白云滑坡地震剖面
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1.白云滑坡的分布范围
白云滑坡位于南海北部水深区白云凹陷内,面积约为10000 km2,主要分布在水深300-3000 m 的陆架边缘、陆坡和深海平原。
其中滑坡北侧和东侧侧壁长达200 km,南侧和西侧的侧壁长度约130 km。
图1 白云滑坡在南海北部珠江口盆地位置图
白云滑坡受构造运动、海平面变化、地震、流体活动等因素的影响,在陆架
陆坡过渡带(水深700m-1300 m)开始形成,沿着滑坡底部剪切面由西北向东
南方向发生滑移,最终消亡于深海平原。
2.白云滑坡的内部结构
Bull(2009)依据海底滑坡各部分不同的运动学指示及应力特征,将海底滑坡分为头部拉张区、体部滑移区和趾部挤压区三个构造单元。
图2 白云滑坡各结构单元
2.1头部拉张区
海底滑坡头部拉张区位于上坡,主要受伸展作用控制,该区域有滑坡陡壁、伸展脊和块体两种运动学指示特征。
滑坡陡壁指滑坡后留下的断层崖,根据其位置可分为滑坡后壁和侧壁。
滑坡后壁位于海底滑坡头部的拉张区,大致平行于陆坡,被认为是海底滑坡上端结构的重要标志。
后壁是岩体在受到拉张应力及重力作用下发生形变,在斜坡顶部形成的陡崖。
后壁一般比较陡峭,倾斜角度在15°-35°之间,拉张断块直接沿着后壁向下坡方向搬运。
后壁在地震反射资料上有较好的反映,在地震剖面上识别后壁是相对简单的,一般后壁发育的地方会有一系列的小断层。
发育后壁的区域一般海底发生突变,形成一个陡崖,在陡崖的上倾地层未发生变形,在陡崖的下倾方向,地层的厚度会发生变化,甚至缺失。
在地震剖面上对较老后壁的识别是比较困难的,因为海底滑坡的发育是一个多其次,边滑塌边沉积的过程,后来的海底滑坡沉积物会上覆于之前的海底滑坡之上。
图3 白云滑坡头部拉张区地震反射特征
图4 后壁发育的阶梯状断层在地震剖面上的反应
滑坡侧壁位于滑坡的两侧,长达数百千米至数千米不等,由于海底滑坡的作用过程会对基底及围岩产生较强的侵蚀作用,所以海底滑坡与围岩的边缘接触特征较为明显。
侧壁的方向一般与海底滑坡的搬运和流动方向相平行,在平面图上,侧壁也会呈现陡崖的特征,线状分布的特点使其与周围未变形地层的关系较为明显。
侧壁的识别能够对海底滑坡的大致范围进行限定。
由于随着侧壁逐渐远离后壁,并在下倾方向慢慢消失,所以侧壁的追踪有一定的困难。
侧壁的方向一般与海底滑坡的搬运方向相平行,切片上,一般侧壁的内侧为杂乱变形的海底滑坡,外部为未变形地层。
由于随着侧壁逐渐远离后壁,并在下倾方向慢慢消失,所以侧壁的追踪有难度会逐渐增加。
图5 白云滑坡侧壁及底部剪切面在三维地震剖面上的识别
2.2 白云滑坡的体部滑移区
体部滑移区是海底滑坡体的主体部分,一般遭受强烈的变形也可保持内部蹭序不变,压实好,滑移速度快的滑坡体内部层序完整性较好。
滑坡体沿着底部剪切面向下坡方向运移,造成了沉积物的强烈变形,以及产生了一系列指示滑坡运动特征的构造,例如侧壁、滑坡顶界面和底界面。
图6 白云滑坡体部滑移区的地震识别特征
地震剖面显示,滑坡体坡度较滑坡根部明显降低。
地震相继承育了滑坡根部的楔状弱振幅杂乱地震相、谷状水平充填中振幅中连续地震相、透镜体状前积地震相特征,部分发育有席状亚平行弱振幅连续地震相。
席状地震相以波状-亚平行反射结构为特征,外形呈丘状-席状,反映了滑坡体逐渐向深水区的不断推进消亡。
在滑坡中部发育有大量侵入体,该现象在Storrage地区也被发现,很可能为滑坡形成的一种诱因。
图7 垂直滑坡走向地震剖面图
滑坡底界面位于滑坡下部,贯穿滑坡主体底部,底界面内沉积物液化,富含流体,是一个构造滑脱面。
白云滑坡底部剪切面上方地层发生变形,地震反射特征为杂乱发射,滑坡体
下部地层则保持原有层位,不受影响。
白云滑坡底界面呈沿北西-南东向延伸,在深海盆地消亡。
2.3 白云滑坡的趾部挤压区
趾部挤压区位于滑坡体的下坡区域,整体呈向下坡方向凸出的地貌。
趾部有不受限制前缘和受限制前缘两种形态,前者沉积物在下坡挤压形成逆冲褶皱等构造,后者沉积物沿海底继续向前运移,直至动能消失沉积下来,形成压力脊构造。
压力脊和逆冲褶皱构造的形成都与趾部的挤压有关,可以作为识别趾部的动力学指示特征。
由于受研究区地震资料分辨率的限制,在白云滑坡的地震剖面上只识别出逆冲褶皱这种构造特征。
海底滑坡的下端会出现多种挤压变形结构,其中挤压脊在海底滑坡的表面图上容易识别,振幅图也能识别其特征。
在切片上,挤压脊在海底滑坡的下端会以连续的弧形向下坡方向凸出。
在地震剖面上,滑坡前缘深入到深海盆地,外部形态最为简单,多期叠置,常呈叠瓦装逆冲构造,上覆于地层隆起带,表现为受阻的沉积物流,是坡度最小的部分,坡度一般小于3°。
地震相以席状亚平行弱振幅连续地震相为主,以平行-亚平行反射结构为特征,外形呈席状,反映了滑坡体逐渐向深海平原消亡的过程。
图8 滑坡前缘地震纵剖面。