
【寒武系軟沉積物變形構造研究新進展】砂巖中發育的枕狀構造

碳酸鹽巖中發育的包卷構造與角礫構造

軟沉積物變形構造成因模式圖
軟沉積物變形構造是未固化的沉積物(或原生沉積構造)在沉積期間或沉積期后(早期成巖過程)受到擾動變形而形成的次生沉積構造(也稱同生變形構造) 。它的形成需要滿足兩個條件,即易于變形的沉積物和觸發機制 。軟沉積物變形構造通常具有不規則的產出形態(如呈脈狀或墻狀)、較高的孔隙度與滲透率(如均一構造及角礫構造)及復雜的成因機制(如地震作用、風暴作用等) , 對它的研究在石油勘探、開發、盆地分析及沉積環境解釋過程中具有重要指導意義 。
中國科學院南京地質古生物研究所陳吉濤博士與韓國地質資源研究院Lee Hyun Suk博士對魯西寒武系進行了詳細的沉積相分析,發現饅頭組陸源碎屑巖和炒米店組碳酸鹽巖中發育了多種軟沉積物變形構造 , 并對其進行了詳細的特征描述及成因分析 。研究發現這些軟沉積物變形構造均發育于具丘狀交錯層理的風暴巖中 。在砂巖的風暴沉積中發育的“巖墻”構造與“枕狀”構造形成于具高孔隙度和滲透率的砂質沉積物中,而在碳酸鹽巖的風暴沉積中發育的多種礫屑構造、小型“巖墻”構造及包卷層理等則形成于早期成巖過程中 。
研究還發現,陸源碎屑巖和碳酸鹽巖中發育特征差異較大的軟沉積物變形構造 , 主要是因為具不同特征(孔隙度、滲透率、粘結度及膠結程度等)的沉積物,其變形機制不同:高孔隙度和滲透率的砂質沉積物表現為液化和流化作用,碳酸鹽沉積物為選擇性液化作用 , 以及含粘土沉積物為觸變液化作用 。同時,通過詳細的巖相與沉積相分析及多種觸發機制的討論,得出這些軟沉積物變形構造很可能是由風暴觸發而成 。本研究揭示了軟沉積物變形構造的不同成因機制及觸發因素,并有助于進一步對魯西乃至華北地區寒武系古環境的重建 。
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