西昆仑山前塔里木盆地叶城凹陷中新统震积岩及其地质意义
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第23卷第1期古地理学报Vol.23No.1 2021年2月JOURNAL OF PALAEOGEOGRAPHY(Chinese Editioo)Feb.2021文章编号:1671-1505(2021)01-0142-11DOI:10.7605/gdkb.2021.01.010
西昆仑山前塔里木盆地叶城凹陷
中新统震积岩及其地质意义*
陈泉均陆廷清李爽马涛
西南石油大学地球科学与技术学院,四川成都610500
摘要通过对6口钻井岩心的详细观察,在塔里木盆地西南缘的西昆仑山前叶城凹陷中新统克孜洛依组和安居安组发现同沉积的软沉积物变形构造,包括液化砂脉、负载及球枕构造、挤入构造、液化卷曲变形、软泥触变变形、液化底劈、软布丁构造及同沉积微断层等,分布广,且重复出现。
经与典型的震积岩比较认为,它们都厲于地震成因的沉积构造。
分析认为,克孜洛依组和安居安组的震积岩可分为2个发育时期,时间跨度大约为/Ma(16-11Ma),第1、2期时间较长、构造活动较强烈,第3、2期时间较短、构造活动较弱。
这是首次在塔西南地区新近系陆相地层中发现震积岩,震积岩的发育与中新世西昆仑山阶段性隆升、山前逆冲带多条逆冲断层活动引发的周期性地震活动有关。
关键词西昆仑山前叶城凹陷中新统震积岩
第一作者简介陈泉均,男,1995年生,硕士研究生,主要从事沉积学方向研究。
E-mail:129662332/@ 。
通讯作者简介陆廷清,男,1963年生,副教授,主要从事古生物地层学、沉积学和遗迹学的教学与研究工作。
E-mail:*******************.cn。
中图分类号:P315.2文献标志码:A
Seismites in the Miocene at Tarim Basin Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmonh and iht genlogicel signiOcence
Ches Quaa-Jue Lu Tine-Qine Lt Shuaag Ma Tao
School of Geoscience and Technology,Southwest Petroleum University,Chengdu6195/0,China
Abstract Soft sebimest deformation structures were found by detailed observations of six webs'cores in tie Miocose Keziloyl Formation and Anjc,an Formation ix tie Yfcheb-sag of tie West Kunlun Mooetaix piebmoot,thb soytUwesteru maiuio of thb TaUrn Basio.These stuctuus ixclude liquefieb saad veios, looa aad ball-jad-jillow stuctuus,mjectmy stuctuus,liquefieb coU deformahoys,soft mud thmbtupic de0:^rmatioys,liquefieb diapiiu,soft boydiqaaes aad syndepositmya-micu-fauUs,which weu disthquteb wilely aad paub with typico-seismitss,they au al-sebimebtau stuctuus of seismic oUeiq.
Seismitss ix ths Keziluopl Formatioy aad AnjuCa Formatioy coa bs.11X61into devvloyine peUoys, which spaas about/Ma(16-11Ma).The fiut aad secoyd phases havv a loye time aad strooq tectoyic
*塔里木油田公司勘探开发研究院委托项目(编号:D2/7)资助。
[Fixaacially sepporteC bp the project of Tarim Petulesm Exbloutioo and DeveUpmest Research Institute(No.D257)]
收稿日期:2020-01-22改回日期:2220-08-20
第23卷第1期陈泉均等:西昆仑山前塔里木盆地叶城凹陷中新统震积岩及其地质意义143
activities,and the third and fourth phases have a short time and weak tectonic activities.This is the first discovery of seismitcs iv the Neogecc coutivectal strata iv the southwesterd Tadim Basic.Thc dcvelopmeci of these seismites is related t。
the pedoUic seismic activities that have been corseC by the episoUic uplif of
the west Kunluc Mouctaivs aad the activities of multipie thdist faults iv the froutai thdist bei of the wesi Kunluc Mouctaivs iv the Miococe.
Key words West Kunltrn Mountain piePmout,Yecheeg sag,Miocope,seismites
About the first author Chee Quacjuc,boro iv1995,a masteo deeree condipate of Southwest Petroleem Ucivedity,is mainly eecaaee iv sePimeptolony.E-mait:*****************.
About the correspondirg author Lu Tinc-Qinc,boo ip1963,is a asociate professos of Southweet Petroleem Uciversity.He is mainly eeraaee t teechinc ad reseerches ou palaeeutolony aad strativraahy,sePimeptolony aad ichnolony.E-mait:*******************.ch.
地震触动饱和一未完全固结的先成沉积物而形成的软沉积物变形构造的岩层称为震积岩,而软沉积物变形构造(soft sedimect deformatiou strocturo,简称SSDS)指沉积层序顶部未固结沉积物的变形构造(乔秀夫等,2017)。
狭义的震积岩指由强地震振动为诱发机制形成的具有同沉积或准同沉积变形构造、地震事件沉积序列的沉积层;广义震积岩还包括了由地震诱发的滑坡、海啸等形成的沉积物变形(杜远生,2011)。
震积岩最早由Seilacher在1969年提出,其原文为"seismites",龚一鸣(1987, 1988)将其翻译为“震积岩”。
数十年来,国内外许多学者都对震积岩的变形构造及其形成机理进行了研究(Seilacher,1984;Spalletta aad Vai,1984;宋天锐,1988;杜远生,2211;田洪水等,2016, 2217;杜远生和余文超,2211;山穆牙等,2011;冯增昭等,2217),建立了一系列的地震事件沉积序列与成因模式(宋天锐,1988;吴贤涛和尹国勋,1992;乔秀夫等,1994,1997;田洪水等,2016)。
新疆塔里木盆地及北缘地区一些层位发现了大量的震积岩,前人对其成因进行了系统研究,认为盆地内部的塔中及附近地区在奥陶系、志留系发育震积岩(魏垂高等,2007;何碧竹等,2010;乔秀夫等,2011;余卓颖等,2016),盆地北缘的柯坪地区二叠系卡仑达尔组和乌恰地区下侏罗统康苏组中也发育震积岩(乔秀夫等,2008;乔秀夫和郭宪璞,2011;吴海辉等,2017)。
除晚更新世湖相沉积物中发育震积岩的报道(Liang et2018)外,在塔里木盆地及周缘山前地区新生代地层中未见震积岩的报道。
在塔里木盆地西南缘的西昆仑山前叶城凹陷,笔者对柯51、柯30、柯20、柯2、捷得1、棋北3等4口井的岩心进行观察,首次发现中新统克孜洛依组和安居安组陆相地层中发育许多震积岩,震积岩中的软沉积物变形构造包括液化卷曲变形、液化砂脉、球一枕状构造、负载构造及挤入构造、软泥触变变形和同沉积微断层等,并探讨了震积岩与西昆仑山隆起和构造活动强烈程度的关系。
1区域地质概况
塔里木盆地是以前震旦系为基底而发育起来的中国最大的含油气盆地(贾承造,2004;何登发等,2005;邬光辉等,2010),盆地周缘主要有三大造山带,即北部的天山造山带、西南和南部的昆仑山造山带和阿尔金山造山带。
塔西南盆地是前陆凹陷盆地,位于塔里木板块西南部,毗邻青藏高原西北部的帕米尔一西昆仑造山带。
中新世由于喜马拉雅造山运动,西昆仑山的冲断作用在塔西南盆地内初步形成了喀什凹陷、齐姆根凸起、叶城凹陷的雏形(马华东和杨子江,2003)。
叶城凹陷位于西昆仑山山前地带,主要分为3个构造带:棋北一固满构造带、柯克亚构造带和柯东构造带(图1)。
研究区域发育5条大的断裂带:棋北一固满一和什塔格断裂以逆冲为主,长约250km,弧形展布,东段近东西向,西段为北西向。
库斯拉甫断裂表现为右行走滑的特征。
铁克里克断裂位于塔西南坳陷的东南部,走向为北西向,长度约为360km,尚未完全切穿新近系,推断其形成时间在中新世中晚期。
齐姆根走滑断裂表现为右行走滑,伴随着与断裂活动相关的背斜形成,断裂形成时间在古近纪早期。
玉立群一克里阳走滑断裂位于玉力群一克里
144古地理学报
2021年2月
丨13750
图1西昆仑山前叶城凹陷冲断带断裂分布及地层柱状图(据程晓敢等,2012)Fig. 1 Fault distribution and stratigraphic histogram of thrust belt in Yecheng sag
of Wesi Kunlun Mountain pielmoni (after Chen et aL, 2212)
O
逆冲断层
□
砾岩 含砾砂岩
砂岩
粉砂岩泥质粉砂岩 泥岩
阳一线,长度达60-70 km ,断裂切断中生界、新 生界(程晓敢等,2212)。
塔西南盆地新生界发育。
古近系主要为海相沉
积,新近纪开始,由于印度板块的挤压以及帕米尔 高原向北推进,阿赖海峡闭合,塔西南盆地进入陆
相沉积阶段,新近纪至今沉积了冲积扇一扇三角洲 —湖泊相碎屑岩。
塔西南盆地新近系发育,由中新 统的克孜洛依组、安居安组和帕卡布拉克组,以及
上新统阿图什组构成。
中新统的克孜洛依组主要为褐灰色、浅褐色粉 砂岩与褐色细粉砂岩互层,夹薄层泥岩、泥质粉砂
岩,厚度为600- 1000 m o 安居安组岩性为浅褐色 泥质粉砂岩、褐色砂岩与棕褐色粉砂岩、细砂岩互
层,夹灰褐色砾岩、砂砾岩,厚度为1000 -
1500m 。
帕卡布拉克组为一套浅褐色砂质泥岩、棕
褐色细砂岩、泥质粉砂岩,夹灰绿色砂砾岩,厚度
为 1000-1200 m (图 1)。
研究区6 口井于20世纪80—90年代由新疆石 油管理局钻探。
其中捷得1井钻至安居安组,中新 统发育帕卡布拉克组和安居安组,其余5 口井都钻
至克孜洛依组底部。
中新统发育良好。
其中捷得1 井取心2筒,观察岩心2筒;棋北3井取心2筒, 观察岩心2筒;柯2井取心16筒,观察岩心第1 —
7筒;柯20井取心52筒,观察岩心第44—52筒,
柯30井取心7筒,观察岩心7筒,柯51井取心101
筒,观察岩心11筒。
岩心观察采用肉眼直接观察。
2软沉积物变形构造的种类、特征
与成因
在塔西南盆地的叶城凹陷,从中新统克孜洛依 组和安居安组的柯51、柯30、柯20、柯2、捷得
1、棋北3等钻井岩心中识别出的软沉积物变形构
造有液化砂脉、球枕构造、负载构造、挤入构造、 液化卷曲变形、软泥触变变形、液化底劈、软布丁
构造及同沉积微断层。
2.1液化砂脉
在叶城凹陷安居安组发育许多的液化砂脉构
造,宽度较小,一般为1~2cm ,上下延展长度可 达10 cm 。
如柯51井安居安组中红灰色砂脉与紫红
第23卷第1期陈泉均等:西昆仑山前塔里木盆地叶城凹陷中新统震积岩及其地质意义14/
色泥岩界线清晰,砂脉呈上宽下窄,脉中还裹挟着 部分触变泥质沉积物,砂粒粒径为中粒(图2-v ); 柯51井安居安组中的红灰色砂质液化脉横向充填
于棕红色泥岩层间,砂粒粒径为中粒(图2-b )。
一般认为,液化砂脉通常是强地震的作用力使未固
结的砂沉积物中的孔隙水压力上升,使饱和砂质沉
积物液化、流动,在液化泄水过程中穿透、充填于 上下沉积物之间及地震裂隙中形成砂质液化脉。
在 北美,第四系中的液化砂脉是古地震识别的最重要
证据之一(Obermeicu , 1998)。
2.2液化卷曲变形
在柯51井安居安组和柯20井克孜洛依组中, 发现了砂、泥质层的卷曲变形,灰白色砂岩呈穹顶 形,紫红色泥岩薄层呈拱形弯曲(图2-c , 2-d ), 这属于典型的液化卷曲变形。
这种夹于未变形层之
间、由纹层或薄层岩石复杂的褶皱与揉皱构成的变 形可以具有多种成因,而最主要成因是地震震动,
特别是相邻层位有比较公认的地震成因的液化砂 脉。
据分析,这种液化卷曲变形是尚未固结的砂层 在地震的挤压应力作用下形成的。
2・3负载构造和挤入构造
笔者识别出的负载构造和挤入构造发育在柯
30井3579 m ,岩心中负载构造有2层,上层可见
一半陷落的负载体和1个孤立构造,下层为火焰构
造和负载构造相伴生(图3-a , 3-b )。
负载构造为
细粒红灰色砂,火焰构造为紫红色泥。
本区挤入构
造为常见的火焰形,其原沉积物为紫红色泥,上层 火焰长约1.5cm ,其下见1个孤立球枕构造以及与 变形砂层相连的负载体;下层为尺度较小的负载构
造和火焰构造,火焰高度约为2〜
3 mm 。
上层的砂
质负载构造为红灰色砂岩(图3-a , 3-b ),其原沉
积物为紫红色泥。
负载构造是由于不同软沉积层存 在着上大下小的粒度与密度差,在地震振动作用下 形成了一个不稳定的重力系统,密度较大的粗颗粒
沉积物下沉陷落形成的变形构造(Moruth s c al.,
2001 ; Moreth and Sabato , 2007 ;乔秀夫和李海兵,
2008; Wagoncu Loon ,2009;王安东等,2013)。
挤入构造按照其形态可以分为火焰形、穹顶形、梯 形、X 形以及尖峰形(乔秀夫等,2017)。
挤入构
造是与负载构造相伴生的软沉积变形构造,组成挤
v
—
液化砂脉,柯51井,安居安组,3317 m ; b —液化砂脉,柯51井,安居安组,3310 m ; C —卷曲变形,柯51井,安居安组,3312 m ;
d —卷曲变形,柯20井,克孜洛依组,3988 m
图2西昆仑山前叶城凹陷中新统软沉积变形构造(一)
Fiq. 2 Soft sebimebt deformation structures in the Miocese at Yechesq sag of West Kunlun Monntaix piebmont ( I
)
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a,b—负载构造和挤入构造,柯30井,安居安组,3579m;c—球枕构造,柯20,克孜洛依组,3997m;
d—球枕构造,柯2井,克孜洛依组,3356m
图3西昆仑山前叶城凹陷中新统软沉积变形构造(二)
Fin.3Soft sePimept deformatiou strdcturfs in the Mioccpf at Yecheer sag of West Kunlim Mountain piepmout(H)
入构造的沉积物粒度一般比相邻的负载构造要细,比如砂粒层的负载构造伴生泥质的火焰构造;砾石沉积层的负载构造往往伴生泥一砂质的火焰构造。
Wagonerneste等(1999)提出突然向上的流体压力形成的挤入构造是地震触发引起的有力证据。
2・4球枕构造
在叶城凹陷取心井中发现大量的球枕构造,如图3-c、3-d所示,大量灰白色砂岩形成的球枕构造形成1层枕状层,其长轴具有一定的定向性排列。
形态多呈规整的椭球体,大小基本一致,长轴大概为3cm,短轴1〜1.5cm。
此种变形也可由负
载体坠落、完全脱离母岩层堆积而成。
球枕构造是由于地震震动,上覆砂质沉积物在重力的作用下、下落完全陷入下伏沉积层中形成的球体或枕状椭球体。
大量的球枕构造沿层分布称为枕状层(乔秀夫和李海兵,2008)。
2.5液化底辟
在柯51井安居安组,红灰色砂岩液化向上底辟,刺入上覆紫红色泥岩形成尖锥状的底辟构造(图4-a)。
软沉积物在向上底辟的过程中,若向上集中泄水可形成泄水通道和碟状构造。
液化底辟构造按是否穿透上覆岩层可分为未穿透上覆软沉积物和穿透上覆岩层至当时地表流动2种。
液化底辟按形态可分为锥形、柱形、穹顶形、蘑菇状等(乔秀夫等,2017)。
液化底辟是指在地震作用下液化沉积物向上流动,
拱起甚至穿刺上覆沉积层所
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u—锥形底辟,柯51井,安居安组,3708m;b—软泥质触变楔,棋北3井,安居安组,5385m;
c—软泥质触变楔,捷得1井,安居安组,5868m;d—同沉积微断层和肿缩构造,柯51井,安居安组,3716m,箭头所指为同沉积微断层
图4西昆仑山前叶城凹陷中新统软沉积变形构造(三)
Fig.4Soft senimeni deformation structures in tie Miocene aO Yecheng sap of Wesi Kunlun Mountain pienmont(皿)
形成的一种构造(乔秀夫等,2017)。
2.6触变流动变形
在棋北3井安居安组中发育紫红色泥质层向下伏砂层的触变流动,形成触变楔(图4-b);在捷得1井安居安组中见褐色泥质层触变流动向下伏灰白色砂层触变流动,形成触变楔(图4-c)。
触变指小于0.005mm粒径的水饱和软沉积物,因受过大外应力导致其结构破坏,沉积物颗粒吸附水分子变成自由水分子,流变性增强,黏度和强度降低;其对外力扰动产生的敏感性变化特效称为触变流动变形(张虎臣,1989;冯秀丽等,2004;李丽华等,2010;乔秀夫等,2017;苏德辰和乔秀夫,2018)。
这种触变流动一般由于震级5.6级、烈度W度的地震引起(田洪水等,2015a,2015b;苏德辰和乔秀夫,2018)。
2.7软布丁构造与同沉积微断层
在柯51井,紫红色砂岩不均匀收缩,形成肿缩构造,上面的肿缩构造被同沉积微断层错断,形成布丁构造(图4-d)。
软布丁构造又称香肠构造或肿缩构造,是指在受到不均匀的地震横向拉伸和垂向挤压,而发生不均匀的收缩与膨胀,形成肿缩构造,当肿缩构造被拉断或者被同沉积微断层错开,则形成断开的布丁构造(田洪水等,2016)。
柯51井安居安组底部砂泥岩薄互层中发育同沉积微断层(图4-d),其断距为0.2cm左右,上下延展较短,一般为2〜3cm。
只存在于变形层内,不进入下伏地层。
同沉积微断层是沉积物发生差异压实、主要受拉张力作用而形成的层内微断层,常呈阶梯状排列,断距一般较短,多为几毫米到几厘米。
3讨论
3.1古地震的周期性
与现代地震相似,震积岩记录的古地震活动也具有一定的周期性。
如图5所示,震积岩在地层中的重复出现可以揭示区块附近的古地震活动周期。
在震积岩层上下的未变形层为间震期的沉积,
若干
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2021年2月
密集地震 事件层
1次地震
发生地震事件的地层组
1次地震
间震期
地震事件层
1次地震
间震期
液化卷曲变形
负载构造 火焰构造
液化卷曲变形
同沉积微断层 布丁构造负载构造
液化卷曲变形
负载构造火焰构造
正常层
事件层
正常层
事件层
正常层
事件层
正常层
3次地震事件在岩心中的记录。
柯51井,安居安组,3716 m
图6西昆仑山前叶城凹陷中新统岩心中的1个地震幕
Fiq. 6 A seismic episone in ecu of the Mmcese at Ycchese shp
of West Kunlun Monntaix piebmont
正常沉积层
图5地层中的地震幕与活跃期(据乔秀夫等,2006)
活 跃 期
幕
幕幕
幕
Fiq. 5 Seismic episones and active perions in stutu
(afteu Qiao ch a., 2006)
个震积岩层和之间相隔的未变形层组成1个地震 幕,地震幕与之间更厚的未变形层代表了更长时间 平静时期;若干个地震幕构成1个地震活跃期
(乔秀夫等,2006, 2013, 2017;乔秀夫和李海兵,
2009)。
在柯51井3716 m 岩心中能发现明显的地震幕 (图6),自下而上发育3个震积岩层,下部震积岩 层发育有液化卷曲变形、同沉积微断层、布丁构 造、负载构造,其变形厚度为4cm ;中部震积岩
层发育液化卷曲变形、负载构造和火焰构造,变形
厚度为3cm ;上部震积岩层发育液化卷曲变形、 负载构造和火焰构造,变形厚度为3cm 。
整个地
震幕厚约为20 cm 。
从变形特征即可以得出下部震 积岩层沉积时期的地震活动较为强烈,中、上部震
积岩沉积时期的地震活动较弱。
由于柯51井在中新统大量取心,故此对柯51
井岩心进行系统观察统计,发现柯51井中新统震
积岩分布大致可以划分为4个不同的地震活跃期 (图7) o 第1期发育在安居安组和克孜洛依组交界 处,井深为3690. 61〜3795. 44 m ,第2期发育在安 居安组中部,井深为3050. 95〜3331. 60 m ,第3期
发育在在安居安组上部,井深为2821.04〜
2832.94m ,第4期发育在帕卡布拉克组与安居安
组交界处,井深为2657. 14〜2682. 67 m 。
第1期和 第2期的变形构造多样、变形厚度大,说明这段时
间该区域的构造活动较为强烈且构造周期时间较 长。
第3期和第4期的变形构造较为单一、变形厚 度较小,反映了这段时间的区域构造活动较弱,构
造周期较短。
叶城凹陷中新统震积岩发育在克孜洛 依组顶部到帕卡布拉克组底部,即从波多尔阶
(BuUigalian )顶到托尔托纳阶(Tortonian )底,时
间跨度大约为5Mn (距今16— l1Mv )o 根据震积岩 发育的层位,推断第1幕的地震变形构造发育于克
孜洛依组和安居安组交界处,距今约为16Mn ,第2 幕为安居安中部,距今约为1 Mn ,第3
幕为安居安
第23卷第1期陈泉均等:西昆 仑山前塔里木盆地叶城凹陷中新统震积岩及其地质意义149
组统GR/API 0——150
g
g
震积岩 发育构造
g OC
井深
/m
震积岩
发育 位置
岩性剖面
g 履一
液化砂脉, 泥质触变变形, 布丁构造, 同沉积断层, 负载构造, 挤入构造, 液化卷曲变形, 液化底辟构造
液化砂脉, 泥质触变脉
液化砂脉, 液化卷曲变形, 负载构造, 挤入构造
液化砂脉, 液化卷曲变形, 球枕构造, 负载构造, 挤入构造, 泥质触变变形, 微断层
帕卡
居
安
安
g cs — E —
中
统
负载构造与液化砂脉 挤入构造 同沉积 布丁构造液化卷曲 球枕构造 (火焰构造)微断层 变形
泥质触变楔 细砂岩 粉砂岩泥质粉砂岩粉砂质泥岩 泥岩
图7西昆仑山前叶城凹陷柯51井
中新统震积岩特征和发育层位
Fin ,5 Characteristics of seismites anC their occurreece in
the Mioceee of Well Ke-51 ai Yechenc sag of Wesi Kunluc
Mouutain pieemoui
组上部,距今约为19 Ma ,第4幕位于安居安组与帕 卡布拉克组交界处,距今约为11Ma 。
3.2地质意义
地震活动主要发育在构造活动带及附近区域,
目前世界上有4大构造活动带:环太平洋地震带、
地中海一印尼地震带、洋中脊地震带和大陆裂谷地 震带。
中国地震主 要 分布 于 邻 近 环 太 平洋 地 震 带、
贺兰山一六盘山一龙门山一横断山地震带和中国西
部地震带。
中国西部地震带主要分布在塔里木盆地
的盆山交接带、昆仑山山缘、青藏高原等地。
本研 究区正好位于西昆仑山前的塔里木盆山交接带,自 新生代以来区域构造活动较活跃,同时伴随强地震 作用。
对岩心的观察统计表明,叶城凹陷的震积岩主
要出现在中新统克孜洛依组顶部和安居安组底部、 安居安组中部和顶部。
通过叶城凹陷多口钻井岩心
对比,发现克孜洛依组顶部和安居安组底部取心段 都发育有相应的震积岩构造,说明在中新世克孜洛
依组顶部和安居安组底部沉积时期区域构造活动较
为强烈。
一般来说震级大于里氏5级或可度烈度才 能发生液化(乔秀夫等,1997;田洪水等,2015a ,
2015b ;苏德辰和乔秀夫,2018),随着地震活动
的强度以及烈度不同,沉积时期所形成的软沉积变 形特征也不相同。
当地震活动较弱的时候,仅仅能
引起沉积物的受力不均衡,形成扰动纹层;地震活
动增强到5.5~6.5级或皿度烈度则会使岩层发生
液化变形,形成液化脉、泄水构造(碟状构造)
和液化卷曲变形,或使黏性沉积物发生触变变形, 或者使沉积物上覆粗碎屑沉积物下陷到下部较细的
沉积物中,形成负载构造、球枕构造以及伴生的挤 入构造(主要为火焰构造);当地震强度进一步增 强到7. 5级或K 度烈度时则会引起固结的沉积物发
生错断,形成微断层;或引起岩层破碎,形成震塌
岩或者震裂岩(Tian ef al., 2015;田洪水等,
2016)。
通过对取心段岩心观察可以发现,安居安
组主要发育液化卷曲变形、液化砂脉、球枕构造及
少量的同沉积微断层,这表明安居安组沉积时期构 造活动强度应当在5-7.5级或烈度M-IX 度。
除了地震,海啸、沉积物负载、冰川负载等因 素也能引起软沉积物变形,所以如何辨别软沉积构
造变形的具体成因显得尤为重要,乔秀夫和李海兵
(2009)认为确定是否是震积岩要详尽了解区域构
造背景,Owen 等(2011)总结了震积岩的6大特
征:(1)在一定区域内广泛分布;(2)在横向上
具有一定的连续性;(3)纵向上具有重复性; ( 4 区域内的 软 沉 积 物 变 形 与 地 震 形 成 的 软 沉 积
150古地理学报2021年2月
物变形具有可对比性;(5)邻近区域具有活动的断层;(6)变形带特征应当与相应活动断层相关。
根据区域内发育的软沉积物变形构造特征及其分布规律,与前人总结的震积岩特征,可以确定区域内软沉积变形构造是由地震引起的。
新生代以来,受欧亚板块碰撞和帕米尔构造带向上推移旋转的强烈影响,西昆仑造山带重新活化,并向塔里木盆地强烈挤压冲断(闫淑玉等,2018)。
研究区主要位于西昆仑山前冲断带(图1),区域内断层主要为逆冲断层,断层走向多为北西向和东西向。
大的区域断层主要有3条:棋北—固满一和什塔格断层、铁克里克北缘断裂和库斯拉甫断裂。
从中新世开始,西昆仑山开始大规模隆升,在西昆仑山前冲断带形成大量的断裂。
其中铁克里克北缘断裂,西起柯克亚,一直向东延伸至和田,长度约为360km,断裂的西部为东西走向,东部为北西西走向。
其发育时间为中新世中晚期(胡建中等,2008;程晓敢等,2012;廖晓,2218)。
昆仑山前冲断带叶城地区的震积岩横向和纵向的大范围分布,也从侧面验证了中新世以来区域构造活动强烈、地震频繁。
4结论
1)在塔西南叶城凹陷中新统陆相地层中识别出地震引起的特殊沉积构造,包括液化砂脉、液化卷曲变形、软泥触变流动、球枕构造及挤入构造、液化底劈、软布丁构造和同沉积微断层。
这是首次在塔里木盆地西南缘昆仑山前新近系发现震积岩,且分布范围较大。
2)震积岩在岩心中多次重复出现,表明叶城凹陷的地震活动具有周期性的特征,中新世克孜洛依组和安居安组沉积时期发育4个地震活跃期,第1、2期时间较长、构造活动较强烈,第3、4期时间较短、构造活动较弱。
3)叶城凹陷中新统发育大量不同的震积岩构造,与中新世西昆仑山阶段性隆升、西昆仑山前冲断带逆冲断层活动有关,也就是与这一系列活动过程产生地震有关。
致谢对于西南石油大学地球科学与技术学院马青副教授在岩心观察过程中的指导、中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院陈才工程师和孙迪工程师在岩心观察中的帮助、中国石油塔里木油田公司岩心库工作人员在观察岩心时所提供的帮助,在此一并表示感谢。
感谢审稿专家提供参考资料和提出的有益修改意见。
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