馬繼躍，趙 春，白憲洲，李名則

?

西昌盆地侏羅系新村組震積巖的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

馬繼躍，趙 春，白憲洲，李名則

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

震積巖是具有震積構(gòu)造和震積巖序列有一定成因聯(lián)系的一組巖石。根據(jù)野外的系統(tǒng)觀察，首次在西昌盆地侏羅系新村組中識(shí)別出包括微同沉積正斷層、震積角礫巖和微褶皺、液化卷曲變形、液化砂巖脈、枕狀構(gòu)造等軟沉積變形構(gòu)造，均為識(shí)別震積巖的重要標(biāo)志，初步建立了西昌盆地新村組震積巖垂向序列。對該地區(qū)陸相碎屑震積巖的野外特征的識(shí)別和描述提供了較典型的實(shí)際資料和重要的地質(zhì)理論依據(jù)，并可為研究該地區(qū)古地震提供依據(jù)并分析判斷古大地構(gòu)造環(huán)境、內(nèi)陸控盆邊界斷裂活動(dòng)時(shí)期。

震積巖；西昌盆地；侏羅系；新村組；震積序列

1 區(qū)域地質(zhì)背景

西昌盆地為一覆于較活動(dòng)的結(jié)晶基底之上的較大型陸相盆地。大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子板塊的西緣，中、新生代以來，一系列深大斷裂（圖1）長期性及多期性的活動(dòng)對本區(qū)的蓋層發(fā)育與分布有著明顯的控制作用，沿著安寧河斷裂、黑水河斷裂、甘洛斷裂及小江斷裂的多次活動(dòng)，導(dǎo)致了西昌盆地的強(qiáng)烈改造[1]。西昌盆地的構(gòu)造演化與西部的松潘、甘孜、理塘陸間裂谷的形成和發(fā)展密切相關(guān)，中三疊世末到晚三疊世中期，西部甘孜-理塘裂谷逐步關(guān)閉，隨之，西昌盆地區(qū)域應(yīng)力場由拉張逐步轉(zhuǎn)入擠壓，結(jié)束了斷塊運(yùn)動(dòng)為特征的被動(dòng)大陸邊緣的地質(zhì)歷史，進(jìn)入了地塊邊緣活動(dòng)帶演化階段。印支運(yùn)動(dòng)以后，西昌-滇中地區(qū)龍門山斷裂、金河-箐河斷裂以西川西山地逐漸隆起，形成一系列的丘陵帶，其間的廣大區(qū)域形成了包括西昌盆地在內(nèi)的面積巨大的內(nèi)陸盆地，晚三疊世末前陸盆地已進(jìn)入了相對穩(wěn)定的發(fā)展階段，到早侏羅世繼續(xù)保持著這一階段的構(gòu)造性質(zhì)。中侏羅世初期，由于中特提斯構(gòu)造帶的形成和活動(dòng)，使西昌盆地西側(cè)山地沖斷抬升，由于西側(cè)的構(gòu)造擠壓，導(dǎo)致盆地基底構(gòu)造的活動(dòng)，出現(xiàn)局部隆起，造成益門組上段的缺失，湖泊面積縮小，新村組底部沉積了一套河流相的巨厚砂巖。西昌盆地的隆起和坳陷方向較為簡單，主要為安寧河斷裂（圖1）對西昌盆地中侏羅統(tǒng)新村組的沉積起明顯的控制作用[2]。

圖1 西昌盆地構(gòu)造及震積巖位置（據(jù)四川地礦局，有修改）

西昌盆地中侏羅統(tǒng)新村組與下伏益門組呈平行不整合接觸，與上覆牛滾凼組呈整合接觸。下段為灰綠色下部為灰綠色、灰紫色、磚紅色細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖；中段由紫灰色細(xì)砂巖—綠灰色粉砂巖—暗紫色粉砂質(zhì)泥巖旋回及砂巖—粉砂質(zhì)泥巖層對組成；上段以紫紅色泥巖夾粉砂巖為主。沉積環(huán)境為曲流河演變?yōu)楹慈侵蕖Ｕ鸱e巖發(fā)育在新村組下段頂部，為三角洲前緣沉積。

2 震積巖的識(shí)別標(biāo)志

在西昌盆地侏羅系新村組中識(shí)別出了大量的震積巖標(biāo)志，包括微同沉積正斷層、震積角礫巖和微褶皺、液化卷曲變形、液化砂巖脈、枕狀構(gòu)造等軟沉積變形構(gòu)造，均與地震作用密切相關(guān)，為震積巖的典型特征。

2.1 微同沉積正斷層

是在沉積地層震動(dòng)過程中形成的，以張性斷裂為主，可單獨(dú)發(fā)育，也可以平行排列呈階梯狀，限于層內(nèi)發(fā)育[3]。也稱粒序斷層、階梯狀斷層，是限制在一個(gè)巖層內(nèi)部的一組斷距很小的小型或微型正斷層[4]。斷層傾角一般較大，相互平行，上覆及下伏巖層均未受到影響[4]。粒序斷層被認(rèn)為是沉積物震積成因的標(biāo)志性沉積構(gòu)造[6-7]。新村組中發(fā)育的微同沉積正斷層除具有上述特征之外，斷面處見數(shù)塊同成分角礫（圖2）。

圖2 微同沉積正斷層

2.2 震積角礫巖

在陸相碎屑巖沉積中震積角礫巖主要表現(xiàn)為砂巖內(nèi)部含有大量泥礫，以其形態(tài)呈棱角狀或撕裂狀而有別于經(jīng)正常水流搬運(yùn)、具有相當(dāng)磨圓度的泥礫，顯然為事件沉積的結(jié)果。內(nèi)碎屑副角礫巖一般為大小相近的泥礫，長軸方向大致平行砂巖層面（圖3），為異地泥巖受地震顫動(dòng)破裂并被水流就近搬運(yùn)沉積的結(jié)果[8]，亦有液化砂巖流動(dòng)刺穿泥巖，因流動(dòng)形成不規(guī)則狀的液化砂巖角礫[4]，其角礫邊界模糊不清，形態(tài)極不規(guī)則（圖4），與正常沉積的陸源碎屑礫石有明顯區(qū)別。

圖4 震積角礫巖

2.3 液化卷曲變形

地震活動(dòng)引起可塑性泥質(zhì)或粉砂質(zhì)沉積物液化，形成以卷曲、彎曲、扭曲為主的變形構(gòu)造[8]，在新村組震積巖中主要表現(xiàn)為薄層泥巖和砂質(zhì)泥巖在層內(nèi)發(fā)生明顯褶曲，形成一系列形態(tài)各異的小型緊閉型褶曲，卷曲構(gòu)造相互連接，形態(tài)類似于“腸狀”和“馬尾絲狀”（圖5），而上下巖層中的紋理保持不變，這是由于地震時(shí)液化作用引起的層內(nèi)卷曲變形，新村組震積巖中的液化卷曲變形與楊劍萍等[10]認(rèn)為的振動(dòng)卷曲變形構(gòu)造極為相似，由于巖性差異，砂巖層中也見到軸向單一的微褶皺，這些相當(dāng)于喬秀夫等[11]所稱的震褶巖。震積巖中的液化卷曲變形與重力流、滑坡等成因的卷曲變形區(qū)別在于，前者的褶曲形態(tài)及軸面是不規(guī)則的，而后者遵循一定的力學(xué)原則[5]。

圖5 液化卷曲變形

圖6 震裂縫和液化砂巖脈

2.4枕狀構(gòu)造

枕狀構(gòu)造一般形成于２種不同粒度的巖石分界面上下，下伏沉積物液化并向上穿刺使上覆沉積物向上彎曲和被分割，形成一系列向下突出的向形枕狀體[8]。西昌盆地新村組震積巖中枕狀構(gòu)造發(fā)育在泥巖中，由于泥巖由于韌性較強(qiáng)，變形幅度不大，只形成了低幅的泥枕(圖7)。

圖7 枕狀構(gòu)造

2.5 震裂縫和液化砂巖脈

液化砂巖在地震波作用下持續(xù)穿刺上覆泥巖層，最終將穿破泥巖形成沉積物內(nèi)部的震裂縫和液化砂巖脈。震裂縫根據(jù)裂縫發(fā)育的位置及特征，可劃分為2種：一種是形成于沉積物表面的裂縫，另外一種是形成于沉積物內(nèi)部的裂縫，裂縫內(nèi)部常被其他沉積物組分充填[8]。新村組震積巖中的震裂縫發(fā)育在泥巖中，兩種震裂縫均發(fā)育，形態(tài)呈“V”字型，其中充填有液化砂巖脈，在野外容易識(shí)別（圖6）。

3 震積巖垂向序列

震積巖的垂向沉積序列反映了地震事件的沉積作用過程[10]，西昌盆地侏羅系新村組震積特征明顯，根據(jù)野外系統(tǒng)觀察，初步歸納出震積巖垂向沉積序列，其震積序列清晰，從下至上，可劃分為6個(gè)單元（圖8）。

A段：為下伏未震動(dòng)層，巖性為紫紅色、灰綠色泥巖，該層未受地震影響，泥巖原生構(gòu)造保存良好。

B段：為微同沉積正斷層，該層厚約32cm，由兩個(gè)階梯狀排列的正斷層組成，斷層面傾角較陡，斷距僅2-3cm，斷面附近見數(shù)塊同成分微角礫，分選極差，斷面上充填有同沉積的泥質(zhì)組分，很快尖滅于下伏巖層。

C段：為震積角礫巖，該層厚約11cm，礫巖成分多為泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，部分礫石中可見原生層理，泥質(zhì)粉砂巖礫石中可見卷曲的層理。

D段：為液化卷曲變形，該層厚約29cm，發(fā)育砂泥巖的薄互層中，巖層內(nèi)形成一系列形態(tài)各異的小型褶曲，且褶曲之間相互連接，形成類似于滑揉構(gòu)造和包卷層理構(gòu)造，發(fā)生液化變形的沉積層上、下為均一的正常沉積。

E段：為枕狀構(gòu)造、砂巖脈，該層厚約20cm，由一系列低幅的泥枕組成，枕狀構(gòu)造一下較平整的泥巖中見2條震裂縫，寬1~2cm，其中充填有液化砂巖脈。

F段：為上覆未震動(dòng)層，巖性為紫紅色泥巖，該層未受地震影響。泥巖內(nèi)水平層理未受破壞。

林世國等[8]認(rèn)為多數(shù)陸相地層中并沒有完整或者固定的沉積序列，原地碎屑巖震積序列并不具有普遍適用性，但震積巖的垂向組合還是有一定的規(guī)律。西昌盆地侏羅系新村組的震積巖序列與其他震積序列也存在一定差異，但普遍在垂向上還是存在從地震強(qiáng)烈期到衰弱期的變化特征。

圖8 西昌盆地侏羅系新村組震積巖垂向沉積序列

4 地質(zhì)意義

震積巖作為地震事件在沉積物中的特殊記錄，對分析盆地構(gòu)造—沉積演化史分析有重要意義。形成震積巖需要5級以上的地震強(qiáng)度，從現(xiàn)有的地震資料來看，5級以上的強(qiáng)震大多與區(qū)域性的構(gòu)造活動(dòng)有關(guān)，根據(jù)地層中震積巖的發(fā)育情況和分布特征可以推測誘發(fā)地震的斷裂帶位置、活動(dòng)情況[12]，并以此分析判斷控盆邊界斷裂活動(dòng)時(shí)期。西昌盆地新村組震積巖與中侏羅統(tǒng)的區(qū)域構(gòu)造事件相吻合，與盆地西側(cè)中侏羅統(tǒng)的山地沖斷抬升密切相關(guān)，且安寧河斷裂對新村組的沉積有明顯的控制作用，因此新村組震積巖更可能是西側(cè)的控盆斷裂—安寧河斷裂活動(dòng)的沉積響應(yīng)。

西昌盆地震積巖的發(fā)現(xiàn)對該地區(qū)陸相碎屑震積巖的野外特征的識(shí)別和描述提供了較典型的實(shí)際資料和重要的地質(zhì)理論依據(jù)，對西昌盆地控盆斷裂——安寧河斷裂活動(dòng)時(shí)期進(jìn)行了判斷，并為西昌盆地事件沉積研究奠定了基礎(chǔ)。

[1] 王運(yùn)生，李云崗.西昌盆地的形成與演化[J]. 成都理工學(xué)院學(xué)報(bào).1996(01):85-90.

[2] 周名魁，劉儼然.西昌-滇中地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征及地史演化[M]. 重慶：重慶出版社，1998:144-173.

[3] 魏垂高，張世奇，姜在興，等.塔里木盆地志留系震積巖特征及其意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào).2007,81(6):827-834.

[4] 高紅燦，鄭榮才，陳發(fā)亮，等.東濮凹陷古近系沙河街組震積巖的認(rèn)識(shí)及意義[J].古地理學(xué)報(bào).2010,12(4):384-398.

[5] 喬秀夫，李海兵.沉積物的地震及古地震效應(yīng)[J].古地理學(xué)報(bào).2009,11(6):593-610.

[6] SeilacherA.Fault-graded bed interpreted as seismites[J].Sedimentology.1969,13(1-2):155-159.

[7] SeilacherA.Sedimentary structures tentatively attributed to seis-mic events[J]. Marine Geology.1984,55(1-2):1-12.

[8] 林世國，鄭榮才，劉滿倉，等.陸相碎屑震積巖形成機(jī)理及其研究意義[J].天然氣地球科學(xué).2013(01):78-84.

[9] 李元昊，劉池洋，王秀娟.鄂爾多斯盆地三疊系延長組震積巖特征研究[J].沉積學(xué)報(bào).2008,26(5):772-779.

[10] 楊劍萍，王海峰，聶玲玲，等.冀中坳陷晉縣凹陷古近系震積巖的發(fā)現(xiàn)及地質(zhì)意義[J].沉積學(xué)報(bào).2014,32(4):634-640.

[11] 喬秀夫，宋天銳，高林志，等.碳酸鹽巖振動(dòng)液化地震序列[J].地質(zhì)學(xué)報(bào).1994,68(1):16-32.

[12] 王昌勇，鄭榮才，高振中.準(zhǔn)噶爾盆地下侏羅統(tǒng)八道灣組震積巖的發(fā)現(xiàn)及其研究意義[J].地質(zhì)論評.2008,54(6):821-826.

Discovery of Seismite in the Jurassic Xincun Formation in the Xichang Basin and Its Geological Significance

MA Ji-yue ZHAO Chun BAI Xian-zhou Li Mingze

(Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081)

Seismite is a rock with seismic structure and seismite sequence. A set of seismite criteria such as micro synsedimentary normal fault, seismic breccias and crinkling, liquefied curled deformation, liquefied sandstone vein and pillow structure are recognized in the Jurassic Xincun Formation in the Xichang basin. A vertical seismite sequence is set up in the Xincun Formation. Field identification marks of the seismite are discussed. The discovery of the seismite provides scientific basis for study of ancient earthquake, ancient geotectonic setting and interior basin boundary faulting in the Xichang basin.

seismite; Xichang basin; Jurassic System; Xincun Formation; seismite sequence

P588.1； P584

A

1006-0995（2017）02-0192-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.004

2016-12-22

中國地質(zhì)調(diào)查局龍門山-滇中成礦帶通安和寧蒗地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目四川1:5萬孟獲城(H48E019002)、拖烏(H48E020002)、中所區(qū)(H48E021002)、冕山(H48E022002)、越西縣(H48E021003)、涼北林業(yè)局(H48E021004)幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查子項(xiàng)目（編號(hào)：121201010000150016-04）。

馬繼躍（1985- ）男，碩士，工程師，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和沉積學(xué)研究工作