鄂尔多斯盆地西缘煤田构造演化及其控制因素

鄂尔多斯盆地西缘位于华北陆块和秦祁昆山造山带两个一级大地构造单元之间的过渡带内,特定的大地构造背景使其具有复杂的构造演化历程及特殊的煤田构造格局。鄂尔多斯盆地西缘由贺兰山逆冲推覆构造系统和六盘山东麓逆冲推覆构造系统组成,具有"南北分段、东西分带"的特点。为了进一步探讨鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成演化及区域构造控制因素,本文基于野外地质调查和煤田勘查资料,恢复了本区自晚古生代以来的沉降抬升史和古构造应力场特征。印支期:研究区北部最大主压应力方向为北西-南东向,南部最大主压应力方向为北东-南西向;燕山期:北部最大主压应力方向为北西西-南东东向,南部最大主压应力方向为北东东-南西西向;喜马拉雅山期:北部受北西西-南东东向拉张应力,南部最大主压应力方向为北东-南西向。采用有限元数值模拟,探讨了鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成与区域构造的演化的关系,强调北段贺兰山逆冲推覆构造系统的形成与阿拉善地块的向东挤出逃逸密切相关。     

塔里木盆地库车坳陷中新生代构造应力场分析

盆地覆盖区古构造应力场分析一直是盆地动力学研究的一个难题。本文在对库车坳陷不同层位地层进行系统取样的基础上,初步探讨了用岩石磁组构恢复古构造应力场最大主压应力方向,测试结果与构造变形分析相一致;用岩石声发射测量系统筛分不同构造运动期次,并确定各期次有效最大主压应力大小,研究结果表明,测试构造期次与研究区构造地质分析期次基本吻合。     

浙江新路火山岩盆地构造应力场及其对铀成矿的控制

构造因素分析是成矿过程分析的基本要素之一。本文通过对各古构造层中发育的共轭剪节理和褶皱测量统计,恢复了本区白垩纪以来的各期古构造应力场,发现各期古构造应力场的中间主应力轴均为近水平状态,其中建德期最大主压应力方向为NW向,衢江期最大主压应力方向为NNE向,始新世–渐新世期最大主压应力方向为近EW向。指出本区球川–萧山断裂等NE向区域大断裂构造开启的期次,决定了成矿期次,开启的时间决定了铀矿形成的年龄,其开启时序明显受古构造应力场发展演化控制。建德期晚期,随着NW向挤压应力场转为应力松弛状态,区域大断裂处于开启状态,火山喷发期后的深部含矿流体沿区域大断裂向上运移,形成了本区早期铀成矿(125~115 Ma),衢江期NNE向挤压构造应力场使本区区域大断裂再次开启,带来了深部成矿流体,形成了第二期铀成矿(90~70.2 Ma),两期铀成矿叠加最终形成了本区的铀矿化定位。     

冀东宽城-青龙-金厂峪金矿集中区早燕山期构造应力场及其对金矿化的控制作用

冀东宽城-青龙-金厂峪金矿集中区早燕山期地壳运动与构造-岩浆活动强烈,形成了区内NE向、EW向与NW向压扭性-扭性主干断裂构造-岩浆带与20多个金矿床。早燕山期构造应力场对这些断裂的形成演化与金矿的成矿作用有重要的控制意义。在野外调研与古构造应力测量的基础上,确定受力方式、位移方向与若干地点的差应力值,进而应用有限元计算模拟方法,剖析早燕山期区域平面构造应力场及其与金矿化的关系。结果表明,该金矿集中区早燕山期区域最大主压应力方向以NW-SE向为主,最小主压应力方向以NE-SW向为主;区域构造应力值变化于2.5-220MPa;构造应力方向、构造应力大小与应力梯度带对金矿化均有明显的控制作用。      

鄂西地区燕山期古构造应力场初步定量研究

鄂西地区主要的构造变形为一系列NNE向褶皱,该区域主要构造形迹已经得到比较系统的研究,但对于发生褶皱时期的古构造应力场则至今尚无较深入的研究,前人仅根据褶皱构造形态特征和断层滑动方向进行过一些古构造应力场的定向研究,导致对齐岳山、利川等燕山期构造演化有了一些不同的观点。本文对燕山期古构造应力场的应力作用方向和作用力大小进行了比较系统的研究。根据研究区地层接触关系,侏罗系与三叠系为同一构造层,而白垩系与该构造层的角度不整合接触关系指示发生构造事件的时间为侏罗纪之后、早白垩世之前;根据野外测量的共轭剪切节理的产状、褶皱两翼地层产状等数据,结合区域整体构造形变特征来判断压缩区,确定了当时最大主压应力轴方向,总体上均为NW SE向;依据野外采集侏罗系、三叠系的石英砂岩标本进行实验测试,在透射电子显微镜下对采集标本进行晶内位错构造的观测统计,使用晶体内自由位错密度与差应力值的经验关系公式,计算出古差应力值的大小,为定量研究该区古构造应力场打下了扎实的基础。     

大兴安岭呼中火山岩区中生代古构造应力场初探

大兴安岭火山岩带北段呼中火山岩区,在中-晚侏罗世时期,最大主压应力轴方向为NW266°~316°,早白垩世最大主压应力轴为NE12°~50°,显示侏罗纪与白垩纪应力场的应力状态是截然不同的,但都处于拉张环境下。中-晚侏罗世由于NNE-SSW向的拉伸应力场的作用,在本区北部发生构造岩浆活动,形成了上黑龙江断陷盆地如NWW向展布的劲涛-蒙克山中基性火山喷发带,派生的NEE向张扭性应力使前中生代基底构造重新活动,形成大面积火山喷发。而早白垩世在NE-SW向拉伸应力场作用下,"额尔古纳地块"东部形成拗陷带,火山基底构造为NE-NNE向。      

酒店垭-桑木场构造须家河组节理发育特征与应力场解析

川东南构造应力应变以及构造期次的划分,是近年来四川盆地演化分析的重点研究对象。明确其构造演化与古应力场关系对于后期深化研究四川盆地边缘应力演化、指导本地区油气勘探具有重要意义。通过对酒店垭-桑木场背斜两翼须家河组露头观测到452组节理进行处理、统计、分析,利用传统的构造几何学分析方法、磷灰石裂变径迹以及声发射实验并结合相关区域构造演化史资料,分析了研究区裂缝发育期次以及古构造应力场。结果表明：该区主要为两套构造节理,分别为近NW—SE向和近NE—SW向两期主构造应力作用形成的节理;研究区自三叠纪之后发生了至少两期以上对该地区具有重大影响的构造运动：第一期为燕山运动中—晚期,最大主应力轴方向为133°,主要形成NE、NNE向断裂体系,构造规模较大、断裂发育;第二期为燕山运动末期-喜马拉雅运动早期,最大主应力轴方向为51°,主要形成NW向构造体系,构造规模较小、断裂仍较发育。     

吉林省大黑山条垒南段古生代晚期─中生代构造演化

根据大黑山条垒南段的地质建造及构造形变特征,结合区域地质资料,将本区古生代晚期一中生代构造演化史划分为３个构造阶段,即海酉一印支期、燕山期和四川期。不同时期的构造变形、岩浆活动和应力场等特征不同：海西－印支期以ＳＮ向挤压为主;燕山期为ＮＷ－ＳＥ向挤压,平均差应力值为１１２．５ＭＰａ;四川期最大主压应力轴呈ＮＮＥ－ＳＳＷ向,平均差应力值为１０１．４ＭＰａ。四川期为本区构造格架基本定型的时期。     

芙蓉矿区古构造应力场及其对煤与瓦斯突出控制的定量化研究

古构造应力场对芙蓉矿区煤与瓦斯突出起主控作用。本文采用煤镜质体有限应变分析、Etchecopar电算、共轭剪节理解析以及有限元模拟等方法对其作了定量化研究。结果表明:矿区现存构造是在最大主压应力方向分别为194°∠23°和145°∠29°的两期应力场作用下产生的,对应构造差应力分别为21MPa和23MPa,使全区各级构造呈北东向和东西向为主的复合叠加规律。这些不同构造型式对矿区煤层气赋存及煤与瓦斯突出具有不同的控制方式。     

塔里木盆地大北气田构造应力场解析与数值模拟

构造应力场研究对于塔里木盆地大北气田的开发具有重要理论与现实意义。通过区域断裂与背斜长轴走向、钻井诱导缝走向与井壁坍塌方位分别确定了古、今构造应力场的方向,采用测井资料计算了古、今构造应力场的大小。在此基础上,利用ANSYS有限元分析软件建立了大北气田主体气藏区大北102区块和大北201区块的地质模型,并通过测井资料计算及动静态转换确定岩石力学参数,利用构造应力场解析结果确定边界条件,进行了大北气田古今构造应力场的数值模拟,分析了构造应力场的分布规律以及构造应力场与构造裂缝和产能的关系。结果表明:大北气田古、今水平最大主应力方向分别约NNW336°和NWW305°,应力大小分别具有σHσhσv和σHσvσh的特征,分别属于Ⅱ类和Ⅲ类地应力;主应力和主差应力在平面上表现为背斜高部位为低值、翼部为高值,纵向上随深度增加而增大;构造裂缝的走向受控于水平最大古构造应力方向,与现今水平最大主应力方向近似平行或呈小角度相交,构造裂缝可沿走向继续延伸,开度也不会因构造挤压作用大幅降低,有效性可得到很好的保存,气藏区构造裂缝发育程度与主差应力的大小呈正相关关系;背斜高点是构造应力的低值区,油气在应力势差和浮力的共同驱动下聚集成藏,其中主差应力较大的井点构造裂缝较发育,无阻流量较高,因此在背斜高点主差应力较大的区域部署井位,有较大概率获得天然气的高产。     

黔南地区~3 km油气深孔地应力测量与构造应力场分析

地应力大小和方向信息是非常规油气勘探开发及区域构造应力场特征分析的重要基础数据。为了解黔南紫云地区的现今地应力状态,采用基于钻孔岩心的非弹性应变恢复(ASR)地应力测量方法,获取了紫云地区2877～2985 m石炭系打屋坝组地层的地应力信息,分析了区域构造应力场特征,探讨了油气保存条件。结果表明:(1)黔南紫云地区近3 km处石炭纪地层现今地应力状态表现为以垂向应力为主的应力环境,测点处最大水平主应力方向近SN向。(2)紫云地区近3 km处岩心实测最大水平主应力方向与燕山早期古构造应力场最大主应力方向大致相同,一定程度上反映了燕山末期—喜马拉雅运动对次生油气藏的改造程度较小,有利于黔南坳陷内部油气藏的保存。     

内蒙古狼山地区南北向断裂构造应力场特征及其与区域构造演化关系

内蒙古狼山地区断裂构造十分复杂,主要发育有南北、东西、北东和北西走向的断裂构造.从南北向断裂的几何形态、运动性质、构造应力场特征入手进行研究,结合野外实地调查与测量,运用极射赤平投影方法,求出构造应力场的主应力轴方位,进而对本区的构造演化进行了探讨.初步认为,研究区发育的近南北向断裂至少受到过两期构造应力场的作用,第一期是在晚二叠世,由于华北克拉通向北、西伯利亚板块向南活动而形成碰撞拼贴运动所产生的近南北向近水平挤压构造应力场,此时构造应力场的主应力轴σ₁为北偏东10°左右,向北倾伏,倾伏角为15°~20°.在这一期构造应力场的作用下,狼山地区发育了一套破裂系统,它们分别表现为近东西走向的挤压构造带和逆断层、近北东走向的以左行为主的走滑断层、近北西走向的以右行为主的走滑断层以及近南北走向的张性断层.这些早期的断裂系统也制约着该区域后来的构造活动,第二期构造应力场是侏罗纪以来古太平洋板块向亚洲大陆俯冲而产生的.此构造应力场的主应力轴σ₁为北西-南东向,倾伏向为150°左右,倾伏角为10°~20°.第二期构造应力场的作用,使早期南北向断裂由原来的张性破裂面转为左行走滑,早期东西向断裂转为右行走滑,早期北东向左行滑动面转为压性面和褶皱轴方向,而早期的北西向破裂面则转为张性破裂性质.      

塔河油田奥陶系储层构造应力场研究

油气储层构造应力场的分布特征,对油气运移、注采井网布置、储层改造等具有重要意义。为此,文章从塔河油田AD13井区的地质构造演化入手,基于油田测井资料,结合弹性力学及有限元理论,建立研究区地应力弹性力学计算模型,利用有限元软件对研究区储层地应力进行模拟研究,并将模拟结果与现场地应力实测值进行对比分析。结果表明,研究区最大水平主应力为102~130 MPa,最小水平主应力为87~110 MPa,均为压应力;研究区东部及南部最大水平主应力方向为北东向,西北部最大水平主应力方向为北东东向,西南部最大水平主应力方向为南东向,地应力大小及方向均与实际结果相符。研究结果可为研究区油气勘探开发工程提供科学依据。      

利用FMI资料分析塔河油田南部中—下奥陶统储层构造应力场

钻探结果表明,塔河油田南部地区上奥陶统覆盖区中—下奥陶统碳酸盐岩储层发育与分布明显地受断裂和裂缝控制。裂缝主要为构造开启缝,其次为钻井诱导缝,裂缝走向具有明显方向性,其形成与古构造应力场关系密切。利用大量中—下奥陶统钻井FMI资料进行裂缝识别、成因分类和走向统计分析,认为钻井诱导缝受现今构造应力场控制,构造开启缝主要受古构造应力场控制,裂缝走向与最大主应力方向一致。塔河油田南部地区诱导缝优势走向为北东向,现今最大主应力方向为北东向;构造开启缝优势走向主要有北北东向和北东东向两组,北北东向裂缝中可见充填缝,反映北北东向裂缝形成时间早于北东东向,其分别与加里东中期和海西早期的古构造应力场最大主应力方向相一致。     

Simulation of three-dimensional tectonic stress fields and quantitative prediction of tectonic fracture within the Damintun Depression,Liaohe Basin,northeast China

Tectonic fractures are important factors that influence oil and natural gas migration and accumulation within “buried hill” reservoirs. To obtain a quantitative forecast of the development and distribution of reservoir fractures in the Damintun Depression, we analyzed the characteristics of regional structural evolution and paleotectonic stress field setting. A reasonable geological model of the research area was built based on an interpretation of the geological structure, a test for rock mechanics, and experiment on acoustic emission. Thereafter, a three-dimensional paleotectonic stress field during the Yanshan movement was simulated by the finite element method. Rock failure criterion and comprehensive evaluation coefficient of fractures were used to determine the quantitative development of fractures and predict zones that are prone to fracture development. Under an intense Yanshan movement, high stress strength is distributed in the south and northeast parts of the study area, where stress is extremely high. The fracture development zones are mainly controlled by the tectonic stress field and typically located in the same areas as those of high maximum principal and shear stresses. The predicted areas with developed fractures are consistent with the wells with high fracture linear density and in locations with high-producing oil and gas wells.     

青藏高原中段现今构造应力场的数值模拟

将地壳岩石看成粘性流体,对青藏高原中段进行了构造应力场和速度场的有限元模拟。模拟结果表明:青藏高原总体向北和向东位移,向北的位移速度是南部最大,由南向北逐渐减小;向东的位移速度以唐古拉断裂附近最大,南北两侧逐渐减小,形成"挤出"现象。最大主应力方向在南部以NNW向为主,北部以NNE向为主,总体为近SN向。将模拟结果与构造勘察、地震活动和GPS测量结果进行了对比,它们具有很好的一致性,良好地揭示了青藏高原构造活动规律、断层活动强度和东向位移的驱动机理,青藏高原现今活动是印度板块向北推挤和深部物质东流共同作用的结果。