质量运移相关软沉积褶皱的微观结构与变形机制：以巴西巴拉那盆地伊塔拉雷群为例

针对质量运移沉积(MTD)中软沉积变形结构(SSDS)微观机制研究不足的问题，研究人员通过薄片显微分析，揭示了巴西伊塔拉雷群MTD中褶皱的多样性与形成机制，提出流体化-液化驱动的颗粒流是主要变形过程，填补了SSDS微观尺度研究的空白，为理解沉积物早期变形提供了新视角。

　　

在地质记录中，那些尚未完全固结成岩的沉积物所保留的变形痕迹，如同大地母亲留下的指纹，默默诉说着远古时期的地质动荡。软沉积变形结构(SSDS)正是这类指纹的典型代表，它们形成于沉积物尚未经历显著成岩作用的"柔软"阶段，可能由地震、冰川活动或质量运移(如滑坡、碎屑流)等事件触发。尽管前人已对质量运移沉积(MTD)中的SSDS开展了大量研究，但绝大多数工作聚焦于宏观-中观尺度，显微镜下的微观变形机制仍是一片亟待探索的迷雾。

正是这一科学空白，激发了巴西巴拉那联邦大学研究团队的兴趣。他们选择巴拉那盆地二叠纪-石炭纪伊塔拉雷群中两个高度均质化的MTD为研究对象，通过系统的薄片显微分析，首次系统揭示了软沉积褶皱的微观变形机制。这项发表于《Journal of Structural Geology》的研究，不仅建立了MTD中常见微褶皱的图鉴，更深入解析了控制这些结构形成的物理过程。

研究团队采用了经典的构造地质学方法。从巴西Pedra Branca和Vila Ruthes两地MTD露头采集定向样品，平行于变形轴(a-c面)和滑移线理方向制作了16个薄片。通过立体显微镜和偏光显微镜的多尺度观察，结合显微构造解析技术，系统记录了褶皱形态、颗粒排列方式及剪切标志等关键特征。

General characteristics of studied thin sections
样品显微分析显示，Pedra Branca MTD以粉砂-砂质基质为主的混杂沉积包含石英岩碎屑、花岗岩颗粒等，而Vila Ruthes MTD则富含有机质泥岩碎片。两者均发育典型的软沉积变形组构：缺乏压溶和碎裂结构，颗粒沿剪切面定向排列，表明变形发生在低围压和未固结状态下。

Microstructural interpretation of SSD folds
研究发现七类特征性褶皱：(1)平行褶皱反映粘性差异层的协调变形；(2)平卧褶皱指示单剪主导的简单剪切；(3)箱状褶皱显示层间滑移与垂向压缩的耦合；(4)拖曳褶皱揭示局部剪切带活动；(5)断层传播褶皱与脆-韧性过渡变形相关；(6)层内褶皱反映流变分层效应；(7)鞘褶皱记录强烈非共轴应变。这些结构的多样性证实了变形过程中沉积物流变性质的时空变化，主要受颗粒流(granular flow)控制，并受孔隙水压力波动显著影响。

Conclusions
这项研究建立了MTD中软沉积微褶皱的成因模型：在未固结的水饱和沉积物中，质量运移触发局部液化-流体化，导致沉积层发生以颗粒流为主导的渐进剪切变形。不同褶皱类型的出现取决于三个关键因素：(1)沉积物内聚力差异；(2)单层厚度变化；(3)瞬时流变状态转变。该成果不仅完善了SSDS的微观识别标志体系，更重要的是揭示了流体行为在沉积物早期变形中的核心作用，为解释古代MTD的形成环境提供了新的显微构造判据。

研究还发现，这些看似"柔软"的变形过程竟能产生与中-高级变质岩相似的复杂构造样式，这一现象挑战了传统上认为强烈变形必须伴随高温高压条件的认知。团队特别指出，正确区分同沉积变形与后期构造变形对油气储层评价至关重要，因为前者往往与优质储层发育带相关。这些发现为沉积盆地分析提供了新的显微尺度研究框架，也为理解地质灾害中的沉积物失稳机制提供了类比模型。