地质所沉积地质学团队-IGR等：软沉积物与固结成岩后变形构造

鉴别研究取得新进展

　　沉积岩中的变形构造记录了沉积物沉积、固结成岩及成岩后变形的关键信息，可分为软沉积物变形（soft sediment deformation，SSD）和固结岩石变形（hard rock deformation，HRD，俗称硬变形）。软沉积物变形常受后期构造活动影响产生叠加变形，易与小型构造变形混淆，尤其是重力主导的滑塌变形和硬岩的区域构造变形，二者更易混淆而产生学术争议。直至目前，还缺乏软沉积物与固结成岩后变形构造的立典性研究与鉴别标准。正确鉴别软沉积物与固结成岩后变形构造既是重要的基础地质问题，也对正确认识沉积古地理、古构造背景和成岩后区域地质事件与构造演化研究具有重要意义。

　　中国地质科学院地质研究所旷红伟教授课题组在华北鲁东地区从事晚中生代盆山系统地质调查过程中，崔明明博士后和彭楠博士等针对山东灵山岛下白垩统大规模精美的层间变形构造（图1）成因争议，通过区域野外地质填图和精细变形构造的多学科研究，系统梳理了软沉积物与固结成岩后变形构造的成因识别特征（图2a），并论证了灵山岛早白垩世变形构造并非同沉积的 “软沉积变形”，而是区域构造所控制的成岩期后构造的新认识，主要证据如下：

　　（1）软沉积变形常见配套的同沉积构造。①常见穿层砂岩脉，液化变形（包括液化脉、液化角砾岩、液化卷曲、泄水构造和负载构造等）。②变形构造的顶部具有不规则的侵蚀现象。③生物扰动发育也是软沉积物变形的良好标识（图2b）。

　　（2）固结成岩后变形构造样式及组合不同。①固结成岩后变形构造以层系规模的褶皱和断层为主，褶皱轴面和枢纽产状较为稳定，并在褶皱的两翼常见伴生纹层褶皱，纹层褶皱呈现从属褶皱。②褶皱多表现出破碎现象，存在较多砂岩团块和条带状砂岩，层理明显；③生物化石、岩脉等发生变形特征；④局部露头尺度构造变形和大区域构造变形与构造要素具有高度一致性（图2c）。

图1 山东鲁东灵山岛早白垩世典型复杂层间变形构造

图2 软沉积物变形和构造变形的鉴别及特征（据Alsop et al., 2019, 2021修改）
a两种成因变形的鉴别示意图；b软沉积物变形特征；c构造变形特征

　　该研究为判别复杂变形构造类型及成因，特别是重力主导的滑塌变形和完全固结岩石的区域构造变形特征的差异性研究提供了可参考的实例。同时，也丰富和深化了山东胶莱盆地盆山系统演化的认识，进一步说明灵山岛白垩系从属于胶莱盆地，为华北克拉通东部胶莱盆地和渤海湾盆地的油气勘探提供了新思路。同时，通过灵山岛下白垩统复杂变形构造成因的研究与鉴别，也说明地质研究只有踏踏实实进行野外观察、描述和精细研究，充分掌握第一手资料，实事求是、去粗取精、去伪存真，才有可能触及事物的本质，揭示客观规律。

　　本研究得到了国家自然科学基金委项目（42288201, 41688103, 41672111）、中国地质调查局项目（DD20190005, DD20221649）和国家重点研发计划项目课题（2018YFC0604201）的联合资助。相关成果发表于国际期刊International Geology Review和中文核心期刊《地质论评》。

相关论文信息：

　　Cui, M., Peng, N., Liu, Y., Wang, Z., Li, C., Xu, K., Kuang, H., 2022. Recognizing deformation origins: a review of deformation structures and hypothesis on the perspective of sediment consolidation. International Geology Review, 2094840. 

　　https://doi.org/10.1080/00206814.2022.2094840;

　　崔明明，彭楠，柳永清，王宗秀，旷红伟，许克民，李春麟，2022.陆相湖盆沉积物滑塌变形研究进展. 地质论评，68(4):2022082002, Doi: 10.16509/j.georeview.2022.08.035.