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浙西地区古生界岀露齐全,研究深入,其中江山碓边剖面是国际寒武系江山阶金钉子剖面。作者在浙江开化、常山下寒武统大陈岭组碳酸盐岩中发现了大量地震软沉积变形构造及海啸岩,震浊积岩。运用岩石学、地球化学等知识,利用显微镜、电子探针,扫描电镜、质谱仪等分析技术手段,对地震事件沉积层、地震液化脉及其母岩开展了镜下鉴定,微量元素、稀土元素、碳氧锶同位素等分析研究。建立了浙西早寒武世地震事件沉积序列,确定了地震活动的空间分布规律和活动期次,认为古地震沉积与开化—淳安断裂活动有关,界定了该断裂带的活动时间不晚于古生代早期;揭示了液化脉的物质来源和运移方向,厘定了地震液化脉形成不同阶段的独特矿物和地化异常标志,建立了地震液化脉成因机理模型,解释了海相地震液化脉具有陆相地化特征的原因,完善了地震事件沉积理论;针对浙西下寒武统大陈岭组沉积相一直存在半深水相和浅水相两种观点,通过对海啸沉积和碳同位素异常分析,结合沉积层中古生物化石出露位置、地震液化脉体中Sr/Ba异常、Gd异常等,认为海啸作用使不同水深的来源物形成混积层,造成沉积环境的突变,合理地揭示了造成大陈岭期沉积异常的原因,为研究混合沉积层、沉积异常等提供了一个例证。作者对浙西早寒武世碳酸盐岩做系统调查时发现,在开化裴岭脚产出的大陈岭组碳酸盐岩中含有大量的液化脉、软沉积变形构造、角砾岩及与之伴生的浊积岩等典型的地震—海啸沉积标志。根据地震岩特征及其在剖面上的分布,大陈岭期的地震活动可以分为两期:第一期以震积岩(Aa-地震液化亮晶脉和地震液化泥晶脉)、海啸岩(B-具丘状层理或平行层理的内碎屑白云质灰岩)、震浊积岩(C-具递变层理或鲍马序列且层面上有槽模构造的砾屑白云质灰岩或砂屑白云质灰岩)和背景沉积(D)组成的A—B—C—D沉积序列为特征;第二期为震积岩(Aa-地震液化亮晶脉和地震液化泥晶脉、Ab-震裂岩、Ac-震褶岩和Ad-震塌岩)和背景沉积(D)组成的A—D沉积序列。而在常山白石和芳村的大陈岭组剖面,上述特征不明显,但能识别出液化变形、包卷层理等构造。往南东至江山的碓边则不见地震岩特征。从地震岩的分布上分析,浙西大陈岭期的地震活动不受控于江山—绍兴深断裂,应与开化—淳安大断裂的形成有关,是开化—淳安大断裂形成于早古生代的一个证据。对浙西早寒武世两期地震事件的古地震强度和地震节律研究发现,两期地震的震级位于6到7.6之间。地震节律<5Ma,远远低于国内其他研究者报道的地震节律,可能是开化—淳安大断裂形成早期频繁活动的结果。通过与佳木斯、喜马拉雅、冈底斯、羌塘和中缅等地块的大地构造对比分析,并结合对浙西寒武系岩相古地理的分析研究,认为浙西的地震事件是震旦构造的一部分,也可能是泛非构造活动的一部分。对浙江江山碓边和开化裴岭脚含海啸沉积层的下寒武统大陈岭组碳酸盐岩进行了碳氧同位素测定。江山碓边剖面的δ13C、δ18O值的变化范围分别为-1.9‰—0.6‰、-12.5‰—7.9‰,均值分别为-0.08‰、-10‰。碳氧同位素地层曲线在中上部有个明显的正漂移,与当地的岩相古地理特征不一致,在浅水盆地区具有δ13C正漂移,且δ13C正漂移处产深水相的Arthricocephalus(节头虫)化石。开化裴岭脚含海啸沉积层剖面的δ13C地层曲线在海啸沉积层亦具有一个明显的正异常。对比研究可知δ13C正漂移和深水相化石对应于地震—海啸事件沉积层位,认为地震引起的海啸作用使不同水深的来源物形成混合沉积层,造成盆地环境突变,并在地球化学和生物上的有所响应。碳酸盐岩中液化脉是地震事件沉积的重要识别标志之一,但对与其类似的软沉积变形脉体却有不同的成因解释。对碳酸盐岩中脉体和母岩做了镜下鉴定、能谱分析和常量元素定量分析。镜下显示脉体中炭质、硅质成分明显高于母岩,与“臼齿构造”的“等粒质纯”明显不同;线分析和面分析显示,母岩中Ca、Sc含量高于脉体,而K、Al、Si、Mg则低于脉体,定量分析显示脉体和母岩中方解石的化学性质基本一致,与前人对“臼齿构造”分析结果明显不同。综合对脉体的岩石学和地球化学特征分析,认为浙西碳酸盐岩中的液化脉体属于地震成因,为地震液化脉。地震液化脉体和母岩的微量元素分析结果显示,液化脉中Cs、Ba、Th、Zr、Hf、Cr、Rb、Nb等反映陆源性质元素明显高于母岩,而Sr、Y、Ni反映海相沉积特征元素则表现为母岩高于脉体。通过对V、Mo富集度和微量元素特征参数Sr/Ba、Th/U等的综合研究,发现液化脉体表现为氧化环境,母岩为偏还原环境,且脉体和母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母岩,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。地震液化脉和母岩的碳氧锶同位素分析结果显示:两期脉体的δ13CPDB-w为+0.01-1.09‰,;δ13CPDB-v为-0.07-1.51‰,数值均属于正常海相碳酸盐岩沉积区。但每一个样品均显示母岩的δ13CPDB>脉体的δ13CPDB,脉体的碳同位素值相对母岩呈现明显的负漂移,第一期平均负漂移0.3‰,第二期平均负漂移0.5‰,研究认为这是由于地震驱动造成的泄水构造产生的同位素分馏、后期蚀变和泄水过程中δ12C优先于δ13C从沉积物中迁移所致;脉体和母岩的氧同位素值两期液化脉表现明显不同,第一期地震事件中δ18OPDB为-9.9-11.6‰,脉体和母岩变化不大,略有负漂移;第二期地震液化脉体的碳同位素值相对应母岩的碳同位素值具有明显的负漂移,且规律明显,主要是由于地震驱动造成的泄水构造产生的同位素分馏、后期蚀变和泄水过程中δ160优先于δ180从沉积物中迁移所致;两期地震液化脉体的Sr87/Sr86w母岩值平均为0.712635,高于国内外报道的寒武系海相灰岩Sr87/Sr86w值,液化脉体内Sr87/Sr86值明显高于母岩,Sr87/Sr86脉体值平均为0.733804,最高可达0.794550,与前人对海相灰岩中锶同位素多为海相、陆源、幔源来源均不相同,倒是与陆相沉积物、花岗岩、变质岩中的锶同位素值相当。从野外观察、镜下分析可知,脉体中不具有花岗岩成分,则说明地震发生时,该层位软沉积物属于近地表或者已经暴露出地表,地震液化泄水后形成地裂缝,地裂缝内被后期陆相物质沉积充填,因此脉体中Sr87/Sr86值才会具有陆相沉积特征,地震泄水作用伴随有短期的热作用,导致锶同位素异常,与Sr/Ba异常、Gd异常结果一致。地震液化脉形态受地震强度的制约,地震强度强烈,可形成上下贯通型液化脉,或砂岩丘,砂岩墙。地震强度较强,则脉体呈梭形,纺锤型,不穿层。地震强度中等,脉体则顺层产出,偶见火焰状构造。从地震发生—地震软沉积变形层稳定—固结成岩—成岩后期的不同阶段,地震液化脉体具有不同的地球化学行为。地震发生期,表现母岩中的K、Na等元素向脉体迁移;软沉积变形到软沉积层沉积稳定期,表现碳氧锶同位素分馏;成岩期后,脉体地球化学行为表现为氧同位素进一步分馏,Sr、Ba和Gd等元素异常。在此基础上,结合地震液化脉形成的动力学机制,建立了地震液化充填机理模型。