新疆库松木切克山一带震积事件沉积的发现及意义

周毅　杨振

[摘要]地震及其引发的海啸作为一种灾害性的地质事件可以在地层中形成地震一海啸事件沉积记录，在海相环境也可引发重力流沉积浊流或碎屑流沉积。蓟县系库松木切克群因震积事件而形成的灰岩与在该群中出现的大陆裂谷型枕状玄武岩形成于同一时期，为蓟县纪时发生在该地区大陆裂陷活动提供了直接证据，也帮助恢复裂谷盆地的空间格架。

[关键词]地震 震积作用 震积岩 海啸岩 震浊积岩

[中图分类号] F407.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-41-1

0引言

地震时地壳快速释放能量中造成振动，产生地震波的一种灾害性自然现象。现代地震研究表明地震主要发生在汇聚型和伸展型的地壳构造活动带。若地震发生于全新世及之前古老地层则被称之为史前地震或古地震[1～3]。地震作用在地层中被记录的沉积岩被称为“震积岩”，1969年由Seilacher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时首次提出，之后被许多国内外地质专家关注研究。

1地质概况

库松木切克山地理上位于新疆天山山脉西侧，隶属博尔塔拉蒙古自治州西南部，构造位置位于西天山造山带中的伊赛克-伊犁陆块（I-4）中的赛里木地块，博罗科努古生代复合岛弧带东北部。蓟县系库松木切克群由王景斌等（1976年）在本地工作时创名，现在定义是指与下伏长城系未见直接接触，与上覆青白口系开尔塔斯群为断层接触，主要岩性为灰-灰黑色夹灰白色薄-厚层块状层理并具条带状及角砾状构造的灰岩、白云质大理岩夹砂岩、泥岩的硅质及碳质岩石，该群内含磷矿和叠层石及微古植物化石。前人资料并没有发现关于震积事件的沉积记录。笔者在此工作时，在该群底部发现有震积岩记录，震积岩层厚11米，走向上延伸好。

2库松木切克群中的震积岩

地震及其引发的海啸作为一种灾害性的地质事件可以在地层中形成地震一海啸事件沉积记录，在海相环境也可引发重力流沉积浊流或碎屑流沉积。所谓震积作用[5]，是指在不同构造与沉积背景下地震作用过程中地壳颤动引起的各种作用力（地震振动力、剪切力、挤压力和拉张力等）对沉积物的改造作用。其既可对先成沉积物的改造（原地），也可引起海啸沉积作用（近原地-或重力流）或碎屑流和浊流-沉积作用（异地）；既可浅表沉积层改造也可对深层改造；既可对未固结沉积物也可对固结沉积物改造；既可发生在陆相环境也可发生在海相环境。

震褶岩是指具地震成因的微褶皱纹理的岩石，在库松木切克群震积岩层中普遍发育。其属于沉积物尚未固结时的层内软变形，一般形态不规则、不协凋，定向性差，尺度较小，

还会出现塑性沉积软泥在形变时被拉断的现象，以区别于后期构造形成的褶皱变形。库松木切克群中的微褶皱纹理单个波长集中在2-10cm，褶曲厚度多集中在5-15cm之间。

震裂岩是指以破裂变形为主，具微地震断裂的岩石。在库松木切克群中的微断裂以张性裂隙为主，微断裂由岩层底部向上逐渐变细变少或均匀分布。断裂面不切层、不具共轭性，沿断裂面充填灰泥质、方解石脉及一些液化沉积软泥，以区别后期构造断裂的规整有序性。

海啸岩则是因地震作用所引发的海啸对沉积物改造形成的岩石。典型的海啸岩通常为含塑性或脆性角砾的粗碎屑岩或粗碎屑碳酸盐岩，内可见丘状层理]、平行层理等。一般情况下只有与典型震积岩共生的海啸岩才可确认地震成因。库松木切克群中的海啸岩发育丘状层理，其是由平缓的丘状纹层组成的一种层理。其纹层倾角小，一般小于10°。

3震积事件的沉积序列

震积事件的沉积序列是在地震及其触发的海啸、重力流事件作用过程中形成的沉积单元的规律组合。地震事件形成或改造的沉积单元包括震积岩（A单元）、海啸岩（B单元）、震浊积岩（C单元）和随后的背景沉积（D单元）。沉积单元组合也根据实地情况，有序的组合在一起，形成沉积序列。

蓟县系库松木切克群总体上为一套以碳酸盐岩为主夹火山岩-火山碎屑岩、碎屑岩的岩石组合。其岩石组合反映海水发生了由深变浅、再变深的过程，属浅海-滨海-浅海沉积环境。因此，该地震事件的沉积序列自下而上由震积岩（A单元，原地系统）、海啸岩（B单元，准原地系统）、震浊积岩（C单元，异地系统）和背景沉积（D单元）组成。

根据地震对不同区域，及距震中远近所造成的差别，库松木切克群所形成以下地震事件沉积序列：①震积岩-海啸岩-震浊积岩-背景沉积序列（地台边缘，有可引发重力流的陡斜坡）；②震积岩-海啸岩-背景沉积序列（地台内部，不具备形成重力流沉积的陡坡）；③震积岩-背景沉积序列（代表未能引发海啸沉积的震积事件）；④海啸岩-背景沉积序列（远离震中仅受地震引发海啸沉积作用）；⑤震浊积岩-背景沉积序列（远离震中仅受地震引发重力流沉积作用）；⑥震积岩-震浊积岩-背景沉积序列。

4地质意义

地震是活动构造背景下的一种自然灾变现象。地质历史时期不同构造背景的地震活动带上的地震作用及地震事件沉积应是比较普遍的。

中元古代期间塔里木原始古陆进一步增厚、扩大。长城纪时，塔里木原始古陆在天山区伊宁-博乐一带沉降、遭受海侵，到蓟县纪时裂陷活动加剧，古陆边缘成为滨-浅海相环境，发育滨-浅海相碳酸盐岩及少量正常碎屑岩（物源有限），夹少量基性及酸性火山岩沉积，蓟县系库松木切克群即是其代表，在过程中大陆裂陷形成陆缘海盆。

蓟县系库松木切克群因震积事件而形成的灰岩与在该群中出现的大陆裂谷型枕状玄武岩[20]形成于同一时期，为蓟县纪时发生在该地区大陆裂陷活动提供了直接證据，也帮助恢复裂谷盆地的空间格架。同时，库松木切克群地震事件沉积的发现也为进一步寻找其他地层地震事件沉积提供了一个新的线索。尤其是在构造活跃期形成的地层中存在地震事件沉积的几率更大，可以更合理地划分对比地层。

参考文献

[1]杨景春，闻学泽.史前地震及其鉴别标志的几个问题[A].见：中国第四纪研究委员会全新世分会和陕西省地震局编.史前地震与第四纪地质文集[C].西安：陕西科学技术出版社，1982，8-15.

[2]朱海之.古地震活动若干标志的研究[A].见：中国第四纪研究委员会全新世分会，陕西省地震局编.史前地震与第四纪地质文集[C].西安：陕西科学技术出版社，1982，17-29.

[3]冯先岳，宋和平.新疆古地震遗迹鉴别标志[A].见：中国第四纪研究委员会全新世分会和陕西省地震局编.史前地震与第四纪地质文集[C].西安：陕西科学技术出版社，1982，43-50.