非均匀应力场下的铲状正断层带位移场和应力场特征

本文利用新的有限元方法研究了铲状正断层带在非均匀应力场下错动引起的位移场和应力场。研究发现：① 铲状正断层错动引起的断层面上的最大错距不是发生在地表,而是发生地表下面断层的中部;② 地表面最大水平位移和垂直位移都不是发生在地表断层上,而是发生在偏离断层一定距离的地方;③ 铲状正断层错动会在地表附近产生两个破裂区,一个在地表断层附近,一个在远离断层的上盘地表附近,这两个区与野外观测到的次生正断层区一致;④ 断层错动的应力降在断层内不是均匀的,最大值也是位于断层中部。     

青藏高原的地幔结构:地幔羽、地幔剪切带及岩石圈俯冲板片的拆沉

正断层位移长度关系是近年来研究正断层的一种常用方法 ,它将断层的研究从二维扩展到三维。研究正断层位移长度关系对于研究正断层演化、盆地演化以及油气勘探等方面具有重要意义。讨论了影响正断层位移距离剖面形态的主要因素 :断层端的脆韧性变形、围岩强度、远程应力以及断层之间的相互作用和连接等。根据正断层位移距离剖面的几何形态和断层发育阶段 ,可将断层的位移模式分为 3个类型 :(1)对称的椭圆状或钟状代表简单的单条断层 ;(2 )不对称的似椭圆状或钟状代表断层间的相互作用 ;(3)不规则的锯齿状代表由多条断层连接而成的断层。介绍了伴随正断层发育的传递斜坡、盆内高地等构造单元以及断层位移距离剖面的测量制作方法。测量时应注意恢复其剥蚀部分。     

正断层与逆断层错动引起的上覆黏土变形特性离心试验

采用土工离心机试验,研究正断层和逆断层错动引起上覆饱和黏土层在20步连续断层错动作用下的变形特性以及裂缝扩展的规律。研究结果显示,正断层错动后地表呈现多条且平行断层面的张拉裂缝,随着错动量的增大,正断层破裂逐渐偏离基岩断层的错动方向,偏向上盘一侧,裂缝逐渐向上盘的方向开裂,裂缝主要发生在断层延长线附近;逆断层错动后地表裂缝均分布在上盘,而且离断层尖端延长线较远,产生的裂缝较细、数量较少,随着断层错动量的增大,地表位移增大,靠近断层下盘一侧的地表受断层错动影响较小,位于断层上盘一侧的地表则随着断层错动显著移动;随着断层错动量的增大,最大地表坡度随之增大,正断层引起的最大坡度的位置逐渐向上盘方向移动,逆断层引起的最大坡度的位置逐渐向下盘方向移动,逆断层的影响范围比正断层的影响范围更广。     

试论断层分类

对传统的根据断层两盘相对运动方向的形态分类提出补充意见,它们应该包括:(1)正断层;(2)逆断层;(3)平移断层;(4)水平断层;(5)垂直断层;(6)开口断层。同时提出原生断层与借生断层,真正断层与视正断层等新概念及其分类。     

伸展断层相关褶皱的几何学分析及其在车镇凹陷中的应用

本文总结了伸展断层相关褶皱的发育类型,主要包括伸展断层传播褶皱与伸展断层转折褶皱(也叫断弯褶皱)等.伸展断层传播褶皱多形成在较陡的正断层之上,正断层向上传播使断层顶部地层弯曲,进而形成一个伸展的断层传播褶皱,其发育模式与三剪变形发育模式一致.车镇凹陷是渤海湾盆地南部一个典型的中新生代半地堑盆地.本文通过对横穿车镇凹陷的...     

南美奥连特盆地东部斜坡带构造变形物理模拟

南美奥连特盆地东部斜坡带发育大量与正断层反转活动有关的断背斜构造,也是非常有利的油气聚集区。文章主要应用比例化物理模拟实验方法,以奥连特盆地东部斜坡带为模拟对象,来分析早期正断层的陡缓程度、倾向组合以及断层间距等因素对正断层复活反转过程中断背斜构造形成的影响。模拟结果表明,当早期正断层均向挤压端倾斜时,如果陡倾角正断层更靠近挤压端,则陡、缓正断层都易发生反转,并形成断背斜构造。但当缓倾角正断层更靠近挤压端时,则该断层会吸收绝大部分的挤压量,而相对远离挤压端的陡倾角正断层不易发生反转。当早期正断层倾向相对时,距离挤压端更近的陡倾角正断层会吸收一定的挤压量,从而发生反转并形成背斜构造。而相对远离挤压端的缓倾角正断层是否发生复活反转则主要受断层间距的影响,距离越小越有利于断层反转。上述认识对在奥连特盆地东部斜坡带寻找与早期正断层反转有关的断背斜圈闭具有一定指导意义。     

恒山太和岭口新断裂的地质特征

滹沱河上游，代县太和岭口村附近发现新构造中，主干断裂发育在基岩山岭本与第四系之间，断面倾角较缓且略呈上陡下缓趋势。正断层的下降盘出现反向牵引的背斜和反向正断层，它不着断层水平位移量与速率同于垂向的位移量与速率。因而具有裂谷拉张过程中 镜头主低角度正断层的特点。     

西藏阿里北部羌塘地块内部的第四纪活动断层及其变形机制

藏北高原非常薄弱的活动断层调查研究程度和不完整的历史地震资料等，限制了对高原内部活动构造变形特征、机制以及孕震构造环境等的深入认识。通过综合地质、遥感和地震等资料对阿里北部羌塘地块内部进行详细的活动断层解译，结合沿阿鲁错地堑系南段昆楚克错地堑西侧边界正断层新发现的晚第四纪断裂活动证据和最新同震地表破裂等，对该区的活动断层几何图像及运动学特征等进行了深入分析。研究结果表明，阿里北部的西羌塘块体内部在第四纪以发育近南北向正断层系统和由北西向与北东向走滑断层构成的共轭走滑断层系统为特征，第四纪和晚第四纪活动断层都呈现出了高密度、弥散分布的特点，并可归纳为3类基本的活动构造变形样式：共轭走滑断层及其伴生正断层作用、弥散式正断层作用和剪切裂谷式正断层作用，其中大部分正断层与走滑断层主要是作为相对独立的构造类型来共同调节区域内近东西向伸展变形的，这些特征指示藏北高原内部变形更符合“连续变形模式”而非“刚性块体挤出模式”。同时发现，沿昆楚克错地堑西缘主边界正断层发育的最新地表破裂总长度仅约400 m，最大垂直位移约0. 8 m，推测可能是1955年革吉县纳屋错东MW6. 5强震事件的结果。基于新的研究结果，推断阿鲁错地堑的第四纪正断层作用及相对频繁的历史强震活动，可能是孕育2016年阿鲁冰崩灾害的关键内动力条件，这警示需重视高原腹地活动断层作用与冰川失稳灾害之间的内在成因联系。     

断层对采空区地表沉降影响的模拟

断层是影响采空区地表沉降的重要因素。针对这一问题,采用数值模拟的方法,建立矿山地层、断层和采空区的三维地质模型,对比有无断层时,采空区地表沉降的变化规律,并详细分析了断层倾角、断层与采空区相对位置关系、断层摩擦强度等因素对沉降规律的影响。研究表明：断层不仅对采空区沉降起放大作用,同时对地表沉降变形起隔断作用。断层的存在使地表塌陷盆地中心向断层方向偏移。断层倾角在40°~50°时,地表沉降量出现最大值;断层倾角在35°~40°时,采空区顶板下沉量出现最大值。随着断层抗剪强度的减弱,采空区地表沉降量增大;但当断层的内摩擦角大于或等于周围地层的内摩擦角时,断层内摩擦角的增大对地表沉降量的影响不明显。     

赣杭构造带与中国东部红盆几种典型断裂构造成因

本文探讨了红盆几种常见断裂构造：“犁式正断层”、逆断层和平移断裂。提出：“犁式正断层”系由两部分组成，地表为断裂面，稍深为侵蚀盆地的一翼。因此，其主体实为一侵蚀面。逆断层的形成与垂直向上的动能有关，早期以上缓下陡“马刀式”逆冲断层为主，当前所见陡角逆断层，多为其根部。逆断层和正断层在红盆振荡演化过程常可相互转换。平移断裂则形成于一对垂直力偶，其空间仅局限在盆内，不涉及盆外。     

5.12汶川地震断层的同震位移构造意义与运动学模型

5.12汶川8.0级地震断层的同震位移方式、大小和空间变化为检验断层几何学、运动学与动力学分析理论与方法提供了一个现实范例。本文通过对汶川8.0级地震断层同震位移的几何学、运动学特征和可能的深部过程分析,并考虑到地震动力作用的影响,探讨了断层同震位移的地质意义和断层运动学模型问题,继而讨论了汶川8.0级地震过程中所呈现出的断层构造变形的现象对断裂构造分析的有关理论和方法的启示。提出了如下初步认识:(1)根据地震破裂面两侧地表高程差确定的断层垂直同震位移,并不完全是深部震源破裂的构造位移扩展到地表所致,而是包含了地震动力作用对断层破裂面两侧深部岩体的结构损伤破坏(膨胀)强烈程度差异所形成的非构造位移;(2)汶川地震的发震断层走滑-逆冲位移大小和方式的空间变化,可以用区域稳态构造应力和地震动力的联合作用给予合理解释,即断层的逆冲位移成分可以归因于为垂直断层的南东向的区域构造挤压应力作用之结果,而水平走滑位移则与震源体破坏过程形成的地震动力作用方向与不同区段断层的交角变化所致,即震源体上方映秀-北川断层南段和彭灌-江油断层,无论是区域构造应力,还是地震动力,都与断层走向近于直交,因此,断层以逆冲为主;而映秀-北川断...     

铺前—清澜断裂西支晚更新世活动特征

海域浅层地震探测调查表明,铺前—清澜断裂向北西海域方向延伸,断裂走向NW-SE,倾向SW,为高倾角的正断层;在地震剖面上,断裂断错了第四系地层;进一步应用钻探技术对铺前—清澜断裂进行探测研究,结合层序地层学、岩性岩相分析与年代测定等方法建立了钻孔联合剖面,揭示断层性质为正断层,倾向SW,断距4.0 m,断层的最新活动时代为晚更新世,第四纪表现为张性活动,断裂的平均垂直速率为0.15 mm/a。     

红透山铜矿区F8断层构造应力场的有限元数值模拟

针对断层对周围岩石地层影响的问题,本文提出了一种有限元算法计算模拟该断层对周围地层产生的应力场和位移场。首先,根据最大主应力、中间主应力和最小主应力来研究正断层、逆断层以及走滑断层的应力状态;其次,基于弹性力学相关理论研究应力—应变关系,采用线性四面体单元有限元分析方法进行算法实现;最后,在考虑到断层两侧岩体的物理性质(弹性模量和泊松比)、断层几何形态以及边界条件等情况下,应用有限元法模拟正断层、逆断层以及走滑断层在层状岩体中产生的应力场和位移场。以红透山铜矿区F₈断层为例,通过地质勘探获得的资料判别该断层性质及其周围地层属性,使用本文构建的有限元算法模拟了该断层对周围地层产生的应力场和位移场。     

隐伏裂缝对互层胶结土中正断层扩展影响研究

基岩断层错动引起上覆土体变形,互层胶结土体中断层破裂机制认识不足,隐伏裂缝影响规律掌握不明确。基于4个离心机试验,针对黏土与砂土构成的9层互层土,对比土体胶结特性和隐伏裂缝上断点埋深影响。试验结果表明,正断层错动影响下,互层非胶结土体受剪切作用发生变形破坏,在断层上方形成一倒梯形分布的不均匀沉降区,并形成集中剪切带。当不均匀沉降传至地表时,顶层非饱和黏土层形成地表张拉破裂。而互层胶结土则观测到受弯变形破坏,从而产生剪切破裂和张拉破裂。其中,地表张拉破裂的深度远大于互层非胶结土体的观测结果。互层胶结土中,随着隐伏裂缝上断点埋深的增加,由上断点扩展形成破裂的倾角随之增加,地表破裂向上盘一侧偏移。     

1995年日本兵库县南部地震时淡路岛上出现的地震断层的形态特征

1995年日本兵库县南部地震时在淡路岛上出现的地表地震断层主要由三条地表破裂带组成、野岛地震断层、松帆地震层和楠本地震断层。野岛地震断层从淡路岛北端的淡路町住西南延伸到一宫町的尾崎,长达18km,其北段沿着早期存在的野岛断层分布,而南段则作为新断层出现,野岛地震断层的断层的北段主要由一些相互平行或次平行的右列剪切断层和许多左列和性裂隙组成,其南段则是由集中在十多米宽的大量不连续的地表破裂带所组成。野岛地震断层一般走向N30°～60°E倾向SE,地貌错位和断层擦痕均显示出此断层为一具有逆断层性质的右旋走滑断层,沿一些主要露头测定的北段水平位移量一般为100～200cm,垂直位移量为5O～100cm;而南段的水平、垂直位移量均只有几厘米至20cm。最大位移量在平林断层崖测得;水平180cm、垂直l30cm、实际位移量2l5cm。松帆地震断层走向N40°～60°W,沿着淡路岛北端部的海岸线分布,长达约1km。楠本地震断层沿早期存在的楠本断层出现,分布于淡路岛东北部的海岸边上,走向N35°～6O°W倾向NW 。根据地表地震断层的形态及地貌错位特征,野岛地震断层可被分为四条断层段,并在形态上呈现右列。地质和地貌证据以及余震分布的特征清楚地表明这4条断层段的几何形态和分布特征是受早期存在的地质构造所控制的,同时也说明了地震断层的破裂过程具有拉分(pulling-apart)和推隆(pushing－up)的过程,这两个过程分别产生了张性裂隙、拉分盆地、逆断层和挤压隆起等构造。     

下科罗拉多河谷与第三纪滑脱断层有关的贱金属和贵金属矿床的控矿因素

引言 在美国西南部盆地—山脉省(盆—岭区),已知许多第三纪滑脱断层(detachmentfault)属于位移很大的低角度正断层,后经上升、倾滑和变形,呈宽缓的起伏面出露于地表。原在深处且处于高温条件下的下盘岩层,经滑脱断层作用移去上覆岩层,发生均衡上升,并穿过一系列温度递次降低的等温面。由于上盘岩层遭受强烈引张,发生侧向位移,使之形成许多上盘断层带,成为热液流体循环的通道。     

正断层中继构造扩展演化机制及对成矿构造研究的启示

正断层的分段构造型式及其扩展演化机制的核心内容可以归结为正断层的中继构造模式。本文从正断层的断块变形、断裂扩展以及断裂力学特征等角度,总结了正断层中继构造的扩展演化机制。正断层的断块变形是指分段断层位移转换形成的中继斜坡,可分为内倾和外倾两种斜坡类型,位移曲线揭示了中继带变形的特征。正断层的断裂扩展有多种扩展方式,可分为断层内、断层间和断层系扩展,且可以形成不同型式的中继构造。正断层中继构造是在三维空间扩展的,将断层边缘的断裂力学性质和断层面的放射状扩展方向相结合,可完整描述中继构造的空间分布规律。正断层形成于伸展构造环境,是控制油气和金属矿产资源的重要构造型式,结合SEDEX型矿床同生断层和岩体侵位控制的正断层控矿研究实例,初步讨论了正断层中继构造扩展演化在SEDEX型矿床和正断层相关控矿断裂成矿构造研究中的作用。     

建立在雷达卫星影像判读基础上四川龙门山断裂晚第四纪活动特征研究

介绍了应用雷达卫星影像对四川龙门山活动断裂开展断错地貌判读结果,展示了龙门山构造带4条分支断裂9个点位的雷达卫星影像图像、11个点位的野外调查结果及6个点位与断层活动性有关的地层测年。在11个野外调查点位中,位于青城山北面4条断裂8个点位均出现2008年5.12汶川MS8.0地震的地表破裂,其中包括沿青川断裂青溪段及金山寺断层沟谷出现的两条地表破裂,沿后山断裂带茂县北断层和汶川南七盘沟断层出现的地表破裂;   沿中央断裂带北川和小鱼洞南2个点位出现的地表破裂;   以及沿前山断裂汉旺台地前缘和青城山山前地表破裂点位。在这些地表破裂中,中央断裂带地表垂直位移为 2～6m,青川断裂、后山断裂和前山断裂多数段地表断错垂直位移量为 10～40cm。后者位移量虽小,也不应被忽视。本项研究结果表明,雷达卫星影像显示青川断裂与后山断裂带和中央断裂带右旋走滑明显。雷达卫星影像实地调查表明,前山断裂带南段的水口场－横山庙断裂带醒目的断错地貌引人注目。     

川东-鄂西郁江逆冲断层轨迹结构及扩展过程

野外地质调查和剖面测量揭示:郁江断层带的轨迹结构整体上表现为南北分段、东西分带的后展式叠瓦状逆冲断层结构;其中,底板缓倾角逆冲断层多层次(区域尺度、露头尺度和微观尺度)的断坪、断坡轨迹,特别是沿断坡方向的破裂分解,是分支断层呈上叠后展式扩展增殖的基础。根据运动学标志,郁江逆冲断层从北西向南东逆冲,最大断距小于1km,一般断距为10～100m级;后缘高倾角正断层的累计断距与前缘逆冲断距基本对应。结合区域构造分析,郁江逆冲断层轨迹结构定型于燕山期,轨迹扩展过程表现为:上叠分支断层沿底板逆冲断层的断坡方向逐次从前缘向后缘扩展增殖,属于典型的上叠后展式逆冲扩展结构;其中,后缘正断层的形成是断层轨迹结构反馈、运动调整和断层自组织行为的必然结果;而喜马拉雅主期区域应力场的激发,只是强化和加速了后缘正断层的扩展规模和进程。     

基于正断层差异生长演化分析识别不同类型断层相关背斜圈闭——以苏北盆地高邮凹陷汉留断层为例

为了明确正断层差异生长演化特征,以及断层相关圈闭成因与分布规律,本文以苏北盆地高邮凹陷内的汉留断层为例,通过断层垂直断距-距离(T-X)曲线和垂直断距-埋深(T-Z)曲线对苏北盆地高邮凹陷汉留断层运动学进行分析。得到汉留断层自W向E由Fh1、Fh2和Fh3等3个断层段组成,呈左阶斜列分布,各断层段形成时期与生长演化特征不同,表现在运动学上为相互独立的4个断层段。戴南组时期,Fh1段和Fh3段东部(Fh3b段)最先形成;三垛组时期,Fh1段存在新生的断层核与下部戴南组时期形成的断层段最初在垂向上是分离的,随着上下断层段的传播最终发生垂向连接,Fh3b段继承性活动,同时形成Fh2段和Fh3段西部(Fh3a)段。各个断层段相互作用并沿走向发生几何连接或者形成重叠带,最终形成了Fh1、Fh2和Fh3等3个断层段。断层在沿走向平面分段生长过程中,在其分段连接部位或重叠处可以形成背斜构造;同时在断层垂向分段生长过程中由于围岩流变学特征差异也可形成背斜构造,这2种不同类型的断层相关背斜构造均可构成油气富集的有利场所。