广西西大明山地区寒武系小内冲组滑塌构造的发现及其地
质意义
陆干强,方富生,余树青,胡鑫垚,毛承安
【摘 要】摘要:在广西崇左市大新县西大明山地区的寒武系小内冲组第一段上部粉砂岩、泥岩地层中,新发现了一处具有典型的滑塌构造特征的软沉积物变形层。 根据滑塌层软沉积物变形强弱特征,自下而上可以将滑塌层分为强褶皱逆冲断裂带、弱滑塌褶皱带、波状层理—劈理化带。 其中强褶皱逆冲断裂带构造变形最强烈,主要表现为发育大量的同沉积滑塌褶皱及一系列层间小断裂,同时在同沉积褶皱内部还发育有球枕状构造、石香肠构造、透镜状构造等。 根据滑塌体内部沉积构造特征,推测其触发机制可能为由地震所引发的滑塌运动;根据同沉积滑塌褶皱及同沉积逆冲断层产状特征判断,滑塌体是从SSE向NNW 方向滑塌堆积而成,揭示当时的盆地古斜坡倾向NNW,沉积物的物源区位于SSE 侧。
【期刊名称】华南地质与矿产 【年(卷),期】2018(034)003 【总页数】8
【关键词】滑塌构造;软沉积物变形;古地震;西大明山;寒武系
基金项目:广西地质矿产勘查项目“广西西大明山地区1∶5 万区域地质矿产调查”(桂国土资函[2014]663 号)、“广西泗城岭—西大明山地区构造蚀变填图及找矿应用”(桂国土资函[2017]350 号)、中国地质调查局项目“广西泗城岭-西大明山铅锌银多金属矿整装勘查区矿产调查与找矿预测”(121201004000160901-29)
滑塌构造的研究始于Heezen et al.[1-2] 对1929 年加拿大Grand Banks 地震触发的浊流和滑塌(slump)的研究。Seilacher[3]首次将加利福尼亚Monterey 页岩中发现的阶梯状断层(fault-graded beds)解释为地震及滑塌共同作用形成的,并将未固结沉积物由地震作用改造形成的再沉积层定义为震积岩(seismites)。 随后许多地质学者对震积作用与震积岩、震积序列、震积岩识别标志等方面进行了系统的研究[4-17],而针对由地震引起的滑塌构造的研究相对有限。
滑塌构造是发生在具有一定地貌起伏的古斜坡环境,由重力、地震、风暴等突发地质事件引发的滑塌运动所产生的各种软沉积物变形构造。而滑塌后产生的塌积岩通常会保留原始的滑塌痕迹,按地层产状将滑塌层抚平复原后,可根据滑塌层中的同沉积滑塌褶皱、同沉积断裂等伴生构造判断滑塌体的滑塌方向、古斜坡环境及物源方向等。 不同沉积环境中由不同突发地质事件引起的滑塌具有不同的驱动机制及不同的复合表现特征。例如风暴潮汐作用引发的滑塌构造主要发育于滨浅海碳酸盐沉积区[18],重力滑坡作用引发的滑塌构造通常发育于坡度较大的古斜坡环境等。 因此,滑塌构造是判断古沉积环境的重要标志,对判断古沉积环境不仅具有指向意义,同样具有重要的指相意义[19]。
近年来,由地震引发的滑塌沉积已经引起中外地质学者的重视。 吕洪波等[20]在内蒙古包头市白云鄂博矿床南东约25 km 处的达尔罕茂明安联合旗的腮林忽洞群(COsl)下部发现一个厚约30 m、由地震成因的滑塌岩块;黄宏伟[21]介绍了广西丹池盆地地震引起的灰岩墙、 软沉积变形及滑塌构造特征,并分析震积岩及其伴生的滑塌构造序列与盆地构造演化的关系;吕洪波[22]在山东灵山岛晚中生代地层中发现的地震成因的滑塌沉积层,介绍了滑塌体内部发现的同沉
积变形构造, 并判断了其物源方向、滑塌体运移方向及受力方向等;Alsop et al.[23]在死海盆地晚更新世Lisan 组中发现的地震成因的滑塌构造;Mastrogiacomo et al.[24]在意大利南部白垩纪碳酸盐台地中发现两层地震成因的滑塌沉积;苏德辰[19]在北京西山上寒武统崮山组下部的中薄层条带状灰岩和砾屑灰岩中发现了典型的滑塌变形层。这些滑塌构造的发现不仅具有沉积学意义,还对判定古沉积环境提供了重要的沉积学依据。
笔者在广西崇左市大新县龙门乡那造村附近的寒武系新发现典型的滑塌构造露头,该滑塌构造在广西寒武系地层尚属首次报道。本文利用事件沉积学的观点对该滑塌构造进行详细的研究、观察并描述滑塌构造及其内部软沉积物变形构造特征,并对其成因机制进行探讨。
1 地质背景
广西西大明山地区位于右江褶皱带东南缘(图1)[25], 地理位置为广西壮族自治区崇左市江州区、大新县、南宁市隆安县一带。 西大明山地区的寒武系主要分布于西大明山复式背斜核部和古雾岭背斜核部,研究区按岩性特征及沉积相可将寒武系地层分为边溪组(C3-4b)、小内冲组(C1-2x)、黄洞口组(C3-4h)[26]。
边溪组(C3-4b):主要分布于古雾岭一带,以碎屑岩为主,偶夹灰岩,以砂岩、泥岩韵律性出现为特征,包括砂岩、细粉砂岩、泥岩和灰岩等微相。 砂岩中富含云母,具平行层理,偶见交错层理、底模构造;泥岩绢云母化,具水平层理、水平纹层。 岩石自下而上发育单层由厚变薄、砂质减少、泥质增多的沉积旋回特征,为陆棚边缘盆地相沉积。
小内冲组(C1-2x):主要分布于西大明山背斜一带。 可进一步分为三段,第一