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震積巖垂向序列特征

震積巖作為壹種突發的事件沈積,在沈積物中的保存壹般不很完整。如鎮74井位於鎮原以西,震積巖發育在長7油層組2321.0~2523.2m的三角洲前緣亞相沈積物中。以負載構造和階梯狀小斷層發育為特征(圖5-10)。該段巖性以深灰色泥巖與細粒砂巖、粉砂巖互層為主,泥巖內夾砂巖薄層砂巖或透鏡體砂巖,發育水平層理。薄層砂巖厚度1~10cm,層內發育兩處負載構造,頂部發育震裂巖和階梯狀小斷層,小斷層的影響範圍壹般1~2cm,落差壹般在0.5~1cm,斷層間距2~4cm,局部小斷層層面上有砂質充填。泥巖內則發育同生變形構造,沈積構造由下往上反映出震級逐漸增強的特點。

震積作用作為壹種特殊的事件沈積,其沈積序列反映了地震的沈積作用過程。當地震發生時,首先引起的是對沈積物的原地改造,此時形成各種震積巖,震積巖在垂向上具有壹套特有的層序特征,在側向上無明顯位移。不少學者從不同角度對震積序列進行了總結。吳賢濤(1992)通過對四川峨嵋晚侏羅世湖泊沈積震積巖的研究,建立了壹個碎屑巖的原地系統的地震液化系統。陳世悅等(2003)通過對中國東部渤海灣盆地濟陽坳陷古近系震積巖特征研究,建立了陸相斷陷盆地碎屑巖地震序列。陸相克拉通盆地也具有與陸相斷陷盆地相似的地震序列,鄂爾多斯盆地三疊系延長組在塔17井中厚約1m的巖心中發現完整的震積巖垂向序列,序列自下而上分為下伏未震層、微斷裂層、微褶皺層、碎塊層及液化均壹層、上覆未震層(圖5-11)。

圖5-10 鎮74井取心段震積巖識別標誌分析

圖5-11 塔17井震積巖垂向序列

A段(下伏未震層)為黑色泥巖、泥質粉砂巖,厚40cm,水平層理及沙紋層理保存完好,巖層未經地震幹擾。

B段(微同沈積斷裂層)這是識別震積巖的重要標誌,巖心中表現為在細砂巖夾泥巖中可見泥巖或砂巖被錯斷,呈階梯狀排列,均為上盤下降、下盤上升的正斷層,斷距幾毫米至數厘米。由於不同時代沈積物的壓實作用程度不同,其變形能力會隨時間和上覆載荷的增加而急劇減小,因而受地震影響時,其斷距向下逐漸增加,並在數十厘米範圍內消失,進入下伏未震層。

C段(微褶皺變形層)該段厚度不穩定,壹般在3~20cm,構造類型多樣,形態復雜,包括振動液化卷曲變形構造、水下液化巖脈和泄水構造等,主要成因於地震過程中塑性沈積物的振動和液化作用。

D段(碎塊層)層厚10~20cm,碎塊多為形態多變的泥質碎塊,以棱角狀和次棱角狀為主,還有的呈三角形、四邊形等,大小混雜,長條狀的碎塊中還可見未完全斷開的斷裂縫,這些碎塊是在地震過程中只遭到破碎而未被液化。向上可過渡為液化均壹層。

E段(液化均壹層)該層厚15~25cm,為灰色粉砂巖-細砂巖,是細粒沈積物由晃動、振蕩而稀釋液化,性質趨於均壹的結果,結構均壹,無層理或紋理等沈積構造,向上突變為未受地震影響的正常泥質沈積。

F段(上覆未震層)該段為黑色泥巖、泥質粉砂巖,為地震結束後未受其影響的正常沈積巖層,與下伏液化均壹層突變接觸。

與其他事件沈積序列壹樣,很難在單壹剖面上見到完整的震積巖垂向序列,特別是在巖心中更難發現完整的垂向序列,壹般都缺失其中壹個或多個單元(圖5-12),這既與所觀察剖面的位置有關,也與地震震級和地震發生處的巖性有關。本次研究發現震積巖多保存在泥質含量較多的地層中,如細砂巖與泥巖互層或泥巖夾薄層粉砂巖、細砂巖地層中,這是由於泥質等軟沈積物更容易被液化,地震作用容易被記錄下來。

圖5-12 震積巖不同的垂向序列

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