西昌盆地侏罗系新村组震积岩的发现及其地质意义

马继跃，赵 春，白宪洲，李名则



西昌盆地侏罗系新村组震积岩的发现及其地质意义

马继跃，赵 春，白宪洲，李名则

（四川省地质调查院，成都 610081）

震积岩是具有震积构造和震积岩序列有一定成因联系的一组岩石。根据野外的系统观察，首次在西昌盆地侏罗系新村组中识别出包括微同沉积正断层、震积角砾岩和微褶皱、液化卷曲变形、液化砂岩脉、枕状构造等软沉积变形构造，均为识别震积岩的重要标志，初步建立了西昌盆地新村组震积岩垂向序列。对该地区陆相碎屑震积岩的野外特征的识别和描述提供了较典型的实际资料和重要的地质理论依据，并可为研究该地区古地震提供依据并分析判断古大地构造环境、内陆控盆边界断裂活动时期。

震积岩；西昌盆地；侏罗系；新村组；震积序列

1 区域地质背景

西昌盆地为一覆于较活动的结晶基底之上的较大型陆相盆地。大地构造位置属扬子板块的西缘，中、新生代以来，一系列深大断裂（图1）长期性及多期性的活动对本区的盖层发育与分布有着明显的控制作用，沿着安宁河断裂、黑水河断裂、甘洛断裂及小江断裂的多次活动，导致了西昌盆地的强烈改造[1]。西昌盆地的构造演化与西部的松潘、甘孜、理塘陆间裂谷的形成和发展密切相关，中三叠世末到晚三叠世中期，西部甘孜-理塘裂谷逐步关闭，随之，西昌盆地区域应力场由拉张逐步转入挤压，结束了断块运动为特征的被动大陆边缘的地质历史，进入了地块边缘活动带演化阶段。印支运动以后，西昌-滇中地区龙门山断裂、金河-箐河断裂以西川西山地逐渐隆起，形成一系列的丘陵带，其间的广大区域形成了包括西昌盆地在内的面积巨大的内陆盆地，晚三叠世末前陆盆地已进入了相对稳定的发展阶段，到早侏罗世继续保持着这一阶段的构造性质。中侏罗世初期，由于中特提斯构造带的形成和活动，使西昌盆地西侧山地冲断抬升，由于西侧的构造挤压，导致盆地基底构造的活动，出现局部隆起，造成益门组上段的缺失，湖泊面积缩小，新村组底部沉积了一套河流相的巨厚砂岩。西昌盆地的隆起和坳陷方向较为简单，主要为安宁河断裂（图1）对西昌盆地中侏罗统新村组的沉积起明显的控制作用[2]。

图1 西昌盆地构造及震积岩位置（据四川地矿局，有修改）

西昌盆地中侏罗统新村组与下伏益门组呈平行不整合接触，与上覆牛滚凼组呈整合接触。下段为灰绿色下部为灰绿色、灰紫色、砖红色细砂岩、粉砂质泥岩夹粉砂岩；中段由紫灰色细砂岩—绿灰色粉砂岩—暗紫色粉砂质泥岩旋回及砂岩—粉砂质泥岩层对组成；上段以紫红色泥岩夹粉砂岩为主。沉积环境为曲流河演变为湖泊三角洲。震积岩发育在新村组下段顶部，为三角洲前缘沉积。

2 震积岩的识别标志

在西昌盆地侏罗系新村组中识别出了大量的震积岩标志，包括微同沉积正断层、震积角砾岩和微褶皱、液化卷曲变形、液化砂岩脉、枕状构造等软沉积变形构造，均与地震作用密切相关，为震积岩的典型特征。

2.1 微同沉积正断层

是在沉积地层震动过程中形成的，以张性断裂为主，可单独发育，也可以平行排列呈阶梯状，限于层内发育[3]。也称粒序断层、阶梯状断层，是限制在一个岩层内部的一组断距很小的小型或微型正断层[4]。断层倾角一般较大，相互平行，上覆及下伏岩层均未受到影响[4]。粒序断层被认为是沉积物震积成因的标志性沉积构造[6-7]。新村组中发育的微同沉积正断层除具有上述特征之外，断面处见数块同成分角砾（图2）。

图2 微同沉积正断层

2.2 震积角砾岩

在陆相碎屑岩沉积中震积角砾岩主要表现为砂岩内部含有大量泥砾，以其形态呈棱角状或撕裂状而有别于经正常水流搬运、具有相当磨圆度的泥砾，显然为事件沉积的结果。内碎屑副角砾岩一般为大小相近的泥砾，长轴方向大致平行砂岩层面（图3），为异地泥岩受地震颤动破裂并被水流就近搬运沉积的结果[8]，亦有液化砂岩流动刺穿泥岩，因流动形成不规则状的液化砂岩角砾[4]，其角砾边界模糊不清，形态极不规则（图4），与正常沉积的陆源碎屑砾石有明显区别。

图4 震积角砾岩

2.3 液化卷曲变形

地震活动引起可塑性泥质或粉砂质沉积物液化，形成以卷曲、弯曲、扭曲为主的变形构造[8]，在新村组震积岩中主要表现为薄层泥岩和砂质泥岩在层内发生明显褶曲，形成一系列形态各异的小型紧闭型褶曲，卷曲构造相互连接，形态类似于“肠状”和“马尾丝状”（图5），而上下岩层中的纹理保持不变，这是由于地震时液化作用引起的层内卷曲变形，新村组震积岩中的液化卷曲变形与杨剑萍等[10]认为的振动卷曲变形构造极为相似，由于岩性差异，砂岩层中也见到轴向单一的微褶皱，这些相当于乔秀夫等[11]所称的震褶岩。震积岩中的液化卷曲变形与重力流、滑坡等成因的卷曲变形区别在于，前者的褶曲形态及轴面是不规则的，而后者遵循一定的力学原则[5]。

图5 液化卷曲变形

图6 震裂缝和液化砂岩脉

2.4枕状构造

枕状构造一般形成于２种不同粒度的岩石分界面上下，下伏沉积物液化并向上穿刺使上覆沉积物向上弯曲和被分割，形成一系列向下突出的向形枕状体[8]。西昌盆地新村组震积岩中枕状构造发育在泥岩中，由于泥岩由于韧性较强，变形幅度不大，只形成了低幅的泥枕(图7)。

图7 枕状构造

2.5 震裂缝和液化砂岩脉

液化砂岩在地震波作用下持续穿刺上覆泥岩层，最终将穿破泥岩形成沉积物内部的震裂缝和液化砂岩脉。震裂缝根据裂缝发育的位置及特征，可划分为2种：一种是形成于沉积物表面的裂缝，另外一种是形成于沉积物内部的裂缝，裂缝内部常被其他沉积物组分充填[8]。新村组震积岩中的震裂缝发育在泥岩中，两种震裂缝均发育，形态呈“V”字型，其中充填有液化砂岩脉，在野外容易识别（图6）。

3 震积岩垂向序列

震积岩的垂向沉积序列反映了地震事件的沉积作用过程[10]，西昌盆地侏罗系新村组震积特征明显，根据野外系统观察，初步归纳出震积岩垂向沉积序列，其震积序列清晰，从下至上，可划分为6个单元（图8）。

A段：为下伏未震动层，岩性为紫红色、灰绿色泥岩，该层未受地震影响，泥岩原生构造保存良好。

B段：为微同沉积正断层，该层厚约32cm，由两个阶梯状排列的正断层组成，断层面倾角较陡，断距仅2-3cm，断面附近见数块同成分微角砾，分选极差，断面上充填有同沉积的泥质组分，很快尖灭于下伏岩层。

C段：为震积角砾岩，该层厚约11cm，砾岩成分多为泥岩、泥质粉砂岩，部分砾石中可见原生层理，泥质粉砂岩砾石中可见卷曲的层理。

D段：为液化卷曲变形，该层厚约29cm，发育砂泥岩的薄互层中，岩层内形成一系列形态各异的小型褶曲，且褶曲之间相互连接，形成类似于滑揉构造和包卷层理构造，发生液化变形的沉积层上、下为均一的正常沉积。

E段：为枕状构造、砂岩脉，该层厚约20cm，由一系列低幅的泥枕组成，枕状构造一下较平整的泥岩中见2条震裂缝，宽1~2cm，其中充填有液化砂岩脉。

F段：为上覆未震动层，岩性为紫红色泥岩，该层未受地震影响。泥岩内水平层理未受破坏。

林世国等[8]认为多数陆相地层中并没有完整或者固定的沉积序列，原地碎屑岩震积序列并不具有普遍适用性，但震积岩的垂向组合还是有一定的规律。西昌盆地侏罗系新村组的震积岩序列与其他震积序列也存在一定差异，但普遍在垂向上还是存在从地震强烈期到衰弱期的变化特征。

图8 西昌盆地侏罗系新村组震积岩垂向沉积序列

4 地质意义

震积岩作为地震事件在沉积物中的特殊记录，对分析盆地构造—沉积演化史分析有重要意义。形成震积岩需要5级以上的地震强度，从现有的地震资料来看，5级以上的强震大多与区域性的构造活动有关，根据地层中震积岩的发育情况和分布特征可以推测诱发地震的断裂带位置、活动情况[12]，并以此分析判断控盆边界断裂活动时期。西昌盆地新村组震积岩与中侏罗统的区域构造事件相吻合，与盆地西侧中侏罗统的山地冲断抬升密切相关，且安宁河断裂对新村组的沉积有明显的控制作用，因此新村组震积岩更可能是西侧的控盆断裂—安宁河断裂活动的沉积响应。

西昌盆地震积岩的发现对该地区陆相碎屑震积岩的野外特征的识别和描述提供了较典型的实际资料和重要的地质理论依据，对西昌盆地控盆断裂——安宁河断裂活动时期进行了判断，并为西昌盆地事件沉积研究奠定了基础。

[1] 王运生，李云岗.西昌盆地的形成与演化[J]. 成都理工学院学报.1996(01):85-90.

[2] 周名魁，刘俨然.西昌-滇中地区地质构造特征及地史演化[M]. 重庆：重庆出版社，1998:144-173.

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Discovery of Seismite in the Jurassic Xincun Formation in the Xichang Basin and Its Geological Significance

MA Ji-yue ZHAO Chun BAI Xian-zhou Li Mingze

(Sichuan Institute of Geological Survey, Chengdu 610081)

Seismite is a rock with seismic structure and seismite sequence. A set of seismite criteria such as micro synsedimentary normal fault, seismic breccias and crinkling, liquefied curled deformation, liquefied sandstone vein and pillow structure are recognized in the Jurassic Xincun Formation in the Xichang basin. A vertical seismite sequence is set up in the Xincun Formation. Field identification marks of the seismite are discussed. The discovery of the seismite provides scientific basis for study of ancient earthquake, ancient geotectonic setting and interior basin boundary faulting in the Xichang basin.

seismite; Xichang basin; Jurassic System; Xincun Formation; seismite sequence

P588.1； P584

A

1006-0995（2017）02-0192-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.004

2016-12-22

中国地质调查局龙门山-滇中成矿带通安和宁蒗地区地质矿产调查项目四川1:5万孟获城(H48E019002)、拖乌(H48E020002)、中所区(H48E021002)、冕山(H48E022002)、越西县(H48E021003)、凉北林业局(H48E021004)幅区域地质矿产调查子项目（编号：121201010000150016-04）。

马继跃（1985- ）男，硕士，工程师，从事区域地质调查和沉积学研究工作