趙 馳

（成都理工大學(xué)，四川 成都 610059）

龍門地區(qū)一直是地質(zhì)學(xué)家們研究的熱點(diǎn)地區(qū)，同時龍門山前陸盆地也是中國典型的前陸盆地，該盆地是晚三疊時期在揚(yáng)子板塊西緣受到印度板塊向北偏東的擠壓作用向東移動過程中，受到克拉通地塊的阻擋隆升。漸漸形成由造山帶、前陸盆地和前緣隆起共同組成的地質(zhì)單元。在龍門山晚三疊時期的造山運(yùn)動中，隨著劇烈的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動釋放巨大的能量，導(dǎo)致了龍門山地區(qū)的抬升。由于受到印度板塊的不斷擠壓，龍門山地區(qū)至今依舊是極其危險的斷裂帶。伴隨著劇烈的地質(zhì)運(yùn)動，形成一系列由于地震作用形成的軟沉積物變形構(gòu)造。不僅如此，在同一時期地層中也發(fā)現(xiàn)的風(fēng)暴沉積物。研究地震與風(fēng)暴所造成的沉積物變形，能從側(cè)面反映當(dāng)時的構(gòu)造氣候等的影響，同時對還原古地理、古環(huán)境，以及當(dāng)時斷層活動具有極其深遠(yuǎn)的意義。

通過對研究區(qū)樂地1井巖心的觀察，發(fā)現(xiàn)須家河組二段地層中分布有大量的軟沉積物變形。通過對震積巖和風(fēng)暴巖的描述，進(jìn)而進(jìn)一步分析震積巖與風(fēng)暴巖在時間和空間上的關(guān)聯(lián)性。本文將從前人研究的基礎(chǔ)上，通過對樂地1井巖芯進(jìn)行深入觀察描述，分析川西龍門山地區(qū)須家河組二段地層中出現(xiàn)的軟沉積物變形形成的原因以及可能存在的關(guān)系。

1 研究區(qū)概況

龍門山帶處于青藏高原東緣，是青藏高原與四川盆地的分界線。在龍門山地區(qū)分布有多條活動性斷裂，自西向東分布著汶川-茂縣斷裂帶、映秀-北川斷裂帶以及彭縣-灌縣斷裂帶等多條斷裂帶。樂地1井處于龍門山前陸盆地的南側(cè)，靠近龍門山前陸盆地的沉積中心，其巖芯中含有須家河組、白田壩組、千佛巖組以及沙溪廟組地層。須家河組二段的巖性主要以灰白色細(xì)砂巖和粉砂巖為主，夾黑色頁巖和灰白色中砂巖，部分裂隙中有少量方解石填充。

圖1 龍門山前陸盆地南段構(gòu)造簡圖

2 巖芯中沉積物變形特征描述

結(jié)合前人對四川盆地晚三疊統(tǒng)須家河組地層的研究，在須家河組二段地層中識別出大量沉積物變形，包括液化砂巖脈、包卷層理、火焰狀構(gòu)造、震裂結(jié)構(gòu)、丘狀交錯層理等。

2.1 液化砂巖脈

液化砂巖脈是未固結(jié)巖層中的水和砂受到強(qiáng)烈的擾動作用，沿著巖層中應(yīng)力薄弱的地方向外溢出并穿透上下層的巖石所形成的巖脈。砂巖脈的狀體為砂巖組成，在樂地1井巖芯中可觀察到明顯的液化砂巖脈，液化砂巖脈在形成時，在水流外溢的過程中，往往會帶動周圍未固結(jié)的砂巖層發(fā)生向著水流方向的略微彎曲。

2.2 重荷模

重荷模是沉積物沉積之后，在其固結(jié)之前沉積環(huán)境受到擾動形成，受震動以及泄水作用影響明顯，一般和沉積物液化同時出現(xiàn)。其觸發(fā)條件可能是地震，也有可能是火山噴發(fā)以及海嘯作用。出現(xiàn)重荷模意味著能量變化進(jìn)入衰減時期。

2.3 彎曲變形

彎曲變形一般是未固結(jié)的沉積物受到震動或沉積環(huán)境劇烈擾動時形成的構(gòu)造類型，一般在水平層理和泥沙互層的地層中容易觀察到。在樂地1井中的彎曲層理變形發(fā)育，卷曲面極不規(guī)則，軸線彎曲方向不同，反映出該地層在沉積過程中受到極其強(qiáng)烈的地震擾動，形成大小差巨大的彎曲變形。

2.4 震裂構(gòu)造

震裂巖是未固結(jié)巖層受強(qiáng)烈震動影響，通常出現(xiàn)在地震活動早期產(chǎn)物，其表現(xiàn)為地震震動作用使已固結(jié)（或未固結(jié)）巖石產(chǎn)生裂縫，液化的砂泥巖沉積物充填入裂縫內(nèi)，使得已固結(jié)（或未固結(jié)）的水下沉積物震碎、斷裂而形成，其特征表現(xiàn)為均一碎塊狀，被拉斷或震裂的邊緣不平整多為碎屑結(jié)構(gòu)，多為棱角狀。在樂地1井中觀察到的震裂巖碎屑大小不一，是在地震壓實(shí)作用影響下，其細(xì)小層理發(fā)生斷裂形成斷層。

2.6 丘狀交錯層理

丘狀交錯層理是風(fēng)暴或海嘯事件后形成的最典型的層理構(gòu)造，丘狀是巨大的浪波影響導(dǎo)致沉積物形成紋層平緩、丘狀起伏或洼狀下凹的交錯層理；交錯則是指不同巖層相互交錯存在，如砂巖泥巖交互。由于巖芯柱展開面積有限，觀察到的丘狀交錯層可能比觀察到的范圍更大。主要表現(xiàn)為泥沙互層。

3 軟沉積物變形形成原因討論

我國對震積巖和風(fēng)暴巖的研究始于20世紀(jì)80年代（宋天銳）。地形發(fā)生重大改變（隆升或下沉）時，必然伴隨著劇烈的地質(zhì)運(yùn)動，如地震、火山噴發(fā)等（馮增昭）。因此，在龍門山隆升的過程中，必然伴隨著局部應(yīng)力的劇烈釋放——地震。這在過程中形成的軟沉積物變形保存下來便形成了震積巖。在晚三疊世早期龍門山斷裂帶馬鞍塘組、小塘子組、須二段、須三段和須四段的地層中就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)震積巖。對于龍門山前陸盆地須家河組地層中的風(fēng)暴巖，前人已經(jīng)有詳盡描述，并將其成因歸結(jié)為風(fēng)暴氣候成因。由于風(fēng)暴巖在正常的沉積環(huán)境下極難保存，在樂地1井巖芯中觀察到的風(fēng)暴沉積在數(shù)量與規(guī)模上都不及震積巖。

在須家河組二段之下的地層中，還發(fā)現(xiàn)有一段置積層。受巨浪影響，破壞水下未固結(jié)巖層或者帶來異地的沉積物。巨浪過去后由于水流動能下降，這些被破壞的巖層便就地沉積，形成置積層。F.Nanayama對1993年地震海嘯和1959年的臺風(fēng)沉積物粒度對比研究發(fā)現(xiàn)，風(fēng)暴沙的分類比任何海嘯沉積物都好，與海岸和近岸的沙子相似；而海嘯所形成的沉積物則更為粗糙。

造成軟沉積物變形的原因極為復(fù)雜，地震、風(fēng)暴、火山噴發(fā)都會造成一定程度的軟沉積物變形。黃其勝（1995）通過測試對比須家河組地層CaO/MgO值與Sr/Ba值，表名須家河組二段時期CaO/MgO的值與Sr/Ba的值較須家河組一段和三段的值要低，說明須家河組二段時期氣溫較溫和、濕度小，且水體鹽度也較低。在須家河組一段和三段時期可能受到海洋物質(zhì)影響更強(qiáng)，在須家河組二段時期產(chǎn)生的強(qiáng)惡劣天氣可能也更少。本文的研究從巖芯出發(fā)，與前人的研究成果結(jié)合，對軟沉積無的變形成因做了簡要分析。由于資料有限，當(dāng)時具體的氣候情況已無法考證，希望能為以后的研究提供新的思路。

4 研究軟沉積物變形的意義

龍門山前陸盆地須家河組地層以砂巖、粉砂巖為主，在沉積過程中包含了大量水分，從而為軟沉積物的變形創(chuàng)造了條件。在須家河組二段沉積時期，隨著龍門山的隆升，構(gòu)造作用變強(qiáng)，導(dǎo)致須家河組二段地層中出現(xiàn)大量受地震影響的軟沉積物變形構(gòu)造。這些構(gòu)造以枕狀構(gòu)造和火焰狀構(gòu)造為主，分布在整個須家河組二段地層中。在樂地1井須家河組二段中發(fā)現(xiàn)的大量軟沉積物變形說明，須家河組二段時期，龍門山已經(jīng)開始隆升，并引發(fā)劇烈的構(gòu)造運(yùn)動。其沉積物種形成的多數(shù)軟沉積物變形多與地震相關(guān)。通過對樂地1井巖芯中的軟沉積物變形的研究，有助研究對龍門山南段構(gòu)造活動演化，對研究龍門山南段斷裂帶逆沖推覆構(gòu)造運(yùn)動及強(qiáng)弱有重要意義。

5 結(jié)語

（1）樂地1井須家河組二段的軟沉積物變形種類多樣，包括液化砂巖脈、包卷層理、火焰狀構(gòu)造、震裂結(jié)構(gòu)、丘狀交錯層理等。通過對比分析將其分為四期事件沉積。

（2）巖芯中包含有大量震積巖于少量風(fēng)暴巖的構(gòu)造，由于須家河時期屬于快速沉積時期，將其劃分在同一事件成因沉積。初步分析其為地震和之后引發(fā)海嘯的共同作用導(dǎo)致。

（3）本文資料以樂地1井巖芯作為主，資料有限，僅對巖芯中沉積物變形產(chǎn)生原因做一個初步探討，觀點(diǎn)的印證還需要更多的數(shù)據(jù)資料。