吐哈盆地臺北凹陷中部地區(qū)喀拉扎組一段震積巖的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

唐文斌,徐勝林,陳洪德,陳安清,梁 杰,肖冬生

(1.北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院 石油與天然氣研究中心，北京 100871; 2.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059;3.中國石油 吐哈油田公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密 839009)

吐哈盆地臺北凹陷中部地區(qū)喀拉扎組一段震積巖的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

唐文斌1，2,徐勝林2,陳洪德2,陳安清2,梁 杰3,肖冬生3

(1.北京大學(xué) 地球與空間科學(xué)學(xué)院 石油與天然氣研究中心，北京 100871; 2.成都理工大學(xué) 沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059;3.中國石油 吐哈油田公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 哈密 839009)

吐哈盆地是具有雙重基底與前陸結(jié)構(gòu)的多旋回復(fù)合盆地。晚侏羅世的燕山運動控制和影響著喀拉扎組的沉積作用。通過20余口鉆井的巖心觀察，首次在勝北-紅連地區(qū)上侏羅統(tǒng)喀拉扎組一段中識別出多種地震成因的軟沉積物變形構(gòu)造，包括液化作用成因的砂巖脈(墻)、液化角礫巖、液化卷曲變形、球-枕構(gòu)造、液化均一層和負(fù)載構(gòu)造；水塑性變形成因的紋層卷曲變形、丘-槽構(gòu)造、環(huán)形層和振動滑塌；脆性變形成因的震積角礫巖、階梯狀微斷層和“V”字型地裂縫。依據(jù)僅在喀拉扎組一段中識別的震積巖變形特征，建立了震積巖垂向序列，表明研究區(qū)在喀拉扎組一段沉積期，受頻繁而強烈地震事件的影響。詳細對比了震積巖在各口鉆井中的時空分布規(guī)律，地震強度從北部山前帶的勝北地區(qū)到南緣的紅連地區(qū)有減弱的趨勢，表明古地震的震源來自博格達造山帶。Dickinson三角投點圖也顯示喀拉扎組一段砂巖的物源主要來自北部的博格達山造山帶。震積巖的大量發(fā)育表明，燕山運動Ⅱ幕導(dǎo)致博格達山于晚侏羅世喀拉扎組一段沉積期發(fā)生了劇烈的構(gòu)造隆升，該地區(qū)的發(fā)現(xiàn)的大量震積巖是盆-山關(guān)系的特殊沉積響應(yīng)。

震積巖；燕山運動；喀拉扎組；晚侏羅紀(jì)；博格達山；臺北凹陷；吐哈盆地

20世紀(jì)60年代，Seilacher[1]在研究美國加州中新統(tǒng)蒙特里頁巖的粒序斷層時，自上而下劃分為4個帶：液化帶、角礫帶、破裂帶及未變形帶，首次提出了“震積巖”這個術(shù)語以表達與地震有關(guān)的事件沉積。此后，眾多學(xué)者在該領(lǐng)域開展了大量工作。學(xué)者們對比了現(xiàn)代地震和古地震成因的沉積物之后，提出了臼齒狀構(gòu)造(molar tooth)、碎屑卷曲變形、液化均一層、液化脈、階梯狀微斷裂、球-枕構(gòu)造、“V”字型地裂縫和負(fù)載構(gòu)造等多種震積巖的識別標(biāo)志，震積巖的識別標(biāo)志日趨完善[2-13]。

本文首次在吐哈盆地臺北凹陷勝北-紅連地區(qū)上侏羅統(tǒng)喀拉扎組一段的鉆井巖心中發(fā)現(xiàn)了大量軟沉積物變形構(gòu)造，認(rèn)為是震積巖的典型特征。古地震證據(jù)的識別不僅豐富了吐哈盆地震積巖的研究內(nèi)容，而且對于研究吐哈盆地臺北凹陷晚侏羅世燕山運動Ⅱ幕構(gòu)造運動具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

吐哈盆地具有雙重基底(前寒武系結(jié)晶基底和古生代褶皺基底)、前陸結(jié)構(gòu)，是一個多期疊置的多旋回復(fù)合含油氣盆地[14]。吐哈盆地早、中侏羅世為伸展構(gòu)造環(huán)境，西山窯組沉積晚期是燕山運動Ⅰ幕的活動階段，表現(xiàn)為盆地性質(zhì)轉(zhuǎn)換為擠壓環(huán)境[15]。肖冬生等報道晚侏羅世燕山運動Ⅱ幕以博格達山的隆升逆沖為特征，表現(xiàn)為上侏羅統(tǒng)齊古組-喀拉扎組是總體向上變粗的反旋回碎屑沉積，具有逐步退覆、遞進式削截和砂巖成分成熟度、CIA指數(shù)較低的特征[16,17]。勝北-紅連地區(qū)喀拉扎組一段古地震的研究，表明博格達山在晚侏羅世快速的構(gòu)造隆升。

臺北凹陷是吐魯番坳陷一個重要構(gòu)造單元，北鄰博格達山，南緣覺羅塔克山，現(xiàn)今構(gòu)造格局大都形成于晚燕山-喜馬拉雅運動時期前陸沖斷過程中[18-20]。勝北-紅連地區(qū)位于臺北凹陷中部，火焰山北緣，包括勝北、紅連為兩個二級構(gòu)造帶，面積1 500 km2。勝北構(gòu)造帶是近東西走向“洼中隆”，紅連構(gòu)造帶位于勝北洼陷的東南斜坡(圖1)。

侏羅系是吐哈盆地內(nèi)發(fā)育最全、分布最廣的一套河流、湖泊、沼澤相沉積蓋層[21]。上侏羅統(tǒng)齊古組、喀拉扎組在勝北洼陷保存最完整，研究區(qū)喀拉扎組一段平均厚度約170 m，主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，以細砂巖、粉砂巖為主，夾少量泥巖和礫巖[22]。

2 古地震記錄特征

地震誘發(fā)的軟沉積物變形(震積巖)，在地層中不協(xié)調(diào)出現(xiàn)，在特殊情況下不遵循瓦爾特相律。不同學(xué)者用于描述震積巖的術(shù)語存在各抒己見的問題，本文參照《中國沉積學(xué)》[23]中震積巖的分類原則，震積巖的主要類型有軟沉積物液化變形、軟沉積物塑性變形、硬巖石及弱固結(jié)沉積物脆性變形和硬巖石及松散層重力異地堆積。通過詳細觀察分布在勝北、紅南和連木沁地區(qū)20口鉆井取自喀拉扎組的鉆井巖心，識別出液化脈、液化角礫、液化卷曲變形、球-枕狀構(gòu)造、液化均一層、負(fù)載構(gòu)造、紋層卷曲變形、階梯狀微斷層、“V”型震裂縫和震裂角礫等變形構(gòu)造。本文結(jié)合前人識別震積巖的研究成果，從形成機理和形態(tài)特征方面進行詳細描述[24]。

圖1 吐哈盆地臺北凹陷構(gòu)造位置Fig.1 Location of the study area in the Taibei Sag of Tuha Basin

2.1 軟沉積物液化變形

2.1.1 液化脈和泄水構(gòu)造

液化脈和泄水構(gòu)造都是由地震-斷裂作用引發(fā)軟沉積物液化泄水的結(jié)果[25]。液化脈是因為地震引起的剪切力由砂泥骨架轉(zhuǎn)移到孔隙水中，孔隙水超壓導(dǎo)致砂泥層發(fā)生液化作用，砂層侵入上覆或下伏巖層中，形成液化脈(墻)[26]。勝北8井中液化泄水過程中發(fā)育的砂質(zhì)巖脈(墻)狀構(gòu)造(圖2a)，呈復(fù)雜的幾何形態(tài)，不規(guī)則的延伸彎曲，沒有定向性。

2.1.2 液化角礫巖

液化角礫巖是一種原地形成的角礫巖，由液化作用刺穿上覆未液化巖層，粒徑大小差別巨大，沒有分選性；宏觀特征是角礫巖層夾于正常沉積巖層中，以正常巖層和液化角礫巖層互層形式出現(xiàn)。研究區(qū)發(fā)育大量液化泥巖角礫，砂巖液化刺穿泥巖，泥巖角礫極不規(guī)則，由于沒有完全固結(jié)，邊緣有擠壓變形的痕跡，層內(nèi)角礫巖具有可拼性，表明液化角礫的位移不大，近于原地或準(zhǔn)原地沉積。臺參2井中可見明顯的液化泥礫，泥礫中包裹砂球，是典型的震積液化角礫巖(圖2b)。

2.1.3 液化卷曲變形

液化卷曲變形的形成機制爭議較大，Plaziat[27]認(rèn)為是介于液化作用和水塑性作用之間的卷曲變形。本文討論的液化卷曲變形與下文的紋層卷曲變形的區(qū)別在于前者主要是液化作用的產(chǎn)物。在連3井和勝北5井中，液化卷曲變形在地震擾動層內(nèi)發(fā)育，僅出現(xiàn)于薄層的砂、泥巖互層中，相對規(guī)模較小，形成一系列以卷曲和彎曲為主的幾何形態(tài)各異的小型褶曲，紋層呈波狀起伏，少量被錯斷(圖2c，d)。

2.1.4 球-枕狀構(gòu)造

震積球-枕狀構(gòu)造由于上覆和下伏富含水的軟泥沉積物都沒有固結(jié)，存在較大的密度差，下伏砂層為強液化層，在地震或斷裂觸發(fā)時，具有很強的垂向流動能力，刺穿上覆未固結(jié)泥巖層，在弱液化層中形成球-枕狀構(gòu)造(圖2e)。連3井中液化作用形成的球-枕狀構(gòu)造刺穿了泥巖層，溝通了泥巖之間的砂層。球-枕構(gòu)造的成因多樣，當(dāng)?shù)卣鹨夯饔媒Y(jié)束后，由于強液化層發(fā)生脫水作用，沉積物體積收縮，或者負(fù)載作用砂球下陷均可以形成該構(gòu)造(圖2g)。

2.1.5 液化均一層

液化均一層一般指粉砂或細砂粒級的軟泥沉積物，由于震級較強，沉積物在經(jīng)歷震動、液化、稀釋作用之后，上覆沉積物趨于一致，厚度不大，實質(zhì)是將原生構(gòu)造消失的一種變形構(gòu)造。均一層最早在Seilacher[1]的論文中稱為soupy zone(湯層帶)； Seilacher[28]改名為homogenized(均一層)。區(qū)域內(nèi)分布較穩(wěn)定，一般可以用于識別液化不整合面(圖2f)。

2.1.6 負(fù)載構(gòu)造

負(fù)載構(gòu)造是指上覆粗粒巖石陷入下伏細粒巖層的一種構(gòu)造。粗粒巖石相對密度較高，在強震時，地震橫波造成水平震蕩搖晃，粗粒顆粒是相對較重的沉積物，液化砂層在地震剪切力和重力作用下易侵位到下伏細粒沉積物中，向下突出的構(gòu)造即為負(fù)載體[29]。Moretti[6]等研究認(rèn)為大于1cm的負(fù)載構(gòu)造是地震成因的。在勝北8井中，負(fù)載體規(guī)模達到2 cm左右，粗粒砂巖明顯下陷在細粒砂巖層中。在較強的剪切力和重力作用下，上覆母巖中的負(fù)載體完全進入下伏泥巖層中也可以形成球-枕構(gòu)造。

2.2 軟沉積物水塑性變形

水塑性變形的誘因一般是地震，未固結(jié)或半固結(jié)的富水軟泥沉積物在低角度緩坡，有持續(xù)的應(yīng)力輸入下形成小褶皺或微褶皺，微褶皺也被稱為含水塑性變形[30]。紋層卷曲變形在沒有液化作用參與的情況下，發(fā)育在未變形層之間的紋層變形，砂層相對較厚(圖2i)。杜遠生[31]等認(rèn)為地震和風(fēng)暴作用均可形成丘狀交錯層理，區(qū)別在于震積成因有其他的軟沉積物變形構(gòu)造伴生，紅南2-25井中連續(xù)發(fā)育(圖2j)。丘-槽構(gòu)造是指軟沉積物在地震定向作用力下形成的微褶皺，連3井中微向斜和微背斜交替出現(xiàn)(圖2k)，褶皺變形發(fā)育在薄層、板狀、條帶狀的巖層內(nèi)，識別特征是軸面沒有定向性，背斜核部顯著加厚，與斜坡滑動產(chǎn)生的變形構(gòu)造有明顯的區(qū)別[32]。Rodriguez-Pascua[33]和袁靜[34]等解釋環(huán)形層的成因機制為紋層狀軟沉積物在深湖或者在靜水環(huán)境中，未達到液化程度，是弱地震搖晃的產(chǎn)物，形態(tài)結(jié)構(gòu)是扁的同心紋層連結(jié)環(huán)體，在勝北2井中識別了環(huán)形層(圖2l)。振動滑塌在地震作用力和重力的共同作用下，塑性軟沉積物向下運動，在異地堆積，滑塌巖與下伏巖層呈不協(xié)調(diào)接觸，塑性砂巖滑塌拉拽出的“小尾巴”(圖2m)在勝北5井中清晰可見[35]。

圖2 吐哈盆地臺北凹陷喀拉扎組一段軟沉積物液化作用變形Fig.2 Liquefied deformation of soft sediments in the first member of the Kalazha Formation in the Taibei Sag of Tuha Basin

2.3 脆性變形

2.3.1 震裂角礫巖

震積角礫巖(圖2n)是沉積巖層受地震振動，導(dǎo)致固結(jié)的巖石或軟沉積物在原地發(fā)生破裂而形成的角礫巖。在連2井可見多數(shù)棱角分明，分選磨圓很差，裂縫發(fā)育，周圍被后期泥巖或粉砂巖等沉積物充填，礫巖具有很好的拼合性，角礫成分以砂礫石為主。以泥質(zhì)角礫為主的軟沉積物，在形成過程中易發(fā)生彎曲變形，角礫由于邊緣被擠壓而磨圓較好，反映當(dāng)時的半固結(jié)狀態(tài)[36]。

2.3.2 階梯狀斷裂

階梯狀微斷層一般發(fā)育在較薄巖層中，以發(fā)育一系列成階梯狀平行排列的張性正斷層為特征。勝北1井中的階梯狀微斷裂階梯狀排列，斷距不大(1～10 mm)，傾角較陡，有較好的連續(xù)性(圖2o)。研究區(qū)在該時期處于擠壓環(huán)境，以擠壓變形為主，很難形成這種微型正斷層，石亞軍等認(rèn)為這種變形特征是液化作用之后沉積物在重新壓實過程中差異下沉而形成的[37]。

2.3.3 地裂縫

地裂縫在喀拉扎組較發(fā)育，在連南1井中垂直或近垂直于層面發(fā)育，呈“V”字型特征，裂縫中被液化物充填，與同沉積斷層的差別在于巖層沒有發(fā)生位移，(圖2p)。

3 討論

3.1 震積巖序列

地震活動是短暫的事件性作用機制，對沉積物的改造作用主要體現(xiàn)在兩方面：一是地震作用導(dǎo)致沉積物發(fā)生再搬運、再沉積，發(fā)育遠離原始沉積區(qū)的震濁積巖和海嘯巖(異地系統(tǒng))；二是已有沉積物在原地發(fā)生液化、塑性、脆性變形或破裂(原地系統(tǒng))[38]。震積巖由于在平面上距古地震震源距離的不同，導(dǎo)致古地震強度不均一，震域范圍內(nèi)同一地區(qū)不同鉆井巖心上的組合序列不盡相同[39-40]。震積巖垂向序列是在理想情況下建立的模式，在單井中很難見到完整的序列。因此，震積巖垂向序列往往只是對一個地區(qū)古地震記錄的總結(jié)，具有區(qū)域特色。

在研究區(qū)以紅南2-25井為例進行單井分析，紅南2-25井1 771.83～1 771.96 m取心段顯示在較強的液化作用下，從下往上依次發(fā)育液化卷曲變形、球-枕構(gòu)造、液化砂巖脈、液化擾動紋層錯斷和液化角礫巖，是典型液化作用的構(gòu)造特征(圖2q)；在1 773.97～1 774.06 m段取心發(fā)育震裂角礫、重力成因砂球和振動滑塌等變形構(gòu)造，以水塑性和脆性變形為主；兩段取心的間隔為一段粒度較粗的雜色砂巖，巖性和顏色與上下伏巖層明顯不同。紅南2-25井的序列特征表明，一次強地震和衰減期余震之間的存在間震期，以沉積物快速剝蝕、堆積為特征。

吐哈盆地喀拉扎組一段的震積構(gòu)造多為未完全固結(jié)的軟沉積物變形形成的同生-準(zhǔn)同生變形構(gòu)造，異地系統(tǒng)的沉積單元偶有發(fā)育。筆者依據(jù)喬秀夫[41]等關(guān)于震級(Ms>5)才會發(fā)生液化作用的理論，結(jié)合吐哈盆地勝北-紅連地區(qū)喀拉扎組一段震積巖的發(fā)育特征，以紅南2-25井為基礎(chǔ)，綜合分析其他鉆井的軟沉積物變形特征，建立了一個與地震強度有關(guān)的原地系統(tǒng)震積巖垂向序列(圖3)。本文認(rèn)為勝北-紅連地區(qū)地震初始期發(fā)育液化擾動紋層；地震高潮期主要發(fā)育液化砂巖脈、液化角礫巖、液化卷曲變形等構(gòu)造變形特征；地震衰減期以水塑性和脆性變形為主，發(fā)育階梯狀微斷層、震積滑塌、紋層卷曲變形和“V”字型震裂縫等變形構(gòu)造；停止期以正常沉積為特征。自下而上根據(jù)典型構(gòu)造特征劃分為8段：A段為液化卷曲變形；B段為砂巖脈；C段為液化角礫巖；D段為階梯狀微斷層；E段為“V”字型地裂縫；F段為球-枕構(gòu)造；G段為紋層卷曲變形；H段為正常沉積。

3.2 地質(zhì)意義

吐哈盆地上侏羅統(tǒng)齊古組保存完好，臺北凹陷西北源靠近博格達山南緣的葡北等地普遍缺失喀拉扎組，臺北凹陷中部的勝北-紅連地區(qū)喀拉扎組保存較完整，勝北平均達到597 m，紅南地區(qū)相對較薄，平均約為219 m，連木沁約為364 m,地層厚度由北至南減薄。通過20余口鉆井的巖心觀察，僅在喀拉扎組一段出現(xiàn)密集的震積巖記錄。以勝北1井為例，在約193 m的喀拉扎組一段中識別出8個軟沉積物變形層；勝北5井在164 m深的地層中識別出5個軟沉積物變形層；勝北16井在約267 m深的地層中識別出8個軟沉積物變形層；連3井在143 m深的地層中識別出3個軟沉積物變形層；紅南2-25井在170 m深地層中識別出6個軟沉積物變形層(圖4)。喬秀夫[42]等將密集的地震變形層和正常沉積的巖心段作為一個地震慕，幾個相鄰的地震慕可以作為一個地震活躍期。根據(jù)勝北1井、勝北5井、勝北16井、連3井和紅南2-25井震積巖變形構(gòu)造在縱向上的密集分布特征，集中分布段作為活躍期，將喀拉扎組一段的地震活動規(guī)律劃分為平靜期-活躍期-平靜期?；钴S期表明在該時期曾持續(xù)發(fā)生過Ms>5級的強地震，喀拉扎一段沉積期的強地震代表博格達山在燕山期Ⅱ幕的上升隆起與斷裂活動。

圖3 震積巖垂向序列Fig.3 Vertical succession of seismics

圖4 吐哈盆地臺北凹陷喀拉扎組一段震積巖的垂向分布特征Fig.4 Vertical distributions of seismites the first member in the Kalazha Formation in the Taibei Sag of Tuha Basin

表1 吐哈盆地勝北-紅連地區(qū)喀拉扎組一段典型井震積巖

Table 1 Cartogram of seismites of typical wells in the first member of the Kalazha Formation in the Taibei Sag of Tuha Basin

地區(qū)鉆井取心回次累積厚度/m主要震積構(gòu)造單元地震強度勝北勝北1井勝北2井勝北4井勝北5井勝北12井勝北16井2，3，4，52，32，3，8，9，101，2，31，3，41，2，3，47 413 676 123 342 074 88A，C，D，F(xiàn)A，B，C，F(xiàn)C，D，F(xiàn)A，C，DA，F(xiàn)A，B，C，F(xiàn)強震區(qū)紅南紅南2-25井紅南5井紅南9井紅南15井紅南901井2，3，4，5，6，4，5444，56 520 320 270 891 42A，D，F(xiàn)，GE，GD，F(xiàn)F，GA，F(xiàn)連木沁連2井連3井連南1井2，3，42，41，31 270 971 07F，GD，F(xiàn)，GE，F(xiàn)，G弱震區(qū)

震積巖在不同鉆井中的特征有較大差異性(表1)，表現(xiàn)為靠近北部博格達山前帶勝北1井、勝北2井、勝北4井、勝北5井、勝北12井和勝北16井震積液化作用發(fā)育，并且震積巖的序列較完整，表明勝北地區(qū)的震積巖主要是強地震的沉積產(chǎn)物。紅南地區(qū)的紅南5井、紅南9井、紅南15井、紅南901井和連木沁地區(qū)的連南1井、連2井、連3井液化作用相對勝北地區(qū)要弱一些，軟沉積物水塑性變形和脆性變形較為發(fā)育，常見紋層卷曲變形、“V”字型和震裂角礫，顯示紅連地區(qū)震積巖主要是弱地震的沉積記錄。地震強度從北部山前帶至南緣的紅連地區(qū)總體有減弱的趨勢，反映博格達山造山運動誘發(fā)的地震對北部山前帶影響較大。紅南2-25井震積巖累積厚度大，液化作用發(fā)育，與北部山前帶特征相似，表明該井附近是紅連地區(qū)的主要強震區(qū)。

邵磊[17]等報道喀拉扎組一段的砂巖成分成熟度低，并且反映風(fēng)化程度的CIA值較低，是強烈剝蝕，快速堆積的產(chǎn)物。吳青鵬[43]等報道這套砂體是在干旱氣候條件下低位沉積期的產(chǎn)物，喀拉扎組一段沉積期是晚侏羅世沉積體系轉(zhuǎn)換的重要時期。通過地層厚度特征和震積巖的時空展布規(guī)律研究，表明喀拉扎組一段的沉積物與博格達山的隆升密切相關(guān)。因此，筆者認(rèn)為這套砂體與博格達山的造山運動有關(guān)聯(lián)性，是氣候、構(gòu)造抬升和沉積速率共同控制的沉積產(chǎn)物。

為了進一步研究物源區(qū)構(gòu)造背景，在顯微鏡下采用Gazzi-Dickinson記點法統(tǒng)計分析勝北-紅連地區(qū)喀拉扎組320余塊砂巖薄片的碎屑組分(結(jié)合掃描電鏡資料表明顆粒比較完整，雜基含量低，碎屑并沒有遭受嚴(yán)重的成巖作用和變質(zhì)作用的改造)。累加各個組分的點數(shù)換算成相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在Dickinson[44]三角圖中進行投點，獲取了物源區(qū)的構(gòu)造背景信息。Qt-F-L,Qm-F-L,Qm-F-Lt和Qp-Lv-Ls圖解(圖5)顯示：喀拉扎組碎屑物源主要落在火山弧范圍內(nèi)，少數(shù)投點落在再造山旋回帶以內(nèi)，反映母巖主要為一套與火山弧有關(guān)的建造。王宗秀[45]報道了北側(cè)博格達山的石炭系是以一套由安山巖、安山質(zhì)火山巖、火山碎屑巖組成的島弧環(huán)境形成的鈣堿質(zhì)基性-中性-酸性火山巖建造。并且對博格達山石炭系韌性剪切帶中的石英脈進行了鋯石測年(311～316Ma)，認(rèn)為在晚石炭世有一次不劇烈的造山作用。因此，上侏羅統(tǒng)喀拉扎組一段的母巖可能主要來自石炭系的這套火山巖，部分投點落在再造山旋回帶內(nèi)。李文厚[46]等報道研究區(qū)晚侏羅世是物源供給的轉(zhuǎn)換時期，早、中侏羅世以南部覺羅塔克山物源區(qū)為主，晚侏羅世的物源供給主要來自博格達山。以上結(jié)果表明博格達山在喀拉扎一段沉積期劇烈的隆升造山，促使石炭系的這套火山出露地表，成為主要的剝蝕物源區(qū)，同時導(dǎo)致博格達山南緣的葡北等地缺失喀拉扎組地層。本文認(rèn)為震積巖大量發(fā)育的喀拉扎組一段砂體是博格達山隆升和盆地充填關(guān)系的特殊沉積響應(yīng)。

4 結(jié)論

1) 吐哈盆地喀拉扎組發(fā)育震積巖的軟沉積物變形特征有液化作用成因的砂巖脈(墻)、液化角礫巖、液化卷曲變形、球-枕構(gòu)造、液化均一層和負(fù)載構(gòu)造；水塑性變形成因的紋層卷曲變形、丘-槽構(gòu)造、環(huán)形層和振動滑塌；脆性變形成因的震積角礫巖、階梯狀微斷層和“V”字型震裂縫。

圖5 吐哈盆地勝北-紅連地區(qū)喀拉扎組一段砂巖Dickinson三角投點圖Fig.5 Dickinson triangle of sandstones from the first member of the Kalazha Formation in the Taibei Sag of Tuha Basin

2) 在吐哈盆地吐哈盆地上侏羅統(tǒng)喀拉扎組一段建立了震積巖的變形構(gòu)造的垂向序列。序列從下而上的特征呈地震初始期發(fā)育液化擾動紋層；地震高潮期主要發(fā)育液化砂巖脈、液化角礫巖、液化卷曲變形等構(gòu)造變形特征；地震衰減期以水塑性和脆性變形為主，呈階梯狀微斷層、震積滑塌、紋層卷曲變形和震裂縫等特征；停止期恢復(fù)正常沉積。根據(jù)典型構(gòu)造特征劃分成了8個構(gòu)造單元。

3) 吐哈盆地震積巖的首次報道豐富了該區(qū)構(gòu)造活動的研究方法。震積巖在地層中集中出現(xiàn)在喀拉扎組一段；地層厚度和震積巖的時空展布特征顯示地震強度從勝北地區(qū)到紅連地區(qū)有逐漸減弱的趨勢；震積巖大量發(fā)育的喀拉扎組一段砂體是博格達山隆升和盆地充填關(guān)系的特殊沉積響應(yīng)。以上古地震證據(jù)表明臺北凹陷晚侏羅世喀拉扎一段沉積期是燕山運動Ⅱ幕導(dǎo)致博格達山劇烈隆升的主要階段。

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(編輯 董 立)

Discovery of seismites in the first member of the Kelaza Formation in central Taibei Sag of Tuha Basin and its geological significance

Tang Wenbin1，2,Xu Shenglin2,Chen Hongde2,Chen Anqing2,Liang Jie3,Xiao Dongsheng3

(1.InstituteofOil&Gas,SchoolofEarthandSpaceSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China;2.InstituteofSedimentaryGeology,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu,Sichuan610059,China;3.InstituteofPetroleumExplorationandProduction,PetroChinaTuhaOilfieldCompany,Hami,Xinjiang839009,China)

Tuha Basin is a polycyclic composite basin with dual base and foreland structures.The Yanshan movement du-ring the Late Jurassic controlled and affected the sedimentation of the Kelaza Formation in the basin.Based on observations of cores from more than 20 wells drilled in the Formation,we recognized for the first time some deformed structures of soft sediments originated from seismicity,including sandstone veins (dikes),liquefied breccias,liquefied crinkling deformation,ball-pillow shaped structures,liquefied homogeneous layers and load structures of liquefaction origin;lamellar crinkling deformation,mound-trough structures,annular layers and vibration collapse structures of hydroplastic deformation origin;and seismite breccias,echelonment micro-faults and V-shaped ground fractures of brittle deformation origin.A vertical succession of seismites was established based on the deformation features of seismites recognized in the first member of the Formation.It indicates frequent and intensive seismic activities during the formation of the member.By comparing the spatial and temporal distributions of seismites,we found that the intensity of seismic activities weakened along the Shengbei area at the northern foreland to the Honglian area at the southern margin of the basin,indicating the Bogeda orogenic belt being the earthquake source.A Dickinson triangle chart also revealed that the belt was the provenance of the sandstone in the first member.The widely-distributed seismites (a special sedimentary response between basins and mountains) in the member also indicated that the Bogeda Mountain was strongly uplifted during the sedimentation of the first member in the Later Jurassic due to the second phase of the Yanshan movement.

seismite,Yanshan movement,Kelazha Formation,Late Jurassic,Bogeda Mountain,Taibei Sag,Tuha Basin

2015-10-07;

2017-02-15。

唐文斌(1990—)，男，博士研究生，石油地質(zhì)學(xué)。E-mail:tangwenbin100@163.com。

徐勝林(1981—)，男，副教授，沉積學(xué)。E-mail:xusheng218@163.com。

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目(41602107)；成都理工大學(xué)中青年骨干教師培養(yǎng)計劃項目(JXGG201537,JXGG201538)。

0253-9985(2017)02-0345-10

10.11743/ogg20170214

TE121.3

A