包佳鳳 趙云江 王承平 王 偉 楊仕潘 張 坤 馬進(jìn)華

(1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院 昆明 650093;2.云南省地質(zhì)調(diào)查院 昆明 650216; 3.云南省地質(zhì)勘查院 云南玉溪 653100)

滇西保山金雞地區(qū)三疊系上統(tǒng)大水塘組震積巖的發(fā)現(xiàn)及意義

包佳鳳1,2趙云江2王承平3王 偉2楊仕潘2張 坤2馬進(jìn)華2

(1.昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院 昆明 650093;2.云南省地質(zhì)調(diào)查院 昆明 650216; 3.云南省地質(zhì)勘查院 云南玉溪 653100)

以往認(rèn)為保山地區(qū)三疊系上統(tǒng)大水塘組為淺海沉積,通過(guò)1∶5萬(wàn)金雞村等幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查,本文認(rèn)為保山三疊系上統(tǒng)大水塘組的背景沉積主體為一套鈣質(zhì)濁積巖,主要由A、E段組成,中部夾薄層狀硅質(zhì)巖(饑餓沉積),并伴有滑塌巖塊,屬斜坡-盆地環(huán)境,是永德-黑山裂谷(海槽)的一部分。筆者在大水塘組中首次發(fā)現(xiàn)了震積巖,包括振動(dòng)液化卷曲變形構(gòu)造、微同沉積斷層、液化泥晶脈、震積不整合、地裂縫、液化角礫、液化眼球及由地震使沉積物液化流動(dòng)形成的滑(流)積巖、滑(流)褶皺等資料,這些現(xiàn)象組合規(guī)律性極差,僅有少量有垂向組合層序,顯示出地方性屬種的色彩。微同沉積斷層、液化泥晶脈幾乎充滿沉積的全過(guò)程。巖石遭敲擊時(shí),都會(huì)散發(fā)出極濃的油氣味,顯示出良好的烴源巖特征。因此,研究大水塘組震積巖的分布和形成對(duì)于恢復(fù)三疊系上統(tǒng)大水塘組古地理環(huán)境及尋找烴源巖都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

三疊系上統(tǒng) 大水塘組 震積巖 烴源巖 金雞

0 引言

在地層中有古地震事件記錄的巖層稱為震積巖。1969年德國(guó)學(xué)者Seilacher A提出震積巖(Seismites)的概念,其原意是指一個(gè)構(gòu)造活動(dòng)區(qū)未固結(jié)的水下沉積物受到地震改造與再沉積的沉積物,之后于1984年對(duì)比了現(xiàn)代和古地震成因的沉積物之后,提出了微褶紋理、斷裂遞變層、均一層作為震積巖的標(biāo)志性沉積構(gòu)造,從此奠定了研究震積巖的基礎(chǔ),同時(shí)為沉積學(xué)、地層學(xué)的發(fā)展注入了新鮮的血液。為此,震積巖的研究進(jìn)入了輝煌的時(shí)代。在我國(guó),震積巖的研究取得了極其重大的進(jìn)展,表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:(1)建立了不同環(huán)境下震積巖的垂向序列[1～5]。宋天銳等[1]建立了北京十三陵地區(qū)霧迷山組碳酸鹽巖的地震-海嘯序列,該序列包括由地震引起的層內(nèi)尖棱狀褶曲、板刺狀礫巖及由海嘯引起的濁積巖與筑丘構(gòu)造。吳賢濤等[2]建立了四川峨嵋地區(qū)侏羅紀(jì)湖泊碎屑巖的原地系統(tǒng)的地震液化序列,該垂向序列自下而上分為未震層、微型斷裂層、微型褶皺層、碎塊層及均一層、上覆未震動(dòng)層。喬秀夫、宋天銳等[5]建立了華北地臺(tái)東部震旦系的碳酸鹽巖振動(dòng)液化序列。該序列包括原地系統(tǒng)和異地系統(tǒng),原地系統(tǒng)為液化系統(tǒng)。認(rèn)為該序列產(chǎn)生于淺水環(huán)境下未固結(jié)的碳酸鹽巖中,地震大于6級(jí)。梁定益、聶澤同等[6,7]通過(guò)對(duì)川西木里、滇西瀘沽湖、保山等地的考察,提出了震積巖由下伏原地相-地震擾動(dòng)層及上覆異地相-滑來(lái)震積層組成,二者之間為震積不整合分隔。孫曉猛[8]等通過(guò)滇西金沙江中段的考察,根據(jù)震積巖的形成構(gòu)造背景、形成機(jī)理及識(shí)別標(biāo)志將海相震積巖劃分為淺海臺(tái)地相震積巖和大陸邊緣相震積巖兩種基本類型。進(jìn)一步證實(shí)了大陸邊緣相震積巖具有原地地震擾動(dòng)層和滑來(lái)震積層雙層結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)。(2)對(duì)震積巖的形成機(jī)理和構(gòu)造背景取得了重要認(rèn)識(shí)[6～10]。杜遠(yuǎn)生等[9]研究了滇中新元古界昆陽(yáng)群中震積巖,認(rèn)為昆陽(yáng)裂谷為一補(bǔ)償性的多旋回裂谷盆地背景;夏青松等[10]研究了鄂爾多斯盆地南部上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組的震積巖,認(rèn)為延長(zhǎng)組濁積巖的外界觸發(fā)機(jī)制是地震活動(dòng)引起的。(3)與地震有關(guān)的礦產(chǎn)已有所發(fā)現(xiàn),震積巖和油氣的關(guān)系研究都取得了進(jìn)展[11,12]①中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地調(diào)項(xiàng)目:1∶5萬(wàn)保山縣、金雞村等八幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(1212010784003)1∶50000孟定街等幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告。?，F(xiàn)代地震對(duì)人類是災(zāi)害性的,地史時(shí)期的地震除了災(zāi)害以外,也有利于礦產(chǎn)的形成和儲(chǔ)集,林方成等[11]在四川大渡河谷發(fā)現(xiàn)了黑色硅巖-鉛鋅礦-震積巖三者同期同位產(chǎn)出,認(rèn)為鉛鋅成礦作用與地震必然有內(nèi)在的聯(lián)系;陳世悅等[12,13]研究了濟(jì)陽(yáng)坳陷古近紀(jì)的震積巖,認(rèn)為震積巖自身也可能是一種油氣儲(chǔ)集體,地震的振動(dòng)作用能改善儲(chǔ)集層的儲(chǔ)集物性。滇西保山金雞地區(qū)三疊系上統(tǒng)大水塘組中震積巖(圖1)是在強(qiáng)烈拉張背景下形成的斜坡-盆地的鈣質(zhì)濁積巖的基礎(chǔ)上改造形成的,本身具有震積巖的共性特征,差別也是最明顯的,帶有鮮明的地方性屬種的色彩。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖1.新近系-第四系;2.侏羅系;3.三疊系南梳壩組;4.三疊系大水塘組;5.三疊系喜鵲林組;6.二疊系;7.石炭系;8.奧陶系;9.斷層;10.實(shí)測(cè)地質(zhì)界線;11.角度不整合界線;12.平行不整合界線;13.震積巖主要分布位置;14.交通線及地名點(diǎn)Fig.1 Sketch geologicalmap of the study area

1 區(qū)域地質(zhì)概況及研究現(xiàn)狀

保山地塊屬滇藏地層大區(qū)的保山地層分區(qū),上三疊統(tǒng)大水塘組(T3d)的層型剖面位于云南省鎮(zhèn)康縣大水塘(98°58',24°06'),由云南區(qū)測(cè)隊(duì)一分隊(duì)1966年測(cè)制,為一套灰色灰?guī)r,20世紀(jì)80年代三分隊(duì)沿用到保山地區(qū),擴(kuò)大了定義,劃分為兩段,上段為灰?guī)r,下段為原大水塘組下伏之玄武巖,兩組時(shí)代均確定為晚三疊世Carnina期。云南省巖石地層(1996)認(rèn)為分布局限,將其合并為上三疊統(tǒng)南梳壩組。本世初完成的1∶25萬(wàn)大理市幅沿用云南省巖石劃分方案,重點(diǎn)進(jìn)行了巖石地層、生物地層的劃分和對(duì)比。能收集的沉積環(huán)境資料甚少,基本認(rèn)為三疊系大水塘組為淺海環(huán)境[14,15],而且屬碳酸鹽臺(tái)地相沉積,其中生物豐富,顯示其沉積環(huán)境為水體流暢的濱、淺海區(qū)域。1998年,鐘大賚等提出了永德-潞西海槽[14]①1∶200000鳳慶幅、保山幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告的概念,并且認(rèn)為從東克欽-騰沖地塊與保山地塊的火山-沉積記錄明顯有別來(lái)看,潞西裂谷在晚古生代時(shí)即已存在并分隔了這兩個(gè)塊體。三疊紀(jì)時(shí)進(jìn)一步發(fā)育,表現(xiàn)在:①出現(xiàn)深海濁積巖沉積,伴有基性巖噴發(fā)和超基性巖侵入,但迄今未能證實(shí)出現(xiàn)新的洋殼; 1 400 m的火山巖系稱牛喝塘組,以大陸玄武巖為主,有少量流紋巖,頂部火山角礫巖;③卡尼早期的大水塘組鈣質(zhì)濁積巖(鈣質(zhì)砂頁(yè)巖、泥灰?guī)r、含燧石結(jié)核及條帶的泥質(zhì)灰?guī)r等),厚300～400 m;④卡尼階早期的南梳壩組陸源碎屑濁積巖夾鈣質(zhì)濁積巖,厚800 ～1 400 m,其化石以雙殼類(海燕蛤)及菊石為主。這種觀點(diǎn)非常值得關(guān)注,但未對(duì)永德海槽的物質(zhì)組成特征和演化進(jìn)行詳細(xì)的研究。區(qū)域資料表明[12]:牛喝塘組火山巖屬雙峰型噴發(fā)巖,具有大陸裂谷的特征,該套地層在潞西及以北的怒江地區(qū)并沒(méi)有分布。趙云江等[13]①趙云江等。災(zāi)變事件地層-斜坡滑塌(帶)堆積:以滇西保山地區(qū)三疊系上統(tǒng)南梳壩組沉積環(huán)境為例(地質(zhì)通報(bào),待刊)。經(jīng)過(guò)對(duì)三疊系上統(tǒng)大水塘組上覆地層南梳壩組的深入研究,認(rèn)為南梳壩組沉積環(huán)境為斜坡-深海濁積平原,發(fā)育有良好的大型古斜坡,堆積了巨厚的濁積巖,在該組中發(fā)現(xiàn)了大規(guī)模的滑塌(帶)堆積,因而指出永德裂谷沒(méi)有向潞西方向延伸,而是向北北東方向延伸到保山地區(qū),稱之為永德-黑山(海槽)裂谷,本文引用原始定義的大水塘組[14]。在保山一帶,該裂谷沉積了下部大水塘組的鈣質(zhì)濁積巖和上部南梳壩組的碎屑濁積巖,后者沉積時(shí)的水體要深一些?，F(xiàn)收集的資料表明,保山地區(qū)的三疊系上統(tǒng)大水塘組沉積環(huán)境是在強(qiáng)烈拉張的背景下形成的裂谷,在這個(gè)裂谷中不僅發(fā)育有良好的古斜坡,沉積了鈣質(zhì)濁積巖之外,而且還發(fā)育有滑積巖、震積巖,甚至可見(jiàn)這三種巖石合成“一體”。反映出這三種巖石組合是有內(nèi)在的成因聯(lián)系,體現(xiàn)在斜坡-盆地環(huán)境沉積在地震作用下的綜合記錄。

2 三疊系上統(tǒng)大水塘組的震積巖特征

保山地區(qū)三疊系上統(tǒng)大水塘組的背景沉積為鈣質(zhì)濁積巖夾薄層狀硅質(zhì)巖及少量鈣質(zhì)泥巖,沉積環(huán)境為斜坡-盆地相,但由于其所處的活動(dòng)性地質(zhì)構(gòu)造背景,在長(zhǎng)期的強(qiáng)烈的地震作用下,背景沉積物發(fā)生液化作用并發(fā)生滑(流)動(dòng)變形形成了滑(流)積巖,更為普遍的是大部分沉積物留下了地震記錄形成了震積巖。就震積巖的本質(zhì)而言,是地震對(duì)先期巖石的改造和同期沉積物的記錄。大水塘組中震積巖的現(xiàn)象非常豐富,但垂向?qū)有蚪M合復(fù)雜,既有液化序列、震碎序列,也有原地系統(tǒng)、滑積系統(tǒng),原地與滑積系統(tǒng)的巖石類型沒(méi)有差別,主要靠它們之間為震積不整合來(lái)識(shí)別。但液化巖脈、微同沉積斷層分布極為普遍,貫穿沉積的整個(gè)過(guò)程,本文按背景沉積巖、滑積巖及震積巖特征分述。

2.1 背景沉積

大水塘組背景沉積主要有三種類型:主體鈣質(zhì)濁積巖[17]、饑餓沉積、滑塌角礫巖。

A.鈣質(zhì)濁積巖

由灰、淺灰色薄-中層狀礫屑生物碎屑泥晶灰?guī)r(A)-灰、淺灰色薄層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r(E)組成(圖版Ⅰ-1)向上變細(xì)的基本層序[18]。礫屑泥晶灰?guī)r中礫屑礫徑2～3 mm,成分主要為有孔蟲(chóng)生物屑,有一定的磨圓度,顯示經(jīng)過(guò)搬運(yùn),具有再沉積的特征,礫屑顯示向上變細(xì)的規(guī)律,為正粒序?qū)永?局部含(B)段。含生物碎屑泥晶灰?guī)r中生物碎屑主要為有孔蟲(chóng)、棘屑等,含量2%～5%,發(fā)育密集水平紋層,間隔1 mm左右。

由灰、淺灰色薄-中層狀砂屑生物碎屑泥晶灰?guī)r-灰、淺灰色薄層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r(E)組成。砂屑泥晶灰?guī)r中砂屑主要為有孔蟲(chóng)生物屑(灰?guī)r)、棘屑(灰?guī)r)等,有一定的磨圓度,顯示經(jīng)搬運(yùn),具有再沉積的特征,含生物碎屑泥晶灰?guī)r發(fā)育密集水平紋層,間隔1 mm左右,表明為弱水動(dòng)力-靜水沉積環(huán)境。

B.饑餓沉積

主要由灰、淺灰色薄層狀泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r與灰色薄層狀硅質(zhì)巖組成的韻律組成(圖版Ⅰ-2),二者比例相近,層厚2～4 cm,硅質(zhì)巖(密集條帶)橫向延伸不穩(wěn)定,呈密集的條帶狀,其頂?shù)捉缑娓浇糠趾写罅康纳锼樾肌?/p>

C.滑塌角礫巖

滑塌角礫巖層位不固定,分布較普遍,角礫成分為灰、淺灰色砂屑生物碎屑泥晶灰?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)巖(碎裂的團(tuán)塊或條帶),礫徑大小不一,小者2 cm,大者30～40 cm,分選極差,部分分選一般,呈棱角狀,少量次圓狀,偶見(jiàn)正粒序?qū)永?規(guī)模大者厚10余米,局部白云巖化強(qiáng)烈。

2.2 滑(流)積巖

筆者在大水塘組中發(fā)現(xiàn)中-薄層狀泥晶灰?guī)r中出現(xiàn)的手標(biāo)本尺度或略大的緊閉褶曲,其上下的巖層均為正常疊置,沒(méi)有遭到后期斷層的改造,為了解釋這種罕見(jiàn)的地質(zhì)現(xiàn)象,提出了滑(流)積巖概念。滑(流)積巖是指沉積物在未固結(jié)之前,在地震作用下液化并產(chǎn)生向盆地方向滑(流)動(dòng),或在地震能量釋放的水平分力分層剪切作用下,液化流動(dòng)形成頂厚褶曲的巖石類型。顯然,這是一種軟變形,是一種特殊的巖石類型,明顯的特征是發(fā)育有緊閉的頂厚褶曲,這種褶曲是成巖之前形成的,相應(yīng)地,筆者把這種褶曲稱作滑(流)褶曲。

大水塘組中滑(流)褶曲類型單調(diào),規(guī)模為手標(biāo)本尺度或略大(圖版Ⅰ-3、Ⅰ-4),發(fā)育在鈣質(zhì)濁積巖的E段中,巖性為灰色薄層狀紋層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r?；?流)褶曲形態(tài)為同斜緊閉-頂厚型,波長(zhǎng)與波高比1∶5～1∶8,從單個(gè)褶皺-序列褶皺均有,軸面規(guī)則,表現(xiàn)為簡(jiǎn)單的平分面,軸面與層理平行或近于平行,樞紐近水平,轉(zhuǎn)折端較圓滑或尖棱,無(wú)拆膝現(xiàn)象,兩冀近于平行,其冀間角20°～30°。以上這些特征表明,滑(流)褶曲具有明顯的頂厚冀薄并且沒(méi)有中和面等重要特征,這和震積巖中的液化卷曲變形不同,滑(流)褶曲層巖石紋層保存得非常完好,頂?shù)捉詾閷永硐嗷テ叫?形成可能是沉積物經(jīng)地震長(zhǎng)時(shí)期的液化產(chǎn)生慢速流動(dòng),頂厚說(shuō)明沉積物從冀部向核部流動(dòng),可能是強(qiáng)烈地震水平分力剪切作用產(chǎn)生流動(dòng)的結(jié)果。因?yàn)樵趨^(qū)域上,該套地層處于表部層次,沒(méi)有經(jīng)歷區(qū)域變質(zhì)作用,也就不存在韌性變形。要形成這種滑(流)褶曲,除了需要有活動(dòng)的構(gòu)造背景外,還需要非常強(qiáng)烈而頻繁的地震,因此,滑(流)褶曲是震積巖的標(biāo)志之一,滑(流)褶曲中紋層斷斷續(xù)續(xù)、若隱若現(xiàn),也表現(xiàn)出被液化的特點(diǎn),稍后期的微同沉積斷層也截穿了褶曲。

2.3 震積巖

迄今為止,震積巖的研究取得了突破性進(jìn)展,雖然對(duì)震積巖的認(rèn)識(shí)基本相同,但尚未有人提出一個(gè)完整的震積巖的概念,孫曉猛等[8]強(qiáng)調(diào)成因與巖石組合,認(rèn)為震積巖是由地震作用所產(chǎn)生的具有震積構(gòu)造和震積序列的災(zāi)變事件沉積的,它不是一種巖石名稱,而是具有成因聯(lián)系的一組巖石組合。筆者認(rèn)為,震積巖是由地震作用參與的有震積構(gòu)造記錄的同期沉積巖巖石組合。

通過(guò)野外露頭觀察,確定大水塘組中發(fā)育的震積巖標(biāo)志清楚。筆者經(jīng)過(guò)研究認(rèn)為,三疊系上統(tǒng)大水塘組中的震積巖的宏觀特征與所有震積巖的宏觀特征是一致的,微觀特征的差別也是最明顯的。實(shí)際上,以往報(bào)導(dǎo)的震積巖的特征也或多或少都有差別,這些現(xiàn)象表明,震積巖都帶有地方性屬種的色彩。究其特征差別,主要與震積巖的背景沉積環(huán)境、背景沉積所處的構(gòu)造位置及地震的強(qiáng)弱程度、地震發(fā)生的頻率和地震期的長(zhǎng)短有關(guān)。大水塘組中震積巖主要特征表現(xiàn)在:

(1)大水塘組中有關(guān)震積巖的現(xiàn)象豐富,有微同沉積斷裂、地裂縫(地震裂縫)、微褶皺層、地震角礫巖、液化碳酸鹽巖脈、(似)液化角礫、液化卷曲變形、震積不整合等,但這些現(xiàn)象都比較孤立地存在,僅有少量有2～3個(gè)組合現(xiàn)象,如同濁積巖一樣,在露頭上發(fā)現(xiàn)完整的A-B-C-D-E段組合是困難的,這可能與其特殊的沉積環(huán)境有關(guān)。

(2)該組的背景沉積主體為一套鈣質(zhì)濁積巖,由于地震活動(dòng),由未固結(jié)鈣質(zhì)濁積物部分液化形成了滑積巖,由半固結(jié)-固結(jié)的鈣質(zhì)濁積巖則形成典型的層間階梯狀微同沉積斷裂(圖2、圖3)、地裂縫等(圖4),從這一點(diǎn)分析,難于確定液化序列、脆性序列的地震強(qiáng)度哪個(gè)更大。另一個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明,發(fā)生液化的沉積物全為碳酸鹽沉積物,而硅質(zhì)沉積物(條帶或團(tuán)塊)沒(méi)有發(fā)生液化,只發(fā)生微斷裂。

(3)層間階梯狀微同沉積斷裂特別發(fā)育,多呈高角度階梯狀的正斷層,產(chǎn)狀與層面近于直立,有兩組產(chǎn)狀,剖面上組成“X”型或“Y型”。局部能見(jiàn)“X”型或“Y”型微同沉積斷裂組成的微型地塹與地壘相間的微觀地質(zhì)構(gòu)造格局。從斷層特征看,斷層面都比較平直,說(shuō)明沉積物已經(jīng)固結(jié),在地震的作用下才發(fā)生斷裂,另一方面也說(shuō)明地震作用誘發(fā)的能量釋放方式是突然的、爆發(fā)式的、幕式的。

A.液化序列

液化“角礫”、液化“眼球”這兩種現(xiàn)象都是以往震積巖中未報(bào)導(dǎo)的現(xiàn)象,液化“角礫”(圖版Ⅰ-5)是沉積物液化到一定階段后,由于液化不均和地震終止,液化不再進(jìn)行,被液化物形成類似于角礫形狀的結(jié)構(gòu)。其特征呈不規(guī)則狀的“角礫”,部分液化角礫有向脈狀發(fā)展的趨勢(shì)。在本例中,液化“角礫”無(wú)分選性,大者5～6 cm,小者呈星點(diǎn)狀,部分呈橢圓狀,部分呈長(zhǎng)條狀,少量呈耦節(jié)狀、角礫狀,大部分顆粒邊界呈微波狀,少量呈齒狀、樹(shù)枝狀,大多雜亂排列,少量與層理平行,內(nèi)部還見(jiàn)撕裂狀的裂隙,部分與層面垂直或近于垂直,似刺穿層理。液化“眼球”(圖版Ⅰ-6)是指沉積物液化后在強(qiáng)烈的地震震動(dòng)下形成的一種圓形構(gòu)造,呈球狀,發(fā)育在薄層中或?qū)觾?nèi)部,呈等軸狀,但明顯不對(duì)稱,其中一部分保留有微波狀水平紋層,向鄰近突變或漸變消失,與上下巖層產(chǎn)狀不協(xié)調(diào),向上拱入上覆巖層底部,向下陷入下伏巖層頂部,其水平方向一側(cè)為硅質(zhì)團(tuán)塊,一側(cè)為薄層狀硅質(zhì)條帶夾薄層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r,因此,其形成可能是硅質(zhì)沉積物難以液化,而灰泥在強(qiáng)裂烈振動(dòng)中兩側(cè)受限而產(chǎn)生液化的結(jié)果。本文認(rèn)為,液化“角礫”、液化“眼球”也是震積巖的標(biāo)志之一。

液化泥晶脈

液化泥晶脈在大水塘組中非常普遍,除了滑塌巖塊中未見(jiàn)到外,其余巖中均有發(fā)育,大部分液化泥晶脈(圖版Ⅰ-7、圖版Ⅰ-8)是沿微同沉積斷層的裂隙充填,產(chǎn)狀及規(guī)模大多與微同沉積斷層一致,少量與層理平行,脈長(zhǎng)5～10 cm,厚1 cm左右,在剖面上把巖層截?cái)喑山跻?guī)則的長(zhǎng)方形,少量雜亂分布。

圖2 正斷層形成的微地塹與微地壘(相間微型地質(zhì)構(gòu)造)Fig.2 Micro graben and micro horst formed by normal fault(interphasemicro geological structure)

圖3 階梯狀微同沉積斷層及液化泥晶脈(部分重結(jié)晶成方解石脈)Fig.3 Stepladdermicro codeposition fault and liquefyingmud crystalline dike(partly recrystallized into calcite)

液化卷曲變形

液化卷曲變形現(xiàn)象較為普遍,主要表現(xiàn)為變形層理(圖版Ⅱ-1)(圖5)和層間寬緩狀“背斜”(圖版Ⅱ-2)(圖6),前者表現(xiàn)為微波狀和不規(guī)則狀變形,規(guī)模一般小于100 cm,部分形成微褶曲(圖版Ⅱ-3)。后者兩冀開(kāi)闊,不對(duì)稱,冀間角120°～140°。

圖4 震積巖及地裂縫特征Fig.4 Characteristics of seismites and ground fissure

圖5 混合型震積巖特征Fig.5 Characteristics ofmixed seismites

圖6 混合型震積巖特征Fig.6 Characteristics ofmixed seismites

B.脆性序列

代表性的有微同沉積斷層、同沉積斷層、地裂縫

微同沉積斷層規(guī)模較小(圖版Ⅱ-4、Ⅱ-5),但在該地區(qū)卻是確定震積巖最主要、最重要的地質(zhì)現(xiàn)象證據(jù),絕大多數(shù)呈序列高角度階梯狀分布,產(chǎn)狀較陡立,多與層面近垂直,顯著特征是斷層兩端被連續(xù)的巖層面所限制,兩盤巖層位移1 mm至數(shù)cm,一般為數(shù)mm級(jí)。從宏觀現(xiàn)象和性質(zhì)上看,均為正斷層。但在少量露頭上識(shí)別出微同沉積斷層有三組產(chǎn)狀,一組產(chǎn)狀基本與巖層層面垂直,性質(zhì)難以判別,其余兩組微同沉積斷層產(chǎn)狀總體呈高角度對(duì)稱或不對(duì)稱分布,傾角多在75°～85°,剖面上呈緊閉的X型或Y型。部分50°～70°。在少量的露頭上還存在特殊的類型,兩組斷層皆為正斷層,但形成有時(shí)間差,微同沉積斷層斷面一般都比較平直,顯示出成巖后期的脆性斷層特征(圖版Ⅱ-6),在硅質(zhì)條帶中兩組方向相反的正斷層特征表現(xiàn)尤為突出,其間隔一般數(shù)厘米,形成了典型的微地塹與微地壘相間排列的微觀地質(zhì)構(gòu)造。從微同沉積正斷裂組成的微型地塹與地壘相間的構(gòu)造樣式反映出地震對(duì)巖石的改造和破壞是非常深刻的,同時(shí),垂向斷距有方向性變化,即朝一個(gè)方向依次遞減。

同沉積斷層

規(guī)模稍大,發(fā)生在薄-中層狀巖層中,縱向長(zhǎng)100 cm左右,與層面呈高角度相交,兩端被正常巖層限制,具正斷層性質(zhì),斷層帶寬1～4 cm,發(fā)育有斷層角礫巖,角礫成分為背景沉積的鈣質(zhì)濁積巖,角礫呈高棱角狀,無(wú)分選,其兩壁還保留有未充填滿的微裂隙(圖版Ⅱ-6)。

地裂縫

在大水塘組中較為常見(jiàn),規(guī)模較小,長(zhǎng)一般數(shù)厘米,寬僅mm級(jí),層面垂直或近于垂直,與微同沉積斷層的區(qū)別是兩側(cè)巖層無(wú)明顯的位移,一般都比較平直,多被后期的液化物或晚期灰泥充填。

C.原地序列與異地序列

包括振動(dòng)液化角礫巖、液化卷曲變形序列,其巖石組合、震積特征并沒(méi)明顯差別,主要靠二者之間的震積不整合(圖版Ⅱ-7)面來(lái)識(shí)別。組合特征為:

震積不整合是表現(xiàn)為一平直的面,對(duì)下伏巖層有削頂和斜交(似頂超和下超現(xiàn)象)下伏巖層現(xiàn)象(圖版Ⅱ-8),前者震積不整合面下伏巖層(液化序列)表現(xiàn)為寬緩褶曲,震積不整合面與之交角約30°。斜交型表現(xiàn)為震積不整合面上覆巖層(滑積序列)紋層狀泥晶灰?guī)r的微細(xì)紋層呈半弧型與下伏巖層(正常沉積)斜交,交角約30°。

2.4 典型震積巖垂向?qū)有?/h3>

(1)原地序列與滑積序列組成的震積巖特征

上覆滑積序列:由灰、淺灰色薄-中層狀礫屑生物碎屑泥晶灰?guī)r(A)-灰、淺灰色薄層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r(E)組成,厚8～15 cm。礫屑顯向上變細(xì)的規(guī)律,為正粒序?qū)永?局部含(B)段,微同沉積斷層稀少。

震積不整合

下伏原地序列:由灰、淺灰色薄-中層狀礫屑生物碎屑泥晶灰?guī)r(A)-灰、淺灰色薄層狀含生物碎屑泥晶灰?guī)r(E)組成,局部含(B)段,厚20～25 cm,發(fā)育兩組以上密集的高角度微同沉積(正)斷層,斷層在剖面上呈緊閉的“X”型或“Y”型。實(shí)際上,原地序列經(jīng)過(guò)了地震液化過(guò)程。

(2)液化序列與脆性微同沉積斷層序列組成的震積巖特征

液化序列分為三個(gè)單元(圖版Ⅱ-8),①褶曲狀單元,由紋層狀泥晶灰?guī)r形成緊閉的褶曲,厚約30 cm,紋層與層面斜交。②震碎液化角礫巖,厚約50 cm,角礫大小不一,剖面形狀呈長(zhǎng)方形、三角形、凸透形等形狀,主要與層理面呈平行或斜交分布,少量近垂直層理分布,似刺穿層理。部分礫石中泥晶灰?guī)r的紋層呈微波狀,部分紋層被液化模糊不清。巖中有兩組泥晶脈,呈高角度相交,少量顯示為礫石被微同沉積斷層錯(cuò)斷形成的裂隙被稍晚期的灰泥充填。頂部有厚數(shù)厘米的透鏡狀礫屑生物碎屑泥晶灰?guī)r。③液化均一層,厚數(shù)厘米,為灰色泥晶灰?guī)r,無(wú)沉積構(gòu)造。

(3)單一震積巖序列

所謂單一型震積巖,是指震積巖的現(xiàn)象單一,垂向上無(wú)組合、無(wú)變化。主要有三種類型,分別是半液化角礫、微同沉積斷層和液化泥晶脈,各自特征如前所述。

3 結(jié)論及意義

保山地塊三疊系上統(tǒng)大水塘組的背景沉積為鈣質(zhì)濁積巖,其沉積環(huán)境為斜坡-盆地相,其中的震積巖是在永德-黑山裂谷的斜坡-盆地相堆積的鈣質(zhì)濁積巖的基礎(chǔ)上改造和沉積形成的。大水塘組的巖石普遍有極濃的臭味,在色樹(shù)壩一帶,曾發(fā)現(xiàn)了細(xì)小的瀝青脈,因此,該組巖石可能是很好的烴源巖。大水塘組中震積巖的現(xiàn)象和標(biāo)志是非常豐富和清楚的,但多呈獨(dú)立的、隨機(jī)的單一現(xiàn)象,垂向序列組合特征不顯著,充分顯示出震積巖的地方性色彩,同時(shí)反映了震積巖的垂向?qū)有蚺c很多的因素有關(guān)。地史時(shí)期地震是分布在活動(dòng)性伸展構(gòu)造帶上,結(jié)合永德一帶其上覆牛喝塘組的雙峰式火山巖特征,一方面說(shuō)明裂谷的形成和發(fā)展的動(dòng)力是控制地震的因素,這一點(diǎn)和其它地方引發(fā)震積巖的地震有著顯著的區(qū)別,進(jìn)一步證明永德裂谷(海槽)的延伸到保山黑山地區(qū),其時(shí)古地震的發(fā)生與保山地塊的南汀河斷裂、怒江斷裂(南西支)兩條邊界斷裂可能無(wú)成因上的聯(lián)系,因?yàn)楸Ｉ降貕K的這兩條斷裂可能是三疊紀(jì)永德-黑山裂谷拉張形成的邊界斷裂,而位于它們之間呈北東向展布的切割沙子坡組、喜鵲林組的走向斷裂可能是三疊紀(jì)永德-黑山裂谷拉張形成的階梯狀正斷層。實(shí)際上,永德-保山地塊(國(guó)內(nèi)部分)是由兩個(gè)被伸展斷層組、調(diào)整斷層組及滑脫斷層組[19]控制的菱形塊體[20](大型斷陷盆地)。因此,研究大水塘組中的震積巖不僅具有石油地質(zhì)學(xué)、礦產(chǎn)學(xué)的意義,同時(shí),對(duì)于探討大地構(gòu)造,特別是地殼尺度的大型伸展構(gòu)造的發(fā)展演化都具有現(xiàn)實(shí)的意義。另外,該組沉積時(shí)地震強(qiáng)烈而頻繁,持續(xù)時(shí)限之長(zhǎng),形成的災(zāi)難是什么?還有待進(jìn)一步的研究。

由于大水塘組中的震積巖具有濃烈的地方性色彩,液化序列的震積巖、滑積序列的震積巖都又遭到后期的脆性微同沉積斷層的改造,由此說(shuō)明震積巖是非常復(fù)雜的。

本文感謝專家們提出了寶貴的修改意見(jiàn)。文中提出了三個(gè)新名詞,并且將其作為震積巖的標(biāo)志,由于發(fā)育在大水塘組中有關(guān)震積巖的現(xiàn)象比較豐富和復(fù)雜,文中不免錯(cuò)誤,懇請(qǐng)科學(xué)家們來(lái)保山地塊作更深入的調(diào)查研究。

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The Discovery and Significance on the Seism ites of Dashuitang Formation in the Upper Triassic Series in Baoshan Jinji Area of Western Yunnan

BAO Jia-feng1,2ZHAO Yun-jiang2WANG Cheng-ping3WANGWei2YANG Shi-pan2ZHANG Kun2MA Jin-hua2
(1.College of Land Resources Engineering,Kunm ing University of Science&Technology,Kunm ing 650093; 2.Yunnan Geological Survey Institute,Kunm ing 650216; 3.Institute of Geological Exp loration,Yuxi,Yunnan 653100)

Previously considered the Dashuitang Formation in the Upper Triassic series in Baoshan Area was shallow marine sedimentary environment.This paper argues that the background deposition of the Dashuitang Formation in the Upper Triassic series in Baoshan area subject to a calcareous turbidite by 1∶50000 regional geological survey of Jinji Village site.It ismainly composed of the A,E segment that sandwiched thin-bedded chert in central folder(Hunger deposition),accompanied by slump rock blocks,being classified for slope-basin environment,and is a part of the Yongde-Montenegro Rift Valley(Trough).or the first time,the author found the seismites in the Dashuitang Formation that including vibration liquefaction deformation structures,micro-faultwith themicro deposition,liquefiedmicritic veins,seismic unconformity,fissure,liquefied breccia,liquefied eyeball,and sliding(Flowing)sedimentary rocks,slip(flow)folds,slump rock blocks of liquefied sediment flow of the earthquake.It is very poor that the regularity of combination of these phenomena.Only a small amount of them with vertical combination sequence that shows features of endemic species.Micro-Fault with the micro deposition and liquefied micritic veins are almost filled the whole process of the deposition.It can emit a very strong smell of oil when the rock was struck,that shows the good characteristics of hydrocarbon source rocks.Therefore,the study on the distribution and formation of seismites, Dashuitang Formation has very important practical significance that for the ancient paleogeographic environment of the Dashuitang Formation in the Upper Triassic series and the search for hydrocarbon source rocks.

Upper Triassic series;Dashuitang Formation;seismites;hydrocarbon source rocks;Jinji

包佳鳳 女 1974年出生 碩士研究生 高級(jí)工程師 地質(zhì)工程 E-mail:baojiafeng@163.om

P512.2

A

1000-0550(2012)03-0490-11

2011-06-23;收修改稿日期:2011-09-13

圖版Ⅰ說(shuō)明 1.大水塘組中的鈣質(zhì)濁積巖(大雞山剖面);2.薄層狀泥晶灰?guī)r與硅質(zhì)巖互層(示饑餓沉積，大雞山剖面);3.含硅質(zhì)團(tuán)塊泥晶灰?guī)r中發(fā)育的滑(流)積巖(大雞山剖面);4.含硅質(zhì)團(tuán)塊泥晶灰?guī)r中發(fā)育的滑(流)積巖(大雞山剖面);5.泥晶灰?guī)r、液化角礫巖特征(喜鵲林剖面);6.薄層狀含硅質(zhì)團(tuán)塊生物碎屑泥灰?guī)r中液化眼球(大雞山剖面);7.泥晶灰?guī)r中的液化泥晶脈(小橋剖面);8.薄層狀泥晶灰?guī)r中的液化泥晶脈(黑山北).

圖版Ⅱ說(shuō)明 1.生物碎屑泥晶灰?guī)r中的液化卷曲變形層理(大雞山剖面);2.震積不整合，之上為滑積系統(tǒng)，之下為原地系統(tǒng)并發(fā)育液化卷曲變形層理(大雞山剖面);3.泥晶灰?guī)r中的液化卷曲變形層理(大雞山剖面);4.含硅質(zhì)條帶鈣質(zhì)濁積巖中兩組階梯狀同沉積微斷層，組成“微地塹、微地壘”相間的構(gòu)造特征(喜鵲林剖面);5.生物碎屑泥晶灰?guī)r中的同沉積微斷層、陡立及平行層理中的液化泥晶脈(喜鵲林剖面);6.鈣質(zhì)濁積巖中的同沉積斷層及地裂縫(大雞山剖面);7.紋層狀泥晶灰?guī)r中震積不整合面，發(fā)育細(xì)小液化泥晶脈(大雞山剖面);8.鈣質(zhì)濁積巖中的震碎液化角礫巖、穿刺層理、同沉積微斷層(大雞山剖面，拍攝地點(diǎn)與Ⅰ-4相同).另:除圖版Ⅰ-5、Ⅱ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-7外，其余圖版均有同沉積斷層，除Ⅰ-5、Ⅱ-1外，其余圖版均有液化泥晶脈.