塔里木盆地西北缘新元古代震积岩的发现及其地质意义

师　骏¹　黄伟康^2,3　尚江伟¹　章凤奇^2,3　吕惠贤¹

程晓敢^2,3　黎　立¹　林秀斌^2,3　雷　鸣¹　陈汉林^2,3

（1. 中国石油塔里木油田分公司勘探开发研究院 新疆库尔勒 841000；2. 浙江大学地球科学学院，浙江省地学大数据与地球深部资源重点实验室 杭州 310012；3. 教育部含油气盆地构造研究中心 杭州 310012）

 摘　要　震积岩是地层中记录古地震事件的关键岩石记录，通过震积岩的识别和发育序列的研究有助于认识盆地形成的构造背景和区域大地构造过程。在塔里木盆地西北缘的乌什南部地区新元古界中识别出臼齿构造、微同沉积断裂和液化卷曲变形等古地震引起的软沉积变形构造，发育典型的震积岩（震裂岩和震褶岩）以及震浊积岩、冰碛岩和薄层状钙质泥岩等沉积单元，并在南华系上部形成了深水浊流沉积—冰水混积—地震活动和背景沉积—地震活动等两期震积作用序列。塔里木西北缘南华系震积岩与同时期正断层紧密伴生，共同指示区域构造伸展背景，可能与新元古代罗迪尼亚超大陆裂解、大规模裂谷作用有关。

关键词　塔里木盆地　新元古代　震积岩　裂谷作用　超大陆裂解

Discovery of Neoproterozoic seismites in the northwestern margin of the Tarim Basin and its geological significance

Shi Jun¹　Huang Weikang^2,3　Shang Jiangwei¹　Zhang Fengqi^2,3　Lü Huixian¹

Cheng Xiaogan^2,3　Li Li¹　Lin Xiubin^2,3　Lei Ming¹　Chen Hanlin^{2, 3}

（1. Research Institute of Exploration and development, Tarim Oilfield Company, Kuerle, Xinjiang 841000; 2. Key Laboratory of Geoscience Big Data and Deep Resource of Zhejiang Province, School of Earth Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027; 3. Structural Research Center of Oil & Gas Bearing Basin of Ministry of Education, Hangzhou 310027）

Abstract：Seismite is the key rock record to record palaeo-seismic events in the strata. The identification and analysis of seismite can help us to understand the tectonic background of sedimentary basin. In the southern Wushen area of NW Tarim Basin, soft sedimentary deformation structures caused by palaeo-earthquakes, such as molar tooth structure, microsynsedimentary fault and liquefaction crimp-deformation, are recognized in the Neoproterozoic in the southern Wushi area in the northwestern margin of the Tarim Basin. Typical sedimentary units, such as seismite (seismicity fissure and seismicity fold), seismicity turbidite, moraine and thin-bedded calcous mudstone, are developed. In the upper part of Nanhua System, there are two periods of seismicity sequence, namely, deep-water turbidity sedimentation, ice-water mixed deposition and seismicity, and background sedimentation and seismicity. The Nanhua seismites are closely associated with contemporaneous sedimentary normal faults in the northwestern margin of Tarim Basin, indicating the regional tectonic extensional setting, which was possibly related to the breakup of the Neoproterozoic Rodinia supercontinent and large-scale rifting.

Keywords　Tarim Basin，Neoproterozoic, Seismite，Rifting，Supercontinent breakup

地震是地球表面一种常见的灾变性地质事件，是地壳内部能量迅速释放的结果，常常与火山喷发、断裂活动、崩塌陷落等诱发因素相伴生（严兆彬, 2018）。地震形成特征事件沉积为研究地震作用及其形成的沉积盆地和构造背景提供关键的地质记录（乔秀夫等, 1999; 杜远生等, 2001; 张传恒等, 2007; Chen et al., 2020）。记录地震灾变事件的岩层或岩石称为地震岩（广义震积岩），包括震积岩、啸积岩、震浊积岩（冯增昭等, 2017），也有学者建议只使用地震岩（嵇少丞，2018）；本文仍沿用国内学者一直使用的“震积岩”一词表示地震引起的具软沉积物变形构造的岩层（杜远生等，2017）。震积岩（seismite）是灾变事件岩的典型代表（乔秀夫等, 1999）。国外对震积岩的研究起源于加拿大格兰德班克地震引起海底沉积物位移、变形和引发的浊积岩的研究（Heezen and Ewing, 1952）。Seilacher et al.（1969）首次提出“震积岩”这一术语，它是指地震作用改造未固结的水下沉积物形成的再沉积层；之后，震积岩的研究逐步引起学界关注。《Marine Geology》和《Sedimentary Geology》杂志先后在1984年和2000年分别出版了“地震与沉积作用”和“震浊积岩、震积岩、海啸岩”两个专辑，对地震与沉积作用、地震、海啸及地震引起的震浊积岩进行了总结，有力地推动了地震事件沉积学的发展（黄宏伟等，2007）。我国震积岩研究始于北京十三陵地区中元古界雾迷山组碳酸盐岩地震—海啸序列研究（宋天锐等，1988）。随后开展了大量而又富有成效的研究，并在震积岩内涵、震积作用、震积序列、震积岩识别标志以及震积岩与成盆演化、区域构造演化、超大陆旋回等领域取得丰硕成果（吴贤涛等，1992；梁定益等，1994；乔秀夫等，1999；杜远生等，2000，2017；杜远生，2001；黄宏伟等，2007；魏垂高等，2007；杨剑萍等，2014；田洪水等，2016；严兆彬，2018）。震积岩和古地震事件研究是当前事件沉积学研究的一个前沿领域，也是当今沉积学领域研究热点。

新元古代时期是全球大地构造演化中一个十分重要的阶段，期间经历了罗迪尼亚超大陆的聚合和裂解过程（Li et al., 2008）。塔里木盆地所在的塔里木板块是我国最主要的3个克拉通之一，记录了丰富的新元古代构造演化信息（Lu et al., 2008；Xu et al., 2013a, 2013b；Zhang et al., 2013；朱文斌等，2017；何碧竹等，2019）。前人的研究发现塔里木板块在罗迪尼亚超大陆聚散过程中扮演了十分重要的角色（Lu et al., 2008；张传林等, 2012; Xu et al., 2013a, 2013b; Zhang et al., 2013; Ge et al., 2014, 2016; Wen et al., 2017, 2018; 朱文斌等, 2017）。尽管塔里木在罗迪尼亚超大陆重建中的构造位置学术界还有激烈的争论（Ge et al., 2014; Wen et al., 2018），但是当前学术界普遍的共识是，塔里木板块上广泛发育的新元古代裂谷盆地是罗迪尼亚超大陆裂解事件的重要响应和标志性伸展构造（Xu et al.，2005；Lu et al.，2008；石开波等, 2017；Ren et al., 2018, 2020；Wu et al., 2018; 何碧竹等，2019；Zhang et al., 2019）。笔者最近在塔里木盆地西北缘新元古界南华系野外地质调查中，首次识别出多种与古地震作用相关软沉积变形与沉积，结合区域分析，提出是新元古代同裂谷期与正断层活动有关的古地震事件记录，并探讨其重要的地质意义。

图1　塔里木盆地西北缘乌什南部地区地质简图（a）和新元古代沉积地层柱状图（b）

Fig. 1　Geological diagram of the southern Wushi area on the northwestern margin of the Tarim Basin (a) and columnar diagram of Neoproterozoic strata in this region (b)

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