震积岩的研究历史及现状

如题所述

1.国外震积岩的研究历史及现状

研究地震对沉积物的影响始于20世纪50~60年代,一些学者注意到地震作用导致海底沉积物变形和位移,如Heezen&Ewing(1952)对加拿大格兰德班克地震对海底沉积物位移、变形和引发的浊积岩进行了研究;Barrett(1966)对阿拉斯加威廉王子海峡浅水区1964年大地震对沉积物的影响进行了观察等。而真正首先正式提出震积岩的是Seilacher。Seilacher(1969)在研究美国加州新近纪中新世具有递变断裂特征的蒙特利页岩后,认为页岩中的递变断裂是地震引起的,并认识到由于地震作用改造未固结的水下沉积物形成再沉积层,被定义为震积岩(seismite)。随后许多地质学家对震积岩(震浊积岩)进行了系统研究(Sims,1973,1975;Lucch,1980;Kastens&Cita,1981;Field et al.,1982;Seilacher,1984;Cita,1984;Spalleta&Vail,1984;Mutti et al.,1984;Einsele et al.,1996),对比远古和现代震积成因的沉积物,相继提出了一些震积岩的识别标志和垂向序列,确定了震积岩的沉积、构造和垂向相变的特征;并针对不同层位、不同时代和不同地区地震活动引起沉积物变形构造及成因机制、震积岩的分类等进行了深入探讨(Plaziat et al.,1990;Roep&Events,1992;Cojan&Thiry,1992;Guiraud&Plaziat,1993;Owen,1996;Fairchild et al.,1997;Frank&Lyons,1998;Rodriguez-Pascua et al.,2000;Rossetti&Goes,2000;Takahama et al.,2000;Kullberg et al.,2001;Moretti et al.,2002;Knaust,2002;Ralph,2006;Moretti&Sabato,2007;Montenat et al.,2007;Fortuin&Dabrio,2008)。其中,具有里程碑意义的是1984年美国《Marine Geology》刊登的《地震与沉积作用》专集,对地震与震积作用进行了系统总结,以而推动了地震事件沉积学的发展。

图4-2 中国地震带的分布

国外学术界针对震积岩的研究在震积岩自身特征方面取得了大量成果;同时,在研究方法上也取得了进展和突破。诸如:

(1)利用地质测绘和地面穿透雷达技术研究与地震有关的变形构造的几何形状、大小及其与沉积基地的关系(Elissandra et al.,2011)。

(2)利用沉积物的磁化率各向异性(AMS)作为研究与地震作用相关的变形构造的指标(Toshiya et al.,2001;Kurt&Lisa,2003)。

(3)采用重力加载分步进行的弹性模型研究变形构造形成的条件(Phillip&Eric,2010)。

(4)根据结构、粒度和渗透性数据研究断裂活动所引起的沉积岩破碎的物性变化(Balsamo&Storti,2010)。

(5)根据全新世软沉积物变形研究地震活动的过程和周期(Suter et al.,2011)。

(6)利用有机样品的14C确定地震活动的周期(Sukhija et al.,1999)。

(7)建立了与地震活动相关的变形构造的四方面特征(Ettensohn et al.,2011)。

2.国内震积岩的研究历史及现状

我国地质学家很早就开始对地层中由古地震所形成的震积岩进行研究(宋天锐,1980,1988;梁定益等,1991;吴贤涛和尹国勋,1992),特别是1994年以来,国内不同学者对不同时期、不同类型盆地内的震积岩进行了更为深入的研究(乔秀夫等,1994,1996,1999,2001,2002,2006,2007,2008;乔秀夫,2002;乔秀夫和张安棣,2002;乔秀夫和高林志,2007;乔秀夫和李海兵,2008;孙晓猛等,1995;宋天锐,1998;宋天锐等,2000;郭建华等,1999;杜远生,2005;杜远生和韩欣,2000;杜远生等,2001,2007;和政军等,2000;潘国强等,2000;Qiao&Gao,2000;刘鹏举,2001;段吉业等,2002;郭力宇等,2002;梁定益等,2002,2009;贾志海等,2003;吕洪波等,2003,2006;田洪水等,2003,2006;高林志和柳永清,2005;尹秀兰和杨天南,2005;严兆彬等,2005;李海兵,2006;周志广等,2006;张传恒等,2006,2007;张依宪等,2006;彭阳等,2007,2009;黄宏伟等,2007;Du et al.,2009;王昌勇等,2008;王化爱等,2008;邵晓岩等,2009),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,取得的成果和进展主要体现在以下几方面:

(1)系统研究了不同构造背景下海相沉积层中所发育的震积岩特征和震积岩序列。宋天锐等(1988)对北京十三陵中元古界雾迷山组震积岩进行研究,建立了地震-海啸序列;梁定益等(1991,1994)研究了川西、滇西古大陆边缘地区震积岩,建立了震积岩与不整合序列;乔秀夫等(1994,1997,2001,2002)研究了华北地区东部震旦系碳酸盐岩沉积时,建立了碳酸盐岩振动液化地震序列,并对液化泥晶脉及软沉积构造成因机理进行了解释和分析;孙晓猛等(1995)研究滇西北金沙江中段大陆边缘地区震积岩沉积,建立了具有原地相地震干扰层和异地相滑来震积岩层双层结构的大陆边缘震积岩序列;郭建华等(1999)研究湘西大庸上震旦统灯影组碳酸盐岩中震裂角砾岩,建立了震裂角砾岩的垂向序列,同时对其成因进行了解释和分析。

(2)系统研究了陆相湖盆特别是中国东部陆相断陷湖盆中所发育的震积岩特征和序列。吴贤涛和尹国勋(1992)研究四川峨眉晚侏罗世湖泊沉积时,建立了碎屑岩原地系统的地震液化序列;陈世悦等(2003),袁静(2004),付文利等(2004)及杨剑萍等(2004)针对中国东部渤海湾盆地济阳坳陷古近系岩心中的震积岩特征进行了研究,建立了相应的碎屑岩地震序列,开创了由古生代海相地层向东部新生代生油断陷湖盆碎屑震积岩研究转移的新时代,具有一定的石油地质学意义。

(3)开始了构造背景稳定的坳陷湖盆中所发育的震积岩特征研究。夏青松和田景春等(2007)、王昌勇等(2008)、邵晓岩和田景春等(2009)先后对构造背景稳定的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,并建立了震积岩序列。

(4)系统提出了震积岩的分类命名方案。乔秀夫等(2009)首次系统提出了地震触发沉积物变形分类的方案,即震积岩类型划分方案。这一成果非常有助于野外调查辨认古震积岩记录。

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