as seismites in the Wuqia pull-apart basin and the strike-slip Talas-Ferghana fault, Xinjiang, China. Acta Geologica Sinica(English Edition), 87: 730-737. [文内引用:1]
68 Rodríguez-Pascua M A, Calvob J P, Vicentea G D, Gomez-Gras D. 2000. Soft-sediment deformation structures interpreted as seismites in lacustrine sediments of the Prebetic Zone, SE Spain, and their potential use as indicators of earthquake magnitudes during the Late Miocene. Sedimentary Geology, 135: 117-135. [文内引用:1]
69 Seilacher A. 1969. Fault-graded beds interpreted as seismites. Sedimentology, 13: 155-159. [文内引用:1]
70 Su D C, Qiao X F, Sun A P, Li H, Somerville I D. 2014. Large earthquake-triggered liquefaction mounds and a carbonate sand volcano in the Mesoproterozoic Wumishan Formation, Beijing, North China. Geological Journal, 49(1): 69-89. [文内引用:1]
71 Tian H S, Zhang Z Q, Zhang B H, Zhu J W, Sang Z X. 2013. Tectonic taphrogenesis and paleoseismic records from the Yishu fault zone in the initial stage of the Caledonian movement. Acta Geologica Sinica(English Edition), 87(4): 936-947. [文内引用:2]
72 Tian H S, Zhang B H, Zhang S H, Lü M Y. 2014. Neogene seismites and seismic volcanic rocks in the Linqu area, Shand ong Province, E China. Geologos, 20(2): 125-137. [文内引用:2]
73 Tian H S, van Loon A J, Zhang Z Q, Zhang S H, Zhang B H. 2015. Neogene Paleoseismic events and the Shanwang Biota's burial in the Linqu area, Shand ong Province, China. Acta Geologica Sinica(English Edition), 89(4): 1103-1119. [文内引用:1]
74 Tian H S, van Loon A J, Wang H L, Zhang S H, Zhu J W. 2016. Seismites in the Dasheng Group: New evidence of strong tectonic and earthquake activities of the Tanlu Fault Zone. Science China￣Earth Science, 59(3): 601-618. [文内引用:1]
75 van Loon A J. 2009. Soft-sediment deformation structures in siliciclastic sediments: An overview. Geologos, 15: 3-55. [文内引用:2]
76 van Loon A J, Su D C. 2013. Deformed stromatolites in marbles of the Mesoproterozoic Wumishan Formation as evidence for synsedimentary seismic activity. Journal of Palaeogeography, 2: 390-401. [文内引用:1]
77 van Loon A J. 2014. The Mesoproterozoic‘seismite' at Laiyuan(Hebei Province, E China)re-interpreted. Geologos, 20: 139-146. [文内引用:2]
78 Wheeler R L. 2002. Distinguishing seismic from nonseismic soft-sediment structures: Criteria from seismic-hazard analysis. In: Ettensohn F R, Rast N, Brett C E(eds). Ancient Seismites. Geological Society of America Special Paper, 359: 1-11. [文内引用:2]