喬秀夫宋田瑞李海兵高林芝彭陽聶澤通梁張定壹傳恒景源田洪水
沈積物的區域性液化，尤其是大規模帶狀分布、層位固定的沈積物，壹般是由地震誘發的。只有裏氏5級以上強震的水平振動力才能使淺水環境或陸地20m深處富含水的軟沈積物液化或誘發深水盆地的巨震。識別地層中不同類型液化引起的變形構造是野外識別古地震的基本方法。
本章提供的宏觀記錄(圖1 ~ 24)均取自國內資料，壹般按地質年代順序排列，包括碳酸鹽巖和碎屑巖不同類型的地震記錄，大部分是淺水環境下的軟沈積變形，少數是成巖作用後硬巖石中的記錄。除了淺水環境，本章還選取了深水環境下的地震記錄。現代地震引起的沈積物液化變形排在第壹位，以便從古代討論現在。
地震的發生與構造變化和巖漿活動密切相關。中國大陸地殼隨時間變化，古沈積環境、構造環境和巖漿活動規模不同。以華北地區為例，中元古代和新元古代以海相碳酸鹽巖為主，處於板內多次裂解的構造環境，因此大量的重復地震記錄出現在灰巖和白雲巖中。下古生界奧陶系為陸表海環境，構造環境穩定。雖然主要是碳酸鹽巖，但地震發生的頻率很小。到目前為止，板塊內還沒有發現奧陶紀古地震的記錄。但在板塊北緣，由於古亞洲洋與中朝板塊碰撞，誘發了強烈地震。該區奧陶紀有大量地震記錄，變形特征與中元古代相同，沒有本質區別。再如二疊紀中國西南地區(廣西、四川、雲南、貴州)處於大規模超大陸裂解時期，在伸展環境下大面積噴發玄武巖。在這種構造-巖漿活動環境下誘發的極其強烈的地震，對於現代人類地震來說，恐怕是前所未有，難以想象的！地層中的古地震現象與華北中元古代和古生代不同，但強震誘發液化的機制是相同的。本章按時間順序討論宏觀古地震記錄，旨在反映不同時期和地區地震事件記錄的特征也是不同的。
可以比較不同類型沈積物中的地震記錄。比如碳酸鹽巖中的泥亮脈，砂巖中的砂巖脈，都是液化排水造成的。野外調查清楚地觀察到這兩種液化脈與液化母巖之間的聯系。壹些地質學家承認砂巖脈液化的原因，但對碳酸鹽巖中泥亮晶脈液化的原因提出質疑，認為僅限於中元古代和新元古代。在本文的宏觀記錄中，寒武系、奧陶系和下石炭統均有液化碳酸鹽脈。液化泥的亮晶脈之所以僅限於元古代，是因為受外國文獻的影響，過於相信壹些外國學者的觀點。
地質學是壹門實踐性和解釋性的科學，應該在實際調查的宏觀地質記錄的基礎上進行科學解釋。字段宏記錄是第壹個也是最關鍵的。本章提供的宏觀記錄將有助於地質學家理解地層中古地震記錄的液化機制。地質記錄是復雜多變的，地質學家習慣於對其進行建模和簡化，以便解釋類似的復雜記錄，但許多顯而易見的地質現象不應該被人為地復雜化和神秘化。
圖1新疆現代地震(全新世)沈積記錄(壹)。
A.西昆侖康西瓦地區全新世以來的地震活動(最新1912 00，M≈7)與構造地貌:B .相對較新地震的地震楔(即被填充的地裂縫)位於圖A中的B點；c、D .地震楔中最後壹次地震後的細粒砂土液化(圖D中白色虛線為液化範圍)，位置如圖E所示；E .多次地震的地震楔，其位置如圖A中E點所示；f .約5000年前地震誘發的軟沈積物變形和破裂構造(紅色虛線所示)(李海兵)
圖2青海和新疆現代地震(全新世)(2)沈積記錄。
a .東昆侖地區2006 54 38+0 654 38+0.06 654 38+0.04裏氏8.1級地震；B .東昆侖地震地表同震斷裂帶中的臺階狀斷裂，其位置見圖A中的B點；東昆侖地震地表同震斷裂帶的右旋雁列斷裂和沿斷裂的噴砂。砂體表面呈圓盤狀，若被沈積物覆蓋，在地層中呈水平砂巖脈狀，裂縫中充填的砂與地層垂直。d .富水礫石層①液化，其中較細的礫石在下伏砂層②中形成球枕結構(李海兵)。
圖3新疆紅海現代地震沈積記錄(全新世)(三)
A.紅海裂谷被拉伸誘發地震，紅點是黎巴嫩的地震研究海溝；b .溝槽內全新統剖面，白色砂土層液化流動變形；C. D .白色沙土層被地震液化，形成極不均勻的上下兩層。層內楔形砂土是液化母源層通過水平液化通道(箭頭)滲入形成的；西昆侖康西瓦地區全新世以來的地震活動(最新1965438+7月12，00，M ~ 7)，斷裂構造與砂土液化(紅線所示砂土液化底界)(李海兵)。
圖4長城系砂巖液化
A.長城系串嶺溝組砂巖層液化(黃色)，上覆和下伏黑色頁巖漏水、穿孔，在黑色頁巖中形成砂巖脈，與砂巖層相連，發源於天津薊縣砂巖層(高林誌、劉永清攝)；b .砂巖礦脈在平面上呈板狀；c .黑色液化砂巖穿流成黃色砂巖，雲南西雙版納熱帶植物園巨型觀賞石，年代不詳(喬秀福)
天津薊縣長城系薄層狀碳酸鹽巖液化。
A.團山子組薄層白雲巖液化，其中黃色白雲巖脈與液化的水平黃色白雲巖相連，脈源於水平白雲巖，三維形態呈板狀；b .高於莊組紋狀白雲巖的板狀泥晶狀脈(黑色)，泥晶狀脈與任何條紋無聯系，是壹種盲脈(喬秀夫)。A、b的地震機制見本書第5章和第10章。
圖6北京昌平十三陵薊縣系霧迷山組板刺狀構造。
北京明十三陵霧迷山組中的壹種帶狀白雲巖，現被移至距離燕京湖約140米的香山公園作為觀賞石(李海兵攝)；b、d .條紋狀白雲巖板間多刺結構(層間垂直板狀礫石)；c .板刺構造的形成過程:①正常沈積層；(2)新沈積物在弱固結狀態下受到強震水平剪切力(箭頭)作用形成銳邊褶皺，褶皺破碎成垂直礫石；③地震後沈積，有時是薄藻席，其間有侵蝕面。為了進壹步研究，請閱讀本書的第七章。
圖7河北淶源白石山國家地質公園薊縣系霧迷山組灰巖中的巨型地裂縫(壹)。
A.白石山位置，FL-五龍溝斷裂，Fⅱ-紫荊關-靈山斷裂；B. C .西斷層(Fw)與東斷層(FE)之間的距離為300m，形成了壹個巨大的地裂縫，填滿了兩側被地震壓塌的巨大角礫巖；d .巨型角礫巖；e .解釋地裂縫的形成。進壹步請閱讀《地質通報》，2002，21，10“河北白石山發現中元古代地震遺跡”(梁，聶澤通)壹文。
圖8河北淶源白石山國家地質公園巨型地裂縫充填的巨型角礫巖特征(下)
A.圖7A顯示了巨大地裂縫中的白雲石巨石，其被階梯狀斷層切割；地塹外圍和層內斷層的白雲巖變形；c .西斷層(Fw)西側白雲巖中的液化矽質巖壁與水平連接的燧石條帶層壹致，均為白雲巖晚期矽化；填充於東斷層壹側的d巨型角礫巖具有壹系列斷層級斷層；e .西斷層(Fw)側的角礫巖；f .充填巨角礫巖(宋誌敏聶澤通)的東斷層面液化和卷曲變形發生在654.38+0.2億年前(霧迷山組時期)的白雲巖區。此次地震有可能:①震級大、持續時間長的地震較多，霧迷山組在地裂縫形成之前就開始變形；地裂縫產生後，地震繼續誘發地裂縫中填充物的變形。
圖9雲南易門青白口系大龍口組灰巖中的水力劈裂構造和泥質亮脈。
A.軟質碳酸鹽沈積物液化(灰色)成液化角礫巖流，流動(箭頭所示)產生巨大壓力，俘獲圍巖，使圍巖(褐色)爆裂(在垂直面方向拉伸)，形成沿斷裂近水平方向彎曲的泥晶礦脈；b .兩種泥晶灰巖脈:液化泥晶灰巖脈與薄層灰巖(淺色)相連，起源於薄層灰巖；經可液化條紋液化後，條紋完全液化消失，轉化為垂直的泥晶“盲脈”。a、B表明泥亮晶脈(國外稱臼齒構造，國內譯為臼齒構造)是地震液化的成因機制(張傳恒)。
圖10河南嵩山青白口系何家窯組碳酸鹽軟沈積物旋回變形。
A.①小地裂)；地震形成的；(2)正常沈積物充填地裂縫；③強震誘發沈積物形成液化沈積流，箭頭指示流向，擾動了下伏正常沈積物②；(4)震後沈積，與(3)形成超覆關系；b .壹次強震在薄石灰巖中的不同形變:斷層分級)；在下層；上部-液化卷曲，照片顯示清晰的液化流(高林誌攝)
圖11河南嵩山青白口系何家窯組灰巖中液化底辟構造及地裂縫。
A.液化底辟，其中碳酸鹽砂液化捕獲灰色灰巖為液化角礫巖①，液化角礫巖躍上底辟，沿層理侵位形成水平泥晶灰巖脈②和液化角礫巖楔③；b)條帶狀碳酸鹽砂液化並向上侵位形成泥脈，箭頭表示液化流和侵位方向；c .流化礫巖；d .液化角礫巖向下充填地裂縫，從地裂縫向兩側圍巖液化侵位，形成水平泥晶灰巖脈；e .“V”字形地裂縫由古地表塌陷的新灰巖(褐色)和角礫巖(灰色)充填(高林誌攝)。
圖12吉林白山老嶺震旦系萬隆組泥巖脈、液化角礫巖。
A.灰色中間灰巖(標誌筆下的巖層)和褐色中間灰巖同時液化，灰色灰巖原位角礫化(礫石可組合)，褐色灰巖向下刺穿形成泥晶狀脈①；褐色灰巖的液化為沈積流，灰色灰巖的液化脈為捕虜體；液化沈積物向上流動(箭頭),侵入灰巖巖壁③；下伏灰巖侵位成泥晶脈④；b)液化泥質脈(灰色)刺穿圍巖使其成為角礫巖(箭頭表示液化源)，礫石可組合；c .水平產狀泥晶巖脈來源於碳酸鹽砂體的液化，①是液化的母源(高林誌、劉永清攝影)。
圖13大連國家風景名勝區金石灘海岸震旦系興民村組紋灰中的泥晶脈和泥晶“盲”脈。
a、紋狀灰巖為液化源①，液化排水侵入形成泥晶脈②，相互連通；③紋狀砂的液化和排水消失，全部變成垂直的“盲”脈；b .壹些地質學家無法理解的泥晶狀“盲”脈，在縱橫平面上呈現出脈的板狀形態；c、紋狀灰巖中的泥晶盲脈向上層方向刺穿圍巖，圍巖在脈端彎曲發生液塑變形，脈寬4-8mm；d .地震和間歇性地震:①地震(泥晶脈)，侵蝕面是間歇性的；②地震，③間歇性地震後碳酸鹽濁積巖的底部單元為礫質泥晶巖脈(高林誌、劉永清攝)。
圖14大連金石灘震旦系興民村組灰巖中的負載鑄件和球枕。
A.薄層灰巖①液化，上覆和下伏地層液化形成泥晶脈②和荷載③，地震的水平剪切力使荷載與液化母巖①分離形成灰巖枕④；b)石灰巖中的通道(50厘米寬)，其中碳酸鹽砂液化並向下排水形成荷載①，液化泥晶灰巖脈②和液化角礫巖脈③穿過通道，顯示了兩次地震事件(李海兵)。
圖15大連市金石灘海岸震旦系興民村組灰巖中的滑塌和水塑褶皺。
A.在紋狀灰巖中滑動的巖塊，此處巖塊的條痕與原灰巖的條痕不壹致，沈積物因地震滑動，生有液化泥紋① * * *，箭頭表示滑動面，即地震堆積不整合面；b .薄灰巖中的水塑褶皺:①正常層，②地震事件層，出現水塑褶皺，③震後正常沈積，具有水塑褶皺的特征:軸面趨於紊亂；背斜核明顯增厚(箭頭所示)；褶皺被侵蝕，白色箭頭表示侵蝕面)(李海兵)
圖16江蘇省銅山縣趙圩村震旦系趙圩組灰巖水道中的液化泥晶灰巖脈。
A.壹系列小水道；b .水道重疊，窄水道②被較寬水道①切割，水道①和②中有液化泥晶脈；c .水道中的液化泥脈；d .水道中的泥晶礦脈②由疊層石生成，圍巖中的泥晶礦脈①被較大的水道切割，較大水道中的泥晶礦脈②被較新的水道切割(左上)；③小水道中的泥晶灰巖脈；e .地震後沈積物出露形成矽殼層②，液化泥脈①被切斷，安徽宿縣金山寨村，震旦系王山組；安徽靈璧縣張趨組灰巖中地震形成的環狀層理(喬秀福)
圖17下寒武統液化粉砂質白雲巖礦脈(遼寧省大連市金石灘海岸凹灘景區大林子組)和泥晶灰巖礦脈(魯西馬頭組石店剖面)
大林子組四段夾壹薄層砂質泥質白雲巖。地震發生時，含綠泥石的綠色薄層白雲石液化並同向濃縮，形成綠色粉狀白雲石脈。礦脈液化並沿向上和向下的方向刺穿周圍的巖石，使其彎曲成壹個水塑性褶皺。在圖A中可以觀察到綠色脈體與綠色薄層白雲巖之間的連接關系，脈體的成分與相連白雲巖的礦物成分完全壹致。由於大林子組和上覆的下寒武統堿廠組長期中斷，在沒有重壓的情況下保持直立。b .圖A:地平線上白雲石礦脈的產狀，為板狀(李海兵)；c .說明泥晶層流入裂縫形成液化泥晶脈(洪水)。野外記錄(圖A、B)表明，大林子組白雲巖礦脈是層內液化的產物，絕不是從地表向下滲透的“滲流管”結構。如需進壹步了解，請閱讀本書第13、14和15章。
圖18奧陶系液化亮脈及變形。
壹條明亮的礦脈與薄層水平灰巖相連，這些灰巖來源於內蒙古白雲鄂博礦區薄層水平灰巖和奧陶系沙林呼東群(高林誌攝)；顆粒序列斷層和回旋液化變形；c .層內斷層切割環形層；b、C為山東臨朐奧陶紀紅綾層(田洪水攝)；d .紅色絲綢層的人工制品，清楚地顯示了由地震引起的環形層和層內斷層(喬秀夫)
圖19新疆博格達地區下二疊統夏集槽子群後陸盆地地震液化記錄(本書第18章插圖部分)。
A.姬槽子村以南濁積巖中的水塑性褶皺，a .砂層厚度變化的褶皺，透鏡體朝西；b .中厚砂巖段中薄砂巖變形形成的水塑褶皺，透鏡體朝向西南；b .厚泥巖夾薄砂巖中發育的砂巖脈:a .黑溝段砂巖脈，透鏡體朝北；b .街槽子剖面砂巖脈(脈沖寬度7cm)的透鏡體朝向西南；c .蘑菇狀砂巖突出於薄砂巖中，透鏡體朝東；d .薄砂巖中的球狀和枕狀構造，a .焦槽子村以南，透鏡體以西；b .阿克蘇河谷南部，鏡頭朝東。地震液化記錄的成因機制和構造解釋見18章(張傳恒)。
圖20四川西部上二疊統盤古大陸裂隙誘發強震-深水地震巨濁積巖。
P2底的盤古大陸大規模裂解，以及中國南方與裂解相關的大規模玄武巖噴發和強震，都是人類歷史上從未經歷過的災難性事件。其規模和強度是無法想象的，深水區主要是巨濁積巖。國外學者將其視為海洋深水震積巖的代名詞。A .川西木裏秋喜鄉碳酸鹽沖擊濁積巖有10個旋回，A、B、C、D為馬寶層序單元；b .剖面位置，五星為秋喜鄉；c .荷載澆搗和球枕液化至底層，位於單元D；d .碎屑灰巖球枕；e .大地震濁積巖上部單元；b .碎屑流角礫巖石灰巖；f .底部單元A中的巨型石灰巖角礫巖(僅角礫巖的壹部分)，最大角礫巖可> > 10m；g .地震產品不整合(BU)(梁、聶澤通)
圖21盤古大陸裂解誘發強震-震積不整合，灰巖球枕，川西上二疊統。
A.圖20A中濁積巖B單元角礫巖中的石灰巖球枕顯示了剖面中的角礫巖結構；B單元大型石灰巖球枕的內環層理結構，原因如下:①D單元澆築的荷載受地震剪力脫離液化母層，轉移到B單元；②濁流帶入的軟質石灰巖顆粒是在運移過程中與周圍物質滾動粘結形成的；c .圖20:濁積巖中的地震活動為不整合，下部為原地灰巖，上部(黃色)為碎屑流礫巖。箭頭表示地震活動的不整合面，間隔很短；d .長間隔的地震堆積為不整合。原巖相為C1大塘條帶狀灰巖，具液化泥晶脈(圖左上角)和層內斷層(F)，上覆滑層、角礫巖碎塊和灰巖，滇西德欽(聶澤通、梁)等。圖20和21的進壹步解釋見《現代地質》第5卷第2期1991:論震積巖與震積巖的不整合；《地球科學》，1994，第19卷，第4期:長江西緣的吳棟伸展運動。
圖22二疊紀廣西淺水碳酸鹽臺地的盤古大陸裂解誘發強震-石灰巖墻
灰色巖壁，上寬下窄，時代為二疊紀(P)，圍巖為泥盆系(D)，桂林廟門；石灰巖壁的條帶狀結構和流動結構，垂直的條帶狀結構表明曾有多條礦脈穿入地面斷裂，最後壹條穿入斷裂左側，向下的彎曲層表明流向為自上而下(箭頭)，桂林廟門；三疊紀液化角礫灰巖流入地裂縫形成角礫-灰色巖壁，天鵝；巨地裂縫充填二疊紀石灰巖角礫巖，廟門；下圖是對圖表(a)(b)(c)(d)的解釋:在強震發生時，固結地層(D)和軟沈積物(P)表現出不同的行為，前者開裂，後者液化(彭陽)。如需進壹步研究，請閱讀本書第19章和第20章。
圖23山東勝利油田濟陽坳陷巖心地震記錄(巖心直徑10cm)。濟陽坳陷古近系沙河街組由東營凹陷、沾化凹陷和車鎮凹陷及其隆起(景源)組成。
A.東營凹陷濱420井層內微斷層和微地裂縫，深度2634.1 m，中央隆起；b .東莞凹陷中央隆起帶的賓420井層內斷階微地裂縫，井深2625.3米；c圈層理)，上25~34 ~ 34，深2096.54米，位於惠民凹陷中央隆起帶；d .東營凹陷陡坡帶坨127井深2832.33米，液化卷曲變形和載荷作用；e .惠民凹陷中央隆起帶尚847井砂球枕和層內斷層，深度2847.65米；f東營凹陷中央隆起帶濱420井層內液化和卷曲變形，井深2634.7米；g .液化砂巖脈，牛110井，深3002.9米，位於東營凹陷；惠民凹陷陡坡帶2282.5米深的陽29井微地裂縫和層內微斷層。
圖24大連金州區黑山寨遼東半島南部偽玄武巖-地震活化石。
A.假玄武玻璃②位於太古代①和青白口石英巖③之間，是基底與蓋層之間巨大拆離剪切的產物；鉀鹽的第二階段；壹個。B '興民村組地震記錄。大林子組地震記錄。圖24是壹個科學推測，假玄武巖玻璃的年齡正在國內外(李海兵)的實驗室中進行測試。