浙西下寒武统地震事件沉积及其构造意义

在浙江开化、常山下寒武统大陈岭组碳酸盐岩中发现大量含炭泥晶脉、微同生变形构造、角砾岩及与之伴生的浊积岩，初步研究为古地震沉积记录，与开化-淳安断裂活动有关。本项目拟通过野外调查、室内岩矿鉴定，查明浙江西部开化-淳安断裂附近下寒武统震积岩的分布和岩石学特征，建立各地地震事件沉积序列。在区域对比的基础上，确定地震活动的空间分布规律和活动期次，进而研究浙皖海盆早寒武世基底断裂活动性质及其与浙皖海盆裂陷的关系。用微量元素、碳氧锶同位素组成判断地震液化脉与围岩物质是否具同源性，根据液化脉及其围岩阴极发光特性、易溶元素和难溶元素分布规律来研究脉体充填时的物质运移方向。本项目将填补浙西皖南赣北新元古代-早古生代裂陷带地震事件研究的空白，为该裂陷海盆演化历史和开化-淳安断裂活动史提供重要证据。通过研究地震液化脉形成机理，厘定震积岩识别标志和岩相序列，为地震事件沉积理论和研究方法增添新内容。

本项目是在发现浙江西部下早寒武世大陈岭组存在二套因地震作用导致的软沉积物变形的基础上开展的后续研究。①通过对江山、常山、开化、淳安等地下寒武统大陈岭组软沉积物变形的强度、厚度、类型等对比研究，认为浙西早寒武世软沉积物变形系由开化—淳安断裂构造早期活动有关，证明开化—淳安断裂在古生代早期已经开始活动，而非前人认为的该断裂构造始于古生代中晚期；②对开化裴岭脚剖面软沉积物变形构造的精细研究表明两期地震事件沉积中的液化脉形态具有液化早、中、晚各阶段特征，且第一期地震事件液化变形主要表现为液化开始阶段，第二期地震事件中地震液化脉主要表现为液化的高潮期；③浙西早寒武世大陈岭组灰岩的沉积相一直有两种观点，分别认为是潮坪相和半深水相，通过对浙江开化裴岭脚地震事件剖面的岩石学特征、沉积相规律、稳定同位素特征、古生物特征等的系统研究，认为该套灰岩之所以具有这么大的争议，主要是因为存在一套因地震造成的海啸沉积层造成的。海啸作用把较深水生物和沉积物带到浅水区沉积下来，并造成碳氧同位素短暂、急剧的正漂移；④对脉体（v）和含脉体灰岩（w）的碳氧锶同位素特征研究表明，每一个样品均显示δ13CPDB-w＞δ13CPDB-v，液化脉体内Sr87/Sr86值明显高于围岩的Sr87/Sr86值，脉体和含脉体灰岩的氧同位素值均表现受强烈的蚀变作用，综合分析认为，地震液化脉体产出于浅水环境，泄水构造在形成过程中伴有局部的、短暂热蚀变作用，固结成岩后，泄水构造形成构造薄弱面，易受大气降水、后期热液等作用的影响；⑤对地震液化脉体和含脉体围岩的微量元素和电子探针等研究显示结果显示，液化脉中反映陆源性质元素明显高于含脉体围岩，而反映海相沉积特征元素则表现为含脉体围岩高于脉体。且液化脉体表现为氧化环境，含脉体围岩为偏还原环境，且脉体和围岩均具有淡水作用特点。研究认为，早寒武世大陈岭期白云质灰岩沉积过程中有蚀源区陆源碎屑物的补入；在地震突发振动力作用下，富水软沉积层液化泄水，因化学沉积物和碎屑沉积物性质的差异，塑性碳酸盐沉积物随水部分流失，使得单位体积内碳酸盐沉积含量低于围岩，导致脉体中更富陆源物质；软沉积层属潮上带，地震液化泄水后期至成岩期，该软沉积曾暴露地表，受后期陆源物的再补给及大气降水淋滤蚀变作用影响，表现为古气候和古盐度异常，为浙西大陈岭组浅水相沉积提供了地球化学的证据。