陳泉均 陸廷清 李 爽 馬 濤
西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川成都 610500
地震觸動飽和—未完全固結(jié)的先成沉積物而形成的軟沉積物變形構(gòu)造的巖層稱為震積巖,而軟沉積物變形構(gòu)造(soft sediment deformation structure,簡稱SSDS)指沉積層序頂部未固結(jié)沉積物的變形構(gòu)造(喬秀夫等,2017)。狹義的震積巖指由強(qiáng)地震振動為誘發(fā)機(jī)制形成的具有同沉積或準(zhǔn)同沉積變形構(gòu)造、地震事件沉積序列的沉積層;廣義震積巖還包括了由地震誘發(fā)的滑坡、海嘯等形成的沉積物變形(杜遠(yuǎn)生,2011)。震積巖最早由Seilacher在1969年提出,其原文為“seismites”,龔一鳴(1987,1988)將其翻譯為“震積巖”。數(shù)十年來,國內(nèi)外許多學(xué)者都對震積巖的變形構(gòu)造及其形成機(jī)理進(jìn)行了研究(Seilacher,1984;Spalletta and Vai,1984;宋天銳,1988;杜遠(yuǎn)生,2011;田洪水等,2016,2017;杜遠(yuǎn)生和余文超,2017;山穆玕等,2017;馮增昭等,2017),建立了一系列的地震事件沉積序列與成因模式(宋天銳,1988;吳賢濤和尹國勛,1992;喬秀夫等,1994,1997;田洪水等,2016)。
新疆塔里木盆地及北緣地區(qū)一些層位發(fā)現(xiàn)了大量的震積巖,前人對其成因進(jìn)行了系統(tǒng)研究,認(rèn)為盆地內(nèi)部的塔中及附近地區(qū)在奧陶系、志留系發(fā)育震積巖(魏垂高等,2007;何碧竹等,2010;喬秀夫等,2011;余卓穎等,2016),盆地北緣的柯坪地區(qū)二疊系卡侖達(dá)爾組和烏恰地區(qū)下侏羅統(tǒng)康蘇組中也發(fā)育震積巖(喬秀夫等,2008;喬秀夫和郭憲璞,2011;吳海輝等,2017)。除晚更新世湖相沉積物中發(fā)育震積巖的報道(Liangetal.,2018)外,在塔里木盆地及周緣山前地區(qū)新生代地層中未見震積巖的報道。在塔里木盆地西南緣的西昆侖山前葉城凹陷,筆者對柯51、柯30、柯20、柯2、捷得1、棋北3等6口井的巖心進(jìn)行觀察,首次發(fā)現(xiàn)中新統(tǒng)克孜洛依組和安居安組陸相地層中發(fā)育許多震積巖,震積巖中的軟沉積物變形構(gòu)造包括液化卷曲變形、液化砂脈、球—枕狀構(gòu)造、負(fù)載構(gòu)造及擠入構(gòu)造、軟泥觸變變形和同沉積微斷層等,并探討了震積巖與西昆侖山隆起和構(gòu)造活動強(qiáng)烈程度的關(guān)系。
塔里木盆地是以前震旦系為基底而發(fā)育起來的中國最大的含油氣盆地(賈承造,2004;何登發(fā)等,2005;鄔光輝等,2010),盆地周緣主要有三大造山帶,即北部的天山造山帶、西南和南部的昆侖山造山帶和阿爾金山造山帶。塔西南盆地是前陸凹陷盆地,位于塔里木板塊西南部,毗鄰青藏高原西北部的帕米爾—西昆侖造山帶。中新世由于喜馬拉雅造山運(yùn)動,西昆侖山的沖斷作用在塔西南盆地內(nèi)初步形成了喀什凹陷、齊姆根凸起、葉城凹陷的雛形(馬華東和楊子江,2003)。葉城凹陷位于西昆侖山山前地帶,主要分為3個構(gòu)造帶: 棋北—固滿構(gòu)造帶、柯克亞構(gòu)造帶和柯東構(gòu)造帶(圖 1)。
圖 1 西昆侖山前葉城凹陷沖斷帶斷裂分布及地層柱狀圖(據(jù)程曉敢等,2012)Fig.1 Fault distribution and stratigraphic histogram of thrust belt in Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmont(after Chen et al.,2012)
研究區(qū)域發(fā)育5條大的斷裂帶: 棋北—固滿—和什塔格斷裂以逆沖為主,長約250 ̄ ̄km,弧形展布,東段近東西向,西段為北西向。庫斯拉甫斷裂表現(xiàn)為右行走滑的特征。鐵克里克斷裂位于塔西南坳陷的東南部,走向為北西向,長度約為360 ̄ ̄km,尚未完全切穿新近系,推斷其形成時間在中新世中晚期。齊姆根走滑斷裂表現(xiàn)為右行走滑,伴隨著與斷裂活動相關(guān)的背斜形成,斷裂形成時間在古近紀(jì)早期。玉立群—克里陽走滑斷裂位于玉力群—克里陽一線,長度達(dá)60~70 ̄ ̄km,斷裂切斷中生界、新生界(程曉敢等,2012)。
塔西南盆地新生界發(fā)育。古近系主要為海相沉積,新近紀(jì)開始,由于印度板塊的擠壓以及帕米爾高原向北推進(jìn),阿賴海峽閉合,塔西南盆地進(jìn)入陸相沉積階段,新近紀(jì)至今沉積了沖積扇—扇三角洲—湖泊相碎屑巖。塔西南盆地新近系發(fā)育,由中新統(tǒng)的克孜洛依組、安居安組和帕卡布拉克組,以及上新統(tǒng)阿圖什組構(gòu)成。
中新統(tǒng)的克孜洛依組主要為褐灰色、淺褐色粉砂巖與褐色細(xì)粉砂巖互層,夾薄層泥巖、泥質(zhì)粉砂巖,厚度為600~1000 ̄ ̄m。安居安組巖性為淺褐色泥質(zhì)粉砂巖、褐色砂巖與棕褐色粉砂巖、細(xì)砂巖互層,夾灰褐色礫巖、砂礫巖,厚度為1000~1500 ̄ ̄m。帕卡布拉克組為一套淺褐色砂質(zhì)泥巖、棕褐色細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,夾灰綠色砂礫巖,厚度為1000~1200 ̄ ̄m(圖 1)。
研究區(qū)6口井于20世紀(jì)80—90年代由新疆石油管理局鉆探。 其中捷得1井鉆至安居安組,中新統(tǒng)發(fā)育帕卡布拉克組和安居安組,其余5口井都鉆至克孜洛依組底部。 中新統(tǒng)發(fā)育良好。 其中捷得1井取心2筒,觀察巖心2筒; 棋北3井取心2筒,觀察巖心2筒; 柯2井取心16筒,觀察巖心第1—7筒; 柯20井取心52筒,觀察巖心第40—52筒,柯30井取心7筒,觀察巖心7筒,柯51井取心101筒,觀察巖心101筒。 巖心觀察采用肉眼直接觀察。
在塔西南盆地的葉城凹陷,從中新統(tǒng)克孜洛依組和安居安組的柯51、柯30、柯20、柯2、捷得1、棋北3等鉆井巖心中識別出的軟沉積物變形構(gòu)造有液化砂脈、球枕構(gòu)造、負(fù)載構(gòu)造、擠入構(gòu)造、液化卷曲變形、軟泥觸變變形、液化底劈、軟布丁構(gòu)造及同沉積微斷層。
在葉城凹陷安居安組發(fā)育許多的液化砂脈構(gòu)造,寬度較小,一般為1~2 ̄ ̄cm,上下延展長度可達(dá)10 ̄ ̄cm。如柯51井安居安組中紅灰色砂脈與紫紅色泥巖界線清晰,砂脈呈上寬下窄,脈中還裹挾著部分觸變泥質(zhì)沉積物,砂粒粒徑為中粒(圖 2-a);柯51井安居安組中的紅灰色砂質(zhì)液化脈橫向充填于棕紅色泥巖層間,砂粒粒徑為中粒(圖 2-b)。一般認(rèn)為,液化砂脈通常是強(qiáng)地震的作用力使未固結(jié)的砂沉積物中的孔隙水壓力上升,使飽和砂質(zhì)沉積物液化、流動,在液化泄水過程中穿透、充填于上下沉積物之間及地震裂隙中形成砂質(zhì)液化脈。在北美,第四系中的液化砂脈是古地震識別的最重要證據(jù)之一(Obermeier,1998)。
a—液化砂脈,柯51井,安居安組,3317 ̄ ̄m;b—液化砂脈,柯51井,安居安組,3310 ̄ ̄m;c—卷曲變形,柯51井,安居安組,3312 ̄ ̄m;d—卷曲變形,柯20井,克孜洛依組,3988 ̄ ̄m圖 2 西昆侖山前葉城凹陷中新統(tǒng)軟沉積變形構(gòu)造(一)Fig.2 Soft sediment deformation structures in the Miocene at Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmont(Ⅰ)
在柯51井安居安組和柯20井克孜洛依組中,發(fā)現(xiàn)了砂、泥質(zhì)層的卷曲變形,灰白色砂巖呈穹頂形,紫紅色泥巖薄層呈拱形彎曲(圖 2-c,2-d),這屬于典型的液化卷曲變形。這種夾于未變形層之間、由紋層或薄層巖石復(fù)雜的褶皺與揉皺構(gòu)成的變形可以具有多種成因,而最主要成因是地震震動,特別是相鄰層位有比較公認(rèn)的地震成因的液化砂脈。據(jù)分析,這種液化卷曲變形是尚未固結(jié)的砂層在地震的擠壓應(yīng)力作用下形成的。
筆者識別出的負(fù)載構(gòu)造和擠入構(gòu)造發(fā)育在柯30井3579 ̄ ̄m,巖心中負(fù)載構(gòu)造有2層,上層可見一半陷落的負(fù)載體和1個孤立構(gòu)造,下層為火焰構(gòu)造和負(fù)載構(gòu)造相伴生(圖 3-a,3-b)。負(fù)載構(gòu)造為細(xì)粒紅灰色砂,火焰構(gòu)造為紫紅色泥。本區(qū)擠入構(gòu)造為常見的火焰形,其原沉積物為紫紅色泥,上層火焰長約1.5 ̄ ̄cm,其下見1個孤立球枕構(gòu)造以及與變形砂層相連的負(fù)載體;下層為尺度較小的負(fù)載構(gòu)造和火焰構(gòu)造,火焰高度約為2~3 ̄ ̄mm。上層的砂質(zhì)負(fù)載構(gòu)造為紅灰色砂巖(圖 3-a,3-b),其原沉積物為紫紅色泥。負(fù)載構(gòu)造是由于不同軟沉積層存在著上大下小的粒度與密度差,在地震振動作用下形成了一個不穩(wěn)定的重力系統(tǒng),密度較大的粗顆粒沉積物下沉陷落形成的變形構(gòu)造(Morrettietal.,2001;Moretti and Sabato,2007;喬秀夫和李海兵,2008;Wagoner Loon,2009;王安東等,2013)。擠入構(gòu)造按照其形態(tài)可以分為火焰形、穹頂形、梯形、X形以及尖峰形(喬秀夫等,2017)。擠入構(gòu)造是與負(fù)載構(gòu)造相伴生的軟沉積變形構(gòu)造,組成擠入構(gòu)造的沉積物粒度一般比相鄰的負(fù)載構(gòu)造要細(xì),比如砂粒層的負(fù)載構(gòu)造伴生泥質(zhì)的火焰構(gòu)造;礫石沉積層的負(fù)載構(gòu)造往往伴生泥—砂質(zhì)的火焰構(gòu)造。Wagonerneste等(1999)提出突然向上的流體壓力形成的擠入構(gòu)造是地震觸發(fā)引起的有力證據(jù)。
a,b—負(fù)載構(gòu)造和擠入構(gòu)造,柯30井,安居安組,3579 ̄ ̄m;c—球枕構(gòu)造,柯20,克孜洛依組,3997 ̄ ̄m;d—球枕構(gòu)造,柯2井,克孜洛依組,3356 ̄ ̄m圖 3 西昆侖山前葉城凹陷中新統(tǒng)軟沉積變形構(gòu)造(二)Fig.3 Soft sediment deformation structures in the Miocene at Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmont(Ⅱ)
在葉城凹陷取心井中發(fā)現(xiàn)大量的球枕構(gòu)造,如圖 3-c、3-d所示,大量灰白色砂巖形成的球枕構(gòu)造形成1層枕狀層,其長軸具有一定的定向性排列。形態(tài)多呈規(guī)整的橢球體,大小基本一致,長軸大概為3 ̄ ̄cm,短軸1~1.5 ̄ ̄cm。此種變形也可由負(fù)載體墜落、完全脫離母巖層堆積而成。球枕構(gòu)造是由于地震震動,上覆砂質(zhì)沉積物在重力的作用下、下落完全陷入下伏沉積層中形成的球體或枕狀橢球體。大量的球枕構(gòu)造沿層分布稱為枕狀層(喬秀夫和李海兵,2008)。
a—錐形底辟,柯51井,安居安組,3708 ̄ ̄m;b—軟泥質(zhì)觸變楔,棋北3井,安居安組,5385 ̄ ̄m;c—軟泥質(zhì)觸變楔,捷得1井,安居安組,5868 ̄ ̄m;d—同沉積微斷層和腫縮構(gòu)造,柯51井,安居安組,3716 ̄ ̄m,箭頭所指為同沉積微斷層圖 4 西昆侖山前葉城凹陷中新統(tǒng)軟沉積變形構(gòu)造(三)Fig.4 Soft sediment deformation structures in the Miocene at Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmont(Ⅲ)
在柯51井安居安組,紅灰色砂巖液化向上底辟,刺入上覆紫紅色泥巖形成尖錐狀的底辟構(gòu)造(圖 4-a)。軟沉積物在向上底辟的過程中,若向上集中泄水可形成泄水通道和碟狀構(gòu)造。液化底辟構(gòu)造按是否穿透上覆巖層可分為未穿透上覆軟沉積物和穿透上覆巖層至當(dāng)時地表流動2種。液化底辟按形態(tài)可分為錐形、柱形、穹頂形、蘑菇狀等(喬秀夫等,2017)。液化底辟是指在地震作用下液化沉積物向上流動,拱起甚至穿刺上覆沉積層所形成的一種構(gòu)造(喬秀夫等,2017)。
在棋北3井安居安組中發(fā)育紫紅色泥質(zhì)層向下伏砂層的觸變流動,形成觸變楔(圖 4-b);在捷得1井安居安組中見褐色泥質(zhì)層觸變流動向下伏灰白色砂層觸變流動,形成觸變楔(圖 4-c)。觸變指小于0.005 ̄ ̄mm粒徑的水飽和軟沉積物,因受過大外應(yīng)力導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞,沉積物顆粒吸附水分子變成自由水分子,流變性增強(qiáng),黏度和強(qiáng)度降低;其對外力擾動產(chǎn)生的敏感性變化特效稱為觸變流動變形(張虎臣,1989;馮秀麗等,2004;李麗華等,2010;喬秀夫等,2017;蘇德辰和喬秀夫,2018)。這種觸變流動一般由于震級5.6級、烈度Ⅶ度的地震引起(田洪水等,2015a,2015b;蘇德辰和喬秀夫,2018)。
在柯51井,紫紅色砂巖不均勻收縮,形成腫縮構(gòu)造,上面的腫縮構(gòu)造被同沉積微斷層錯斷,形成布丁構(gòu)造(圖 4-d)。軟布丁構(gòu)造又稱香腸構(gòu)造或腫縮構(gòu)造,是指在受到不均勻的地震橫向拉伸和垂向擠壓,而發(fā)生不均勻的收縮與膨脹,形成腫縮構(gòu)造,當(dāng)腫縮構(gòu)造被拉斷或者被同沉積微斷層錯開,則形成斷開的布丁構(gòu)造(田洪水等,2016)。
柯51井安居安組底部砂泥巖薄互層中發(fā)育同沉積微斷層(圖 4-d),其斷距為0.2 ̄ ̄cm左右,上下延展較短,一般為2~3 ̄ ̄cm。只存在于變形層內(nèi),不進(jìn)入下伏地層。同沉積微斷層是沉積物發(fā)生差異壓實、主要受拉張力作用而形成的層內(nèi)微斷層,常呈階梯狀排列,斷距一般較短,多為幾毫米到幾厘米。
圖 5 地層中的地震幕與活躍期(據(jù)喬秀夫等,2006)Fig.5 Seismic episodes and active periods in strata(after Qiao et al.,2006)
與現(xiàn)代地震相似,震積巖記錄的古地震活動也具有一定的周期性。如 圖 5 所示,震積巖在地層中的重復(fù)出現(xiàn)可以揭示區(qū)塊附近的古地震活動周期。在震積巖層上下的未變形層為間震期的沉積,若干個震積巖層和之間相隔的未變形層組成1個地震幕,地震幕與之間更厚的未變形層代表了更長時間平靜時期;若干個地震幕構(gòu)成1個地震活躍期(喬秀夫等,2006,2013,2017;喬秀夫和李海兵,2009)。
3次地震事件在巖心中的記錄???1井,安居安組,3716 ̄ ̄m圖 6 西昆侖山前葉城凹陷中新統(tǒng)巖心中的1個地震幕Fig.6 A seismic episode in core of the Miocene at Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmont
圖 7 西昆侖山前葉城凹陷柯51井中新統(tǒng)震積巖特征和發(fā)育層位Fig.7 Characteristics of seismites and their occurrence in the Miocene of Well Ke-51 at Yecheng sag of West Kunlun Mountain piedmont
在柯51井3716 ̄ ̄m巖心中能發(fā)現(xiàn)明顯的地震幕(圖 6),自下而上發(fā)育3個震積巖層,下部震積巖層發(fā)育有液化卷曲變形、同沉積微斷層、布丁構(gòu)造、負(fù)載構(gòu)造,其變形厚度為4 ̄ ̄cm;中部震積巖層發(fā)育液化卷曲變形、負(fù)載構(gòu)造和火焰構(gòu)造,變形厚度為3 ̄ ̄cm;上部震積巖層發(fā)育液化卷曲變形、負(fù)載構(gòu)造和火焰構(gòu)造,變形厚度為3 ̄ ̄cm。整個地震幕厚約為20 ̄ ̄cm。從變形特征即可以得出下部震積巖層沉積時期的地震活動較為強(qiáng)烈,中、上部震積巖沉積時期的地震活動較弱。
由于柯51井在中新統(tǒng)大量取心,故此對柯51井巖心進(jìn)行系統(tǒng)觀察統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)柯51井中新統(tǒng)震積巖分布大致可以劃分為4個不同的地震活躍期(圖 7)。第1期發(fā)育在安居安組和克孜洛依組交界處,井深為3690.61~3795.44 ̄ ̄m,第2期發(fā)育在安居安組中部,井深為3050.95~3331.60 ̄ ̄m,第3期發(fā)育在在安居安組上部,井深為2821.04~2832.94 ̄ ̄m,第4期發(fā)育在帕卡布拉克組與安居安組交界處,井深為2657.14~2682.67 ̄ ̄m。第1期和第2期的變形構(gòu)造多樣、變形厚度大,說明這段時間該區(qū)域的構(gòu)造活動較為強(qiáng)烈且構(gòu)造周期時間較長。第3期和第4期的變形構(gòu)造較為單一、變形厚度較小,反映了這段時間的區(qū)域構(gòu)造活動較弱,構(gòu)造周期較短。葉城凹陷中新統(tǒng)震積巖發(fā)育在克孜洛依組頂部到帕卡布拉克組底部,即從波多爾階(Burdigalian)頂?shù)酵袪柾屑{階(Tortonian)底,時間跨度大約為5 ̄ ̄Ma(距今16—11 ̄ ̄Ma)。根據(jù)震積巖發(fā)育的層位,推斷第1幕的地震變形構(gòu)造發(fā)育于克孜洛依組和安居安組交界處,距今約為16 ̄ ̄Ma,第2幕為安居安中部,距今約為14 ̄ ̄Ma,第3幕為安居安組上部,距今約為12 ̄ ̄Ma,第4幕位于安居安組與帕卡布拉克組交界處,距今約為11 ̄ ̄Ma。
地震活動主要發(fā)育在構(gòu)造活動帶及附近區(qū)域,目前世界上有4大構(gòu)造活動帶: 環(huán)太平洋地震帶、地中?!∧岬卣饚А⒀笾屑沟卣饚Ш痛箨懥压鹊卣饚?。中國地震主要分布于鄰近環(huán)太平洋地震帶、賀蘭山—六盤山—龍門山—橫斷山地震帶和中國西部地震帶。中國西部地震帶主要分布在塔里木盆地的盆山交接帶、昆侖山山緣、青藏高原等地。本研究區(qū)正好位于西昆侖山前的塔里木盆山交接帶,自新生代以來區(qū)域構(gòu)造活動較活躍,同時伴隨強(qiáng)地震作用。
對巖心的觀察統(tǒng)計表明,葉城凹陷的震積巖主要出現(xiàn)在中新統(tǒng)克孜洛依組頂部和安居安組底部、安居安組中部和頂部。通過葉城凹陷多口鉆井巖心對比,發(fā)現(xiàn)克孜洛依組頂部和安居安組底部取心段都發(fā)育有相應(yīng)的震積巖構(gòu)造,說明在中新世克孜洛依組頂部和安居安組底部沉積時期區(qū)域構(gòu)造活動較為強(qiáng)烈。一般來說震級大于里氏5級或Ⅵ度烈度才能發(fā)生液化(喬秀夫等,1997;田洪水等,2015a,2015b;蘇德辰和喬秀夫,2018),隨著地震活動的強(qiáng)度以及烈度不同,沉積時期所形成的軟沉積變形特征也不相同。當(dāng)?shù)卣鸹顒虞^弱的時候,僅僅能引起沉積物的受力不均衡,形成擾動紋層;地震活動增強(qiáng)到5.5~6.5級或Ⅶ度烈度則會使巖層發(fā)生液化變形,形成液化脈、泄水構(gòu)造(碟狀構(gòu)造)和液化卷曲變形,或使黏性沉積物發(fā)生觸變變形,或者使沉積物上覆粗碎屑沉積物下陷到下部較細(xì)的沉積物中,形成負(fù)載構(gòu)造、球枕構(gòu)造以及伴生的擠入構(gòu)造(主要為火焰構(gòu)造);當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)到7.5級或Ⅸ度烈度時則會引起固結(jié)的沉積物發(fā)生錯斷,形成微斷層;或引起巖層破碎,形成震塌巖或者震裂巖(Tianetal.,2015;田洪水等,2016)。通過對取心段巖心觀察可以發(fā)現(xiàn),安居安組主要發(fā)育液化卷曲變形、液化砂脈、球枕構(gòu)造及少量的同沉積微斷層,這表明安居安組沉積時期構(gòu)造活動強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)在5~7.5級或烈度Ⅵ~Ⅸ度。
除了地震,海嘯、沉積物負(fù)載、冰川負(fù)載等因素也能引起軟沉積物變形,所以如何辨別軟沉積構(gòu)造變形的具體成因顯得尤為重要,喬秀夫和李海兵(2009)認(rèn)為確定是否是震積巖要詳盡了解區(qū)域構(gòu)造背景,Owen等(2011)總結(jié)了震積巖的6大特征: (1)在一定區(qū)域內(nèi)廣泛分布;(2)在橫向上具有一定的連續(xù)性;(3)縱向上具有重復(fù)性;(4)區(qū)域內(nèi)的軟沉積物變形與地震形成的軟沉積物變形具有可對比性;(5)鄰近區(qū)域具有活動的斷層;(6)變形帶特征應(yīng)當(dāng)與相應(yīng)活動斷層相關(guān)。根據(jù)區(qū)域內(nèi)發(fā)育的軟沉積物變形構(gòu)造特征及其分布規(guī)律,與前人總結(jié)的震積巖特征,可以確定區(qū)域內(nèi)軟沉積變形構(gòu)造是由地震引起的。
新生代以來,受歐亞板塊碰撞和帕米爾構(gòu)造帶向上推移旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)烈影響,西昆侖造山帶重新活化,并向塔里木盆地強(qiáng)烈擠壓沖斷(閆淑玉等,2018)。研究區(qū)主要位于西昆侖山前沖斷帶(圖 1),區(qū)域內(nèi)斷層主要為逆沖斷層,斷層走向多為北西向和東西向。大的區(qū)域斷層主要有3條: 棋北—固滿—和什塔格斷層、鐵克里克北緣斷裂和庫斯拉甫斷裂。從中新世開始,西昆侖山開始大規(guī)模隆升,在西昆侖山前沖斷帶形成大量的斷裂。其中鐵克里克北緣斷裂,西起柯克亞,一直向東延伸至和田,長度約為360 ̄ ̄km,斷裂的西部為東西走向,東部為北西西走向。其發(fā)育時間為中新世中晚期(胡建中等,2008;程曉敢等,2012;廖曉,2018)。昆侖山前沖斷帶葉城地區(qū)的震積巖橫向和縱向的大范圍分布,也從側(cè)面驗證了中新世以來區(qū)域構(gòu)造活動強(qiáng)烈、地震頻繁。
1)在塔西南葉城凹陷中新統(tǒng)陸相地層中識別出地震引起的特殊沉積構(gòu)造,包括液化砂脈、液化卷曲變形、軟泥觸變流動、球枕構(gòu)造及擠入構(gòu)造、液化底劈、軟布丁構(gòu)造和同沉積微斷層。這是首次在塔里木盆地西南緣昆侖山前新近系發(fā)現(xiàn)震積巖,且分布范圍較大。
2)震積巖在巖心中多次重復(fù)出現(xiàn),表明葉城凹陷的地震活動具有周期性的特征,中新世克孜洛依組和安居安組沉積時期發(fā)育4個地震活躍期,第1、2期時間較長、構(gòu)造活動較強(qiáng)烈,第3、4期時間較短、構(gòu)造活動較弱。
3)葉城凹陷中新統(tǒng)發(fā)育大量不同的震積巖構(gòu)造,與中新世西昆侖山階段性隆升、西昆侖山前沖斷帶逆沖斷層活動有關(guān),也就是與這一系列活動過程產(chǎn)生地震有關(guān)。
致謝對于西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院馬青副教授在巖心觀察過程中的指導(dǎo)、中國石油塔里木油田公司勘探開發(fā)研究院陳才工程師和孫迪工程師在巖心觀察中的幫助、中國石油塔里木油田公司巖心庫工作人員在觀察巖心時所提供的幫助,在此一并表示感謝。感謝審稿專家提供參考資料和提出的有益修改意見。