震积岩的研究历史和现状

1.国外震积岩的研究历史和现状

地震对沉积物影响的研究始于上世纪五六十年代,有学者注意到地震引起海底沉积物的变形和位移。例如,希曾&尤因(1952)研究了加拿大格兰班克地震引起的海底沉积物的位移、变形和浊积岩。巴雷特(1966)在阿拉斯加威廉王子海峡浅水区观测到了1964地震对沉积物的影响。Seilacher是第一个正式提出震积岩的人。Seilacher(1969)在研究了美国加利福尼亚州新近纪中新世具有渐变断裂特征的Monterey页岩后,认为页岩中的渐变断裂是由地震引起的,认识到未固结的水下沉积物被地震改造形成再沉积的沉积物,定义为震积岩。随后,许多地质学家对震积岩(seismite) (Sims,1973,1975;Lucch,1980;卡斯滕斯&西塔,1981;菲尔德等人,1982;Seilacher,1984;Cita,1984;斯帕莱塔&韦尔,1984;穆蒂等人,1984;Einsele等,1996),对比古今地震活动沉积,相继提出了一些地震活动岩石的识别标志和垂向序列,确定了地震活动岩石的沉积、结构和垂向相变特征;对不同层位、不同时期、不同区域地震活动引起的沉积物变形结构和成因机制,震积岩的分类进行了深入探讨(Plaziat et al .,1990;Roep&Events,1992;Cojan&Thiry,1992;Guiraud&Plaziat,1993;欧文,1996;仙童等,1997;弗兰克&里昂证券,1998;罗德里格斯-帕斯夸等人,2000年;罗塞蒂&Goes,2000;Takahama等人,2000年;库尔伯格等人,2001;莫雷蒂等人,2002年;Knaust,2002年;拉尔夫,2006;莫雷蒂&萨巴托,2007;蒙特纳特等人,2007年;Fortuin&Dabrio,2008年).其中,具有里程碑意义的是1984年美国《海洋地质》杂志发表的《地震与沉积》专辑,该专辑系统总结了地震和地震活动,从而推动了地震事件沉积学的发展。

图4-2中国地震带分布

国外学术界对震积岩的研究,在震积岩本身的特征方面取得了很多成果;同时,在研究方法上也取得了进展和突破。比如:

(1)利用地质填图和探地雷达技术研究与地震有关的变形构造的几何形态和大小及其与沉积基底的关系(Elissandra等,2011)。

(2)利用沉积物的磁各向异性(AMS)作为指标研究与地震作用有关的变形构造(Toshiya等,2001;库尔特和丽莎,2003年).

(3)利用重力逐级加载的弹性模型研究变形构造的形成条件(Phillip&Eric,2010)。

(4)根据结构、粒度、渗透率等数据,研究断层活动引起的沉积岩碎块物性变化(Balsamo&Storti,2010)。

(5)根据全新世软沉积物的变形研究地震活动的过程和时期(Suter等,2011)。

(6)利用14C的有机样品确定地震活动的周期(Sukhija等人,1999)。

(7)建立了与地震活动有关的变形构造的四个特征(Ettensohn等,2011)。

2.中国震积岩的研究历史和现状。

我国地质学家对古地震形成的震积岩的研究由来已久(宋,1980,1988;梁等,1991;吴先涛、尹国勋,1992),特别是1994以来,国内不同学者对不同时期、不同类型盆地的震积岩进行了较为深入的研究(乔秀夫等,1994,1996,1999,200)。乔秀夫,2002;乔秀夫、张安迪,2002;乔秀夫、高林芝,2007;乔秀夫和李海兵,2008;孙晓萌等人,1995;宋,1998;宋等,2000;郭建华等人,1999;杜,2005;杜和韩信,2000;杜源等人,2001,2007;还有郑钧等。, 2000;潘国强等,2000;乔、高,2000;刘鹏举,2006 54 38+0;段等,2002;郭等,2002;梁,等,2002,2009;贾志海等,2003;吕洪波等人,2003,2006;田洪水等,2003,2006;高林芝、刘永清,2005;尹和,2005;颜等,2005;李海兵,2006年;周等,2006;张传恒等,2006,2007;张一娴等人,2006年;彭阳等,2007,2009;黄宏伟等,2007;杜等,2009;王长勇等,2008;王等,2008;邵晓燕等,2009),并取得了一系列重要的研究成果。

纵观中国震积岩30年的研究历史,成就和进展主要体现在以下几个方面:

(1)系统研究了不同构造背景海相沉积中发育的震积岩的特征和序列。宋等(1988)对北京十三陵中元古界雾迷山组震积岩进行了研究,建立了地震海啸序列。梁等(1991,1994)研究了川西、滇西古陆边缘地区的震积岩,建立了震积岩和不整合层序。乔秀福等(1994,1997,2001,2002)研究了华北东部震旦系碳酸盐岩的沉积过程,建立了碳酸盐岩振动液化的地震序列,解释和分析了液化泥晶灰岩脉和软质沉积构造的成因机制。孙晓萌等(1995)研究了滇西北金沙江中段大陆边缘的震积岩沉积,建立了具有原位地震干扰层和异地滑动震积岩双层结构的大陆边缘震积岩序列。郭建华等(1999)对湘西大涌上震旦统灯影组碳酸盐岩中的地震角砾岩进行了研究,建立了地震角砾岩的垂向层序,并对其成因进行了解释和分析。

(2)系统研究了中国东部陆相湖盆特别是陆相断陷湖盆中震积岩的特征和层序。吴先涛和尹国勋(1992)在研究四川峨眉晚侏罗世湖泊沉积时,建立了碎屑岩原位体系地震液化序列。陈等(2003)、等(2004)、傅等(2004)、等(2004)研究了中国东部渤海湾盆地济阳坳陷古近系岩芯中的震积岩特征,建立了相应的碎屑岩地震序列,开创了从古生代海相地层到东部新生代生油断陷盆地碎屑震积岩研究的新时代,具有一定的石油地质意义。

(3)研究了具有稳定构造背景的坳陷湖盆中发育的震积岩特征。夏、田景春等(2007)、王长勇等(2008)、邵小燕、田景春等(2009)对鄂尔多斯盆地三叠系延长组中发现的震积岩进行了系统研究,建立了震积岩层序。

(4)系统地提出了震积岩的分类和命名方案。乔秀福等(2009)首次系统地提出了地震触发沉积变形的分类方案,即震积岩类型的分类方案。这一成果对古震积岩记录的野外调查和鉴定很有帮助。