黑山峡大柳树坝址区断裂构造格局与工程抗断问题研究

青藏高原是全球陆内地震活动最为集中而强烈的分布区带之一，位于高原块体东北缘的祁连山逆冲推覆型活动山链又是其中最强烈的现代活动构造带之一。大柳树坝址区即位于该活动山链的北祁连山前主边界逆冲断裂活动带向东延伸的分支断裂，即古浪-中卫-同心弧形逆冲走滑活动断裂带内的东段，中卫-同心弧形逆冲走滑活动断裂带的香山-天景山逆冲推覆构造带内。逆冲带内的主干活动断裂F201的规模及活动强度是影响坝址稳定的主要因素。本文通过分析大柳树坝址区基本断裂构造格局，阐述了F201断层活动对坝区内另一条主干断层F7（8）以及位于坝址上分支断层F39、F40的控制牵动效应。通过室内有限元数值模拟，定量分析了断层F201的活动对分支断层F39、F40的牵动程度。     

中卫断裂带断层类型划分及其构造意义

中卫断裂带在晚更新世以来的左旋走滑运动中,先存的挤压逆掩、逆冲断裂带发生了分化。某些断层或断层段继续活动;另一些先存断层在晚更新世以来不再活动;此外,还发育了一些新断层。因此,我们把中卫断裂带划分出三种断层类型,即新生断层、继承性断层和遗弃断层。新生断层就是指：在某次构造运动中新发育的断层。具体到中卫断裂带来说,就是指晚更新世以来新发育的断层。这类断层是中卫断裂带左旋走滑运动的产物。在早期的挤压逆断运动中这些断层并不存在。通过对新生断层的调查研究可以获得以下资料。①反演晚更新世以来的构造应力场;②确定晚期构造运动的起始时代;③估算断层的断错幅度和速率。继承性断层就是指：在早期的挤压逆掩（冲）活动中就已经存在的断层或断层段,在晚期的左旋走滑运动中继续活动。继承性断层的最大优点是包含了较多的信息量。①继承性断层记录了多期构造运动的信息;②继承性断层是中卫断裂带多期活动的见证;③继承性断层是研究构造演化过程的重要依据。遗弃断层就是指：某些断层或断层段在早期构造运动中是主体断裂带的一部分,其活动习性与主体断裂带基本一致。当早期的构造运动终止之后,这些断层或断层段在后继的构造运动中不再活动,也就是说这些断层被遗弃。遗弃断层的作用就在于它保留了早期构造运动的大部或全部信息,这些信息基本上没有受到后期构造运动的干扰破坏。因而通过对遗弃断层的研究可以获得早期构造运动的主要信息。①确定早期构造运动终止的年代;②反演早期构造应力场方向;③研究断层的滑动方式,即粘滑和蠕滑。     

黄河黑山峡大柳树坝址区F201和F7(8)断层的活动性

黄河黑山峡大柳树坝址区位于青藏高原中卫-同心活动断裂带内F7(8)和F3断层所夹持的寒武系变质砂岩夹千枚岩推覆岩片中。对F201、F7(8)断层活动性的认识是坝址稳定性评价的关键，也是争议的焦点。通过对大柳树坝址区F201、F7(8)断层带特征的追索观测、工程揭露和断层泥测年，获得F201、F7(8)断层活动特征的新资料，证实了F201断层是一条晚更新世晚期和全新世以来强烈活动的区域发震断层，同时确定了7(8)断层水平左旋走滑作用的存在；发现断层通过之处二级阶地堆积物的震陷槽；获得了小于20ka断层泥测年数据，尤其是确定了7(8)断层与F201断层的交会地点。因此，按水电规范，F201和F7(8)断层被定为活动断层。     

潍北-莱州湾凹陷郯庐断裂带新生代走滑特征

横切潍北-莱州湾凹陷郯庐断裂带的地震反射剖面和断裂带内的凹陷断层、沉积相和油气特征,直接或间接显示了郯庐断裂带的延伸、运动性质和活动时限。郯庐断裂带在海域和陆上的几何形态及其组合基本一致,根据切过断裂带的剖面和平面上断层的组合特征,判断其为兼具垂直位移的走滑运动断层系。走滑断裂带的活动控制着凹陷内同构造沉积以及构造样式,表明郯庐断裂带的活动时限具分段性,相当于渤海湾盆地孔店组(E1?2k)-沙四段(E2?3s4)沉积期(古新世-早始新世)-孔店组-沙二段(E2?3s2)沉积期(古新世-始新世)-孔店组-沙一段(E2?3s1)(古新世-渐新世)沉积时期,走滑拉分活动由南向北迁移; 活动方式也由古新世-早始新世的左旋走滑活动,被早始新世之后的右旋走滑活动所替代。     

黄河大柳树坝址区域F201断层工程断错可能性及其效应分析

坐落于中卫—同心逆冲断裂带中间部位的黄河黑山峡大柳树坝址距F201发震断层垂直距离不足1.5km。在坝址区内,中卫—同心断裂带由数条断层组成,并可进一步分为主干断层、分支断层。这些断层与主干断层F201具有密切关系。统计表明,在青藏高原及其周缘地区,当发生7级以上破坏性地震时,距发震断裂两侧3~5km的范围内都有可能出现断层的分支破裂、次生破裂等错断效应。晚更新世以来沿F201发生过多次地震破裂事件,大柳树坝址处于7级以上地震时的分支破裂发生带内,因此存在工程错断可能。三维有限元数值模拟结果表明,F201发生错动时,坝址地段分支断层F93、F39、F40相对于F201的错动比率处分别达到14.38%、12.00%和9.84%以上。     

塔里木盆地顺北地区11号走滑断裂带变形及其活动特征

塔里木盆地顺北地区发育大量走滑断裂带,并对油气的运聚成藏有重要控制作用。以顺北西部地区地震资料为基础,对顺北11号走滑断裂带的几何变形特征、活动性、活动期次及其形成机制等进行了分析。顺北11号走滑断裂带整体呈NNW走向延伸,具有垂向分层性和平面分段性。断裂带北段主体为压扭和张扭交互段,中段为两条次级断层控制的拉分地堑,南段由数条分支断层构成马尾状构造。顺北11号断裂带整体活动性由北向南减弱,运动学标志显示是一条右旋走滑断层。顺北11号断裂带主要经历了晚奥陶世和晚志留世-中泥盆世两期活动,部分地区的活动持续到石炭纪。顺北11号走滑断裂带的活动性和运动学特征与塔北地区NNW走向的走滑断裂体系比较相似,而不同于塔中地区的NE向左行走滑断裂体系。顺北11号走滑断裂带的形成主要受控于塔里木盆地北部天山洋多期俯冲挤压而产生的自北向南的挤压应力,断裂自北向南扩展延伸,类似于顺北5号走滑断裂带的北段。     

大柳树坝址工程断错效应分析

坐落于中卫-同心活动断裂带中间部位的黄河黑山峡大柳树坝址,距F201发震断层垂直距离不足1.5km。统计表明,在青藏高原及其周缘地区,当发生Ⅶ级以上破坏性地震时,距发震断裂两侧3～5km的范围内都有可能出现断层的分支破裂、次生破裂等错断效应。大柳树坝址处于Ⅶ级以上地震时的分支破裂发生带内,因此,存在工程错断效应问题。三维有限元数值模拟结果表明,断层F201发生错动时,坝址地段断层F93、F39、F40相对于F201的错动比率处分别达到14.38%、12.00%和9.84%以上。     

潍北凹陷走滑断裂体系特征及其控藏作用

潍北凹陷是郯庐断裂走滑活动形成的走滑拉分盆地,走滑作用对断裂体系演化、圈闭形成及油气成藏起到了明显的控制作用。孔店组沉积时期,郯庐断裂经历了左旋走滑和右旋走滑两个阶段,不同构造演化阶段断层性质及发育程度等具有显著差异,多期走滑活动使其东部地区形成了三条南北走向的弱走滑断裂带。同时,多期次走滑活动形成了大量与走滑作用相关的圈闭,为油气聚集提供了圈闭条件。此外,郯庐断裂走滑活动直接影响了潍北凹陷油气的运聚。宏观上,油气沿走滑作用形成的北西向鼻状构造带向东南运移并聚集;微观上,油气沿右旋走滑形成的近东西向拉张断层,在“拧毛巾”作用下,自西向东运移,并被北北东向 近南北向走滑断层封堵成藏;平面上,与三个弱走滑断裂带相对应,油气藏呈现“近东西向延伸,南北带状展布”的特征。中部弱走滑断裂带北端及中段是下步重点勘探方向,西部弱走滑断裂带可作为致密砂岩油藏和页岩油气的攻关地区。     

鲁西隆起北部磁村断层走滑特征及其控藏意义

盆地周边地质调查是研究盆地构造演化的一种重要补充手段,露头区断层活动规律可以直观分析盆地内观察不到的断层性质。本文主要研究了磁村断层的野外地质特征及其对沉积的控制,并类比了沉积盆地内的断层对沉积的控制。研究发现磁村断裂带内地质现象丰富,发现有擦痕、阶步、碎裂灰岩、牵引褶皱、石香肠构造、菱形构造等,其中石香肠构造和菱形构造受控于岩性及断裂带内局部应力场变化,与其他证据共同指示磁村断层为一条右旋伸展-走滑断层。在此基础上分析了磁村断层走滑活动模式及对沉积扇体的控制,并针对断层走滑活动的沉积响应,在沉积盆地内找到了多处伸展-走滑型断层和走滑-伸展型断层控沉积的沉积迁移现象,且发现了走滑伸展作用产生的斜歪扇背斜现象。这种控制作用使沉积砂体沿断层走向展布,进而控制油气成藏和分布。综合分析认为,磁村断层形成于晚中生代以来鲁西地块的张扭性应力场,是鲁西隆起不同块体差异伸展所致,起调节不同块体应变的作用。     

南海西缘断裂带走滑特征及其形成机理初步研究

南海西缘断裂带是南海西部最主要的构造要素,从北到南贯穿了该区主要的沉积盆地,具有走滑断裂的性质。由于不同地质时期走滑方向的不同,形成了不同的断层组合,主要表现为负花状构造和北东向、北西向两组雁列断层以及平面上双马尾状构造组合。主体断裂带以单条式为主,区段式活动特征明显。在南北盆地之间的构造转换带表现为负花状构造-犁式断裂-多米诺式反向调节正断层的组合。综合分析认为,南海西缘断裂是一组长期活动的断裂带,大规模走滑活动从中始新世至第四纪时期,主要为右旋走滑,应力以张扭作用为主;但是在中中新世末期,走滑方向曾经发生转变,为左旋走滑,转为压扭应力,造成区域隆升,导致地层被剥蚀,南海西部盆地现今沉积-构造格局基本形成。     

塔里木盆地巴楚隆起东段北东向走滑断裂特征

通过对塔里木盆地巴楚隆起东段地震资料的精细解释,发现研究区发育一系列NE、NEE走向的走滑断裂及逆冲滑脱断裂。主要构造样式有花状构造、平行高陡断裂带、滑脱逆冲叠加走滑断裂等。主要有4期构造活动:加里东中期压扭走滑、海西早期张扭走滑、海西晚期继承压扭走滑、喜山期继承活动。其中,加里东中期Ⅰ幕,开始形成NE走向的撕裂断层-调节断层。加里东中期Ⅲ幕,NE向走滑断裂大规模的沿先存NE向基底薄弱带和NE走向的撕裂断层-调节断层基础上开始发育,同时形成了几组NEE向压扭断裂带。加里东晚期海西早期,沿先存走滑断裂继承发育了一系列负花状走滑断裂。海西晚期、喜山期,部分NE向断裂再次开启继承发育。走滑断裂对碳酸盐岩储集层具强烈的改造作用,具备发育多种圈闭类型的潜力,是油气藏保存和再调整的关键因素。     

四川盆地中部高石梯—磨溪地区FI9走滑断裂带构造特征与演化

四川盆地中部高石梯-磨溪地区已识别出多组走滑断裂,为深化川中地区走滑断裂的构造几何学与运动学特征认识,基于川中地区深钻井及高精度三维地震资料,详细刻画高石梯-磨溪地区FI9走滑断裂带的构造几何学特征,建立断层三维构造模型.通过构造回剥反演重建其形成演化过程.FI9走滑断裂带整体为近东西走向,延伸长度60 km,表现为右行张扭性走滑断层.断裂带在平面上发育马尾构造、线性构造、斜列构造、叠覆构造,具有明显的分段特征;剖面上发育高陡线性构造、“Y”字形构造、花状构造等典型走滑构造样式.断裂带由7条主干断层组成,各断层片的规模、展布、倾向以及相互之间的连接方式等存在差异.FI9走滑断裂带在基底先存断裂的基础上,经历了3期构造叠加活动：晚震旦世-早加里东期的雏形发育阶段、晚加里东期-早海西期的强烈活动阶段以及晚二叠世的局部复活阶段.断层在元古界-下古生界中具有不同的生长模式：（1）断层由基底逐渐向上生长,上下地层断距一致或逐渐减小;（2）断层核部位于下古生界中,断层在活动期逐渐向上、下扩展,在下古生界中断距最大.     

塔里木盆地顺北地区13号走滑断裂带发育特征

塔里木盆地顺北地区走滑断裂带属于典型的克拉通内走滑断裂,而且与油气成藏关系密切。本文基于三维地震资料解释成果,对顺北13号走滑断裂带的变形特征、活动期次、活动强度进行分析,并结合区域构造应力场探讨其形成机制。顺北13号走滑断裂带整体呈NNW走向,可识别长度超过100 km,具有“平面分段、纵向分层、多期发育”的特点。断裂带在深层主要发育压扭构造,北段以挤压为主,南段以平移为主;在浅层主要表现为右阶斜列边界断裂控制的双断或多断地堑。顺北13号走滑断裂带主要在加里东中期(晚奥陶世)和海西晚期(中-晚二叠世)发生较强烈的活动,在加里东晚期(志留纪)也发生弱活动,断裂带活动性整体由北向南减弱,运动学标志显示其为一条右旋走滑断层。顺北13号走滑断裂带的发育过程主要受控于塔里木盆地北缘天山洋的多期俯冲挤压而产生的自北向南的主压应力,断裂带自北向南发生扩展延伸,与顺北5号走滑断裂带北段具有一定相似性。     

走滑-伸展复合区断层侧封定量研究:以垦利A区东营组为例

莱州湾凹陷垦利A区位于渤海湾盆地东南部,水平伸展应力和剪切应力共同作用致使该区东营组发育多组不同性质的断层组合,进而形成大量断块型圈闭。断层侧封定量评价对于研究断块圈闭的油气成藏意义重大,而传统方法在复杂的走滑-伸展应力背景下应用效果较差。从控圈断层性质分类入手,分析了不同性质断层断裂带内部结构的差异性,在明确断层侧封性影响因素的基础上针对不同性质断层优选不同评价方法。研究表明,控圈断层依据平面、剖面特征与活动强度的差异性,划分为走滑断层、走滑派生断层、拉张断层3类,其中走滑断层强大的水平位移对断裂带造成了严重破坏,断裂带结构复杂,对其侧封能力评价创新地采用了侧封指数来定量表征;拉张断层断裂带为三元型(由内往外分别为断层岩、滑动破碎带、诱导裂缝带),侧封主要受断裂带内断层岩影响,通过计算断层岩与储层的排替压力差来定量评价;走滑派生断层断裂带为二元型(由内往外分别为滑动破碎带、诱导裂缝带),侧封能力主要受岩性对置、泥岩涂抹等因素影响,利用模糊数学法进行定量评价。通过上述研究,最终建立了评价构造复杂、断层性质多样的区域断层侧封能力评价的方法体系,对进一步勘探具有指导意义。     

西秦岭地区东昆仑-秦岭断裂系晚新生代左旋走滑历史及其向东扩展

要通过在TM遥感图像解译和野外观测的基础上,描述了东昆仑断裂带东段活动形迹的组成和活动断层地貌特征,阐述了甘南高原西秦岭地区新近纪拉分盆地的沉积-构造特征,提出了该区东昆仑-秦岭断裂系晚新生代左旋走滑伸展-走滑挤压-走滑伸展的3个阶段的构造变形模式。指出,中新世晚期至上新世早期,东昆仑-秦岭断裂系以左旋走滑伸展活动为主,伴随着西秦岭地区拉分盆地的形成和超基性火山岩群的发育。这期左旋走滑伸展活动向东扩展导致了渭河盆地新近纪引张应力方向由早期的NE-SW向转变为晚期的NW—SE向。上新世晚期以来(约3．4Ma以前),东昆仑-秦岭断裂系以左旋走滑挤压活动为主,导致早期拉分盆地的轻微褶皱变形,走滑挤压活动主要集中在东昆仑东段玛沁-玛曲主断裂带上。该期构造变动持续到早更新世,它的向东扩展产生了广泛的地壳形变效应,包括青藏东缘岷山隆起带的快速崛起、华北地区汾-渭地堑系的形成和发展以及郯庐断裂带右旋走滑活动等。中、晚更新世时期,断裂系以走滑伸展变形为主,主要集中在东昆仑断裂带东段3个分支上,地块向东挤出伴随着顺时针旋转。     

敦密断裂带白垩纪两期重要的变形事件

本文报道了敦密断裂带糜棱岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar定年结果和大规模走滑-逆冲断裂的几何学、运动学特征及其形成时代,以便揭示断裂带两期变形事件的构造属性。黑龙江省密山市花岗质糜棱岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar加权平均年龄为132.2±1.2Ma,它是敦密断裂带经历伸展事件的冷却年龄,也是东北亚大陆边缘在早白垩世Hauterivian期-Albian期发生强烈区域伸展作用的产物。密山市至辽宁省清原县系列大型走滑-逆冲断层和断层相关褶皱揭示出在晚白垩世晚期-末期发生右旋走滑-逆冲事件,该事件规模大,影响范围广,导致整个断裂带遭受到强烈改造,形成对冲式断裂系统。将研究区走滑-逆冲断裂与山东省郯庐断裂带中段挤压构造对比,认为郯庐断裂带北段和中段在晚白垩世末期都发生了强烈的走滑-逆冲事件,它们具有相同的构造特征和构造属性。     

辽中凹陷南洼LD16油田走滑伴生构造特征及控藏作用

对辽中凹陷南洼LD16油田走滑伴生构造特征及其控藏作用进行了分析。依据走滑断层和伴生断层的关系及其所在构造变形区所处的应力状态将研究区的构造类型划分为走滑主控断裂带挤压构造、走滑主控叠覆带伸展构造和走滑主控断裂带伸展构造3个次级构造单元。相比而言,走滑主控断裂带挤压构造发育挤压型的背斜圈闭,且遭受破坏作用小,成藏条件最为优越;走滑主控叠覆伸展构造发育多级拉张型断块圈闭,其伴生断层对油气的分配作用更为明显,具多层系油藏形成的特征,这两种构造类型均有利于油气的运聚,而走滑主控断裂带伸展构造聚油条件最差。     

新疆克拉玛依乌尔禾张扭性走滑断裂特征及其控藏作用研究

乌尔禾沥青矿断裂带位于准噶尔盆地西北缘乌夏断裂带乌尔禾鼻隆之上,是一个小型左旋走滑断裂带。断裂带形成后未发生强烈改造,断裂带内发育沥青矿脉,露头地质条件好,且有三维地震覆盖,是研究走滑断裂特征和控藏作用的天然实验室。本文采用无人机三维立体建模技术,结合野外剖面实测,对乌尔禾沥青矿走滑断裂带野外剖面露头进行定量分析和解剖。结果表明,沥青矿断裂带共发育17条断层,主断层西北侧断层呈雁列状分布,东南侧断层呈马尾状,断裂带纵向呈负花状。研究表明,断层形成于燕山期左旋剪切应力场,受拉张应力影响,整体处于张扭环境,形成张扭性走滑断裂带。断层发育空腔和诱导裂缝,尤其主动盘裂缝更为发育,空腔的开度与油气侵染宽度呈正相关。结合塔里木盆地张扭性走滑断裂与油气藏关系分析,本文认为张扭性走滑断裂是良好的垂向油气运移通道,主动盘具有侧向输导作用,被动盘具有封堵作用,走滑断裂主动盘一侧圈闭是良好的油气聚集区域。     

郯庐断裂带早白垩世走滑运动中的构造、岩浆、沉积事件

郯庐断裂带内一系列走滑糜棱岩类的^40Ar/^39Ar测年表明，郯庐断裂早白垩世发生了左旋走滑运动。这一大规模的走滑运动，造成了两类走滑构造，一类为变质岩中低绿片岩相左旋韧性剪切带，另一类为中生代火成岩、沉积岩中的脆性、脆-韧性左行平移断层。这反映断裂带的走滑运动从早白垩世初期持续到早白垩世后期。断裂带的走滑运动诱发大规模的、以富钾、中酸性为主的岩浆活动。地球化学分析显示，这些岩浆岩既有壳源的信息，也有幔源的贡献，反映是断裂减压、壳-幔相互作用下形成的岩浆活动，也暗示断裂带在走滑期切入壳-幔边界。该断裂带走滑运动中，除了在莱阳盆地形成了拉分盆地外，还在合肥盆地东部造成了走滑挠曲盆地，控制下白垩统朱巷组的沉积，郯庐断裂带早白垩世走滑运动中的构造、岩浆、沉积事件，是西太平洋伊泽纳崎板块高速斜向俯冲的结果，属于滨太平洋构造。     

塔里木盆地东南缘新生代构造变形特征研究

塔里木盆地东南缘新生代变形特征研究对探讨阿尔金构造带新生代的活动特征及阿尔金构造带与西昆仑构造带的相互作用具有重要意义。本文在野外地质调查的基础上,结合地球物理和沉积学资料,探讨了塔里木盆地东南缘的新生代变形及演化特征。塔里木盆地东南缘新生代构造变形受西昆仑构造带、阿尔金构造带和车尔臣断裂带的控制,且变形由西向东减弱。西南部的构造样式主要表现为受西昆仑向北冲断作用控制的冲断构造;东南部为受阿尔金断层走滑作用控制的走滑-冲断构造;而北部则为受车尔臣断层走滑作用控制的基底卷入走滑-冲断构造。中新世,盆地东南缘受西昆仑构造带大规模的冲断活动影响,导致民丰山前盆地挠曲沉降和冲断层发育,而车尔臣断裂仅有微弱活动;上新世开始,构造变形扩展到整个研究区,不仅西昆仑构造带和车尔臣断裂带表现出强烈变形,而且阿尔金断层走滑作用强烈,导致北侧次级断层的强烈走滑冲断作用和若羌山前挤压挠曲盆地的形成。新生代时期,西昆仑构造带北向冲断作用要早于阿尔金构造带的走滑变形,阿尔金构造带的走滑作用对西昆仑构造带北向冲断构造有强烈的改造。