Fault Structural Characteristics of Wuerxun-Beier Depression in the Hailar Basin and Their Reservoir-Controlling Mechanism

基于“同一应力场不同边界条件形成不同性质断层”的构造解析原理,认为海拉尔盆地断陷期受南南东—北北西向拉张应力场作用,形成北北东和北东东向断裂,北北西向断裂明显走滑变形.断-坳转化期拉张应力场方位调整为近东西向,形成近南北向断裂,北北东、北东东和北北西向断裂扭动变形.伊敏组沉积末期盆地回返,受近东西向挤压应力场控制盆地左旋压扭变形,北北东和北东东向断裂强烈反转.依据断裂变形特征叠加关系,海拉尔盆地形成4套断裂系统:早期伸展断裂、中期张扭断裂、早期伸展中期张扭断裂和早期伸展中期张扭晚期反转断裂.断陷构造层早期伸展中期张扭反向断裂形成断层遮挡圈闭,早期伸展断裂将凹中隆和斜坡切割破碎形成断层复杂化的背斜圈闭,早期伸展断裂与中期张扭断裂交叉组合,形成复杂的断块圈闭.断-坳构造层早期伸展中期张扭晚期反转断裂呈“梳状”组合,形成典型的断块圈闭.基于断裂活动时期与成藏期耦合关系以及典型油气藏解剖的结果认为,早期伸展和早期伸展中期张扭断裂在成藏关键时刻为遮挡断层,且封闭的烃柱高度一般均小于圈闭的幅度,早期伸展中期张扭晚期反转断裂为调整型断层.基于圈闭的样式、断层在成藏中的作用及输导体系分析,海拉尔盆地断裂控藏模式分为二型4类,二型为原生油藏和次生油藏.原生油藏包括3类:一是灶缘油气侧向运移反向断层遮挡成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭断裂系统;二是灶内油气初次运移断层遮挡“箱内”成藏模式;三是灶内凹中隆油气侧向运移“弥散式”成藏模式.这两种模式控藏断裂均为早期伸展断裂.次生油藏为油气沿断裂垂向运移“伞式”成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭晚期反转断裂系统.     

海拉尔盆地贝尔凹陷基岩断层相关裂缝发育特征及模拟实验研究

海拉尔盆地基岩潜山油藏的发现拓宽了大庆油田外围油田勘探的领域,裂缝是贝尔凹陷基岩潜山油藏的主要储集空间之一。为查明潜山裂缝发育特征与分布规律,根据大量岩心观察统计资料,研究了裂缝类型、密度、宽度、充填期次等发育特征及基岩断层发育特征。研究表明,贝尔凹陷基岩发育3类断裂:即早期伸展断裂、早期伸展中期张扭长期活动断裂和早期伸展中期张扭晚期反转长期活动断裂。二者的几何学特征、距断层距离及成像测井资料均表明,裂缝主要是断裂构造活动过程中形成的,基岩断层活动的多期性造成了裂缝发育的复杂性。为验证断层对裂缝的控制作用,进行了物理模拟实验,实验结果表明,伴生裂缝主要发育于断层面两侧,距离断层面越远,裂缝密度变小,岩层厚度、断移速率、岩性变化、距断面距离等因素对裂缝发育均有一定的控制作用。     

海拉尔盆地断裂构造特征及控藏机理

基于"同一应力场不同边界条件形成不同性质断层"的构造解析原理,认为海拉尔盆地断陷期受南南东—北北西向拉张应力场作用,形成北北东和北东东向断裂,北北西向断裂明显走滑变形。断-坳转化期拉张应力场方位调整为近东西向,形成近南北向断裂,北北东、北东东和北北西向断裂扭动变形。伊敏组沉积末期盆地回返,受近东西向挤压应力场控制盆地左旋压扭变形,北北东和北东东向断裂强烈反转。依据断裂变形特征叠加关系,海拉尔盆地形成4套断裂系统:早期伸展断裂、中期张扭断裂、早期伸展中期张扭断裂和早期伸展中期张扭晚期反转断裂。断陷构造层早期伸展中期张扭反向断裂形成断层遮挡圈闭,早期伸展断裂将凹中隆和斜坡切割破碎形成断层复杂化的背斜圈闭,早期伸展断裂与中期张扭断裂交叉组合,形成复杂的断块圈闭。断-坳构造层早期伸展中期张扭晚期反转断裂呈"梳状"组合,形成典型的断块圈闭。基于断裂活动时期与成藏期耦合关系以及典型油气藏解剖的结果认为,早期伸展和早期伸展中期张扭断裂在成藏关键时刻为遮挡断层,且封闭的烃柱高度一般均小于圈闭的幅度,早期伸展中期张扭晚期反转断裂为调整型断层。基于圈闭的样式、断层在成藏中的作用及输导体系分析,海拉尔盆地断裂控藏模式分为二型4类,二型为原生油藏和次生油藏。原生油藏包括3类:一是灶缘油气侧向运移反向断层遮挡成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭断裂系统;二是灶内油气初次运移断层遮挡"箱内"成藏模式;三是灶内凹中隆油气侧向运移"弥散式"成藏模式。这两种模式控藏断裂均为早期伸展断裂。次生油藏为油气沿断裂垂向运移"伞式"成藏模式,控藏断裂为早期伸展中期张扭晚期反转断裂系统。     

断裂对断陷盆地火山岩天然气的成藏与控制作用——以松辽盆地徐家围子断陷为例

通过断裂发育及分布特征、火山岩中天然气分布规律和二者之间时空匹配关系研究得到,徐家围子断陷主要发育徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂的主要活动时期为火石岭组至营三段沉积时期和泉头组沉积晚期至青山口组沉积时期。火山岩中天然气分布具有纵向分布层位多、深度范围大和平面上分布于生气凹陷内或附近,且沿断裂带分布的特征。断裂对火山岩天然气成藏与分布的控制作用表现在:火山岩天然气源岩的形成与分布,火山岩体和其内部裂缝形成与分布,火山岩天然气藏形成的层位及火山岩圈闭的形成与分布。     

贝尔凹陷构造演化及其对沉积和油气的控制作用

贝尔凹陷是海拉尔盆地南部的一个次级凹陷,凹陷内蕴藏着丰富的油气资源,是海拉尔盆地重要的油气探区之一。贝尔凹陷经历了三期构造演化,形成了三期不同类型的原型盆地,自下而上分别为下部伸展断陷盆地、中部裂后热沉降盆地和上部构造反转盆地。复杂的构造演化形成了复杂的断裂系统,贝尔凹陷纵向上主要发育了两套断裂系统,分别是发育于下部断陷盆地的下部断裂系统和发育于中部热沉降盆地的上部走滑断裂系统,上部构造反转盆地内断裂不发育。复杂的构造样式对凹陷内沉积体系的配置也起着很重要的控制作用。本文从贝尔凹陷构造演化和构造特征研究出发,分析了沉积作用对构造活动的响应,初步探讨了贝尔凹陷构造对油气藏形成的控制作用。     

松辽盆地北部徐家围子断陷断裂构造特征及对深层天然气的控制作用

系统分析徐家围子断陷断裂构造特征,研究了断裂系统对深层天然气成藏条件的控制作用。徐家围子断陷发育5套断裂系统,徐西早期走滑伸展断裂系统、徐中走滑长期活动断裂系统、徐东走滑断裂系统、早期伸展晚期张扭长期活动断裂系统以及晚期张扭断裂系统。断裂活动时期主要为断陷期和泉头组沉积晚期—青山口组沉积时期。徐西走滑伸展断裂系统控制了沙河子组烃源岩的展布,徐中及徐东走滑断裂控制了下白垩统营城组一段和营城组三段火山岩体的展布,长期活动断裂为天然气垂向运移提供良好垂向通道。断裂对登二段区域性盖层破坏程度小,使得徐家围子断陷深层天然气主要富集在下白垩统登娄库二段之下的营城组地层中。断层两盘岩性对接关系为火山岩—砂泥岩,断层侧向封闭;火山岩—火山岩对接,断层侧向不封闭。晚期构造反转较弱,使得断裂对气藏的破坏程度较小,对天然气的保存有利。     

蒙古国塔木察格盆地南贝尔凹陷早白垩世断裂发育和盆地演化

塔木察格盆地南贝尔凹陷早白垩世的断裂发育可分为早、晚两期。早期(铜钵庙组-南屯组沉积期)为北东向同生断层的伸展(或张扭)活动,可细分为4幕,分别发生在铜钵庙组、南一段下部、南一段上部和南二段沉积期。因北东东-近东西向断裂的左行剪切变换,其南、北两侧发育的北东向盆地有不同的特征,北为2个相背而倾的箕状断陷,南为2个相向而倾的箕状断陷。晚期为近南北向断裂的右行剪切,分2幕:第I幕发生在大磨拐组沉积的早-中期,除新生断裂外还有南二段沉积期形成的张扭性断裂的继承性活动;第II幕发生在大磨拐河组沉积晚期-伊敏组沉积早期。早期的北东向断裂晚期再度活动并遭受了不同程度的改造。基于上述认识分两阶段重塑了南贝尔凹陷早白垩世的演化,并与塔南凹陷进行了对比,发现东部次凹的构造活动性大于西部次凹,即:后者以北东向断裂为主而前者以近南北向断裂为主,北东东-近东西向断裂在东部次凹发育更好,南屯组沉积期末的隆起造成东部剥蚀的地层厚度更大。     

呼和湖凹陷断裂特征及其对油气成藏的影响

断裂的形成演化过程对油气的运聚成藏具有重要的影响。本文系统分析了呼和湖凹陷断裂特征、断裂演化及其与油气成藏的关系。研究表明,呼和湖凹陷以T_(22)和T_(04)反射层为界,划分为3套构造层,分别为下部伸展断陷构造层、中部断坳构造层,上部坳陷构造层,其中上部构造层中断裂不发育。纵向上主要发育了两套断裂系统,下部断裂系统展布方向主要是北东东向、北东向和北北东向。上部断裂系统展布方向主要为北北东向和北北西向。发育4种类型的断裂,分别为早期伸展断裂,中期走滑断裂,早期伸展中期走滑断裂和早期伸展中期走滑晚期反转断裂。断裂的主要形成时期为南屯组末期、伊敏组末期和青元岗组末期。断裂的形成和演化影响烃源岩的分布和热演化程度,形成多种类型的圈闭,为油气垂向运移提供良好的运移通道。其中在主力生油洼槽及其周边的几个控陷断层附近有利于油气富集。     

苏北盆地高邮凹陷断裂系统发育特征及其控藏作用

苏北盆地高邮凹陷油气资源丰富,已发现的油气藏类型及其分布与断裂发育特征、断裂演化过程密切相关。利用高精度三维连片地震资料,对高邮凹陷断裂发育特征及活动期次进行研究,划分断裂系统,并分析断裂系统对油气成藏的控制作用。高邮凹陷主要发育晚白垩世—古新世伸展断裂系统、始新统戴南组沉积期伸展断裂系统、始新统三垛组沉积期张扭断裂系统和长期活动断裂系统等4类断裂系统。晚白垩世—古新世,在NW—SE向伸展应力场下发生分散变形,形成NEE—NE向伸展断裂;始新统戴南组沉积期在NW—SE向伸展应力场下发生集中变形,形成NE向伸展断裂;始新统三垛组沉积期在近S—N向伸展应力影响下发生张扭变形,形成近EW向张扭断裂。长期活动断裂系统垂向输导油气,晚白垩世—古新世伸展断裂系统和始新统戴南组沉积期伸展断裂系统侧向封堵油气,始新统三垛组沉积期张扭断裂系统破坏原生油藏,使油气发生逸散。深凹带内长期活动断裂上盘的滚动背斜圈闭和横向背斜,断阶带在长期活动断裂分段点间断层下盘的断块圈闭,以及斜坡带内东部斜坡的掀斜断块圈闭是油气运聚成藏的有利目标区。     

鄱阳盆地构造—沉积特征及其演化史

 鄱阳盆地是发育在江南—九岭和怀玉—官帽基底拆离造山带上的白垩-古近纪张扭性断陷盆地,明显受近南北走向的赣江走滑断裂系和前白垩系逆冲断裂系晚期反转的双重因素控制,呈“两坳夹一隆”的区域构造格局。受赣江、进贤—石门街走滑断裂夹持的南昌凹陷,呈近南北向凹凸相间展布格局。进贤—石门街走滑断裂以东地区,“南断北超”型断陷自南而北由北东走向渐转为北北东向展布,其源于晚印支-燕山期北东向逆冲断裂在晚期的反转作用,西缘和北部受赣江断裂系东枝走滑断裂影响明显而发生转向。鄱阳盆地经历了早白垩世晚期(冷水坞组沉积期)拉分盆地、晚白垩世早-中期(周家店组—南雄组沉积早期)走滑张扭断(坳)陷盆地、晚白垩世晚期(南雄组沉积中-晚期)走滑伸展盆地和古近纪坳陷盆地等演化阶段,东南部断陷区(江埠—二甲村凹陷)由于喜马拉雅期的隆升剥蚀而只残存周家店组早期坳陷和周家店组中期—南雄组中期断陷两个发育阶段的沉积。     

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

再论流体势及其与圈闭和油气藏关系

在Hubbert(1953)关于流体势和圈闭的经典论文基础上,从流体势计算的基本原理出发,论证了气势与水势、油势计算表达式的具体形式是不同的,如等地温梯度的静水压力场中理想气体的势包含压力的对数函数与线性函数之和,而不只是包含压力的线性函数.表述了同一求势面所对应的测势面对于不同流体是不同的;指出了圈闭的溢出点通常是等势面与非渗透层面交线的切点;应用简洁的数学分析方法,推导了地下水三维流动情形下油(气)等势面某点切平面坡度与水头、渗滤速度关系的表达式,其中坡度绝对值与渗滤速度关系的表达式为:tanθ=√v2x v2y/|vf vz|,其中vf=K[ρw-p(p)]g/μ,式中:θ为切平面的倾角;vx、vy和vz分别为沿坐标轴ox、oy和oz方向的渗滤速度分量;K和μ分别为渗透率和水的动力黏度;ρw、ρ(p)分别为水和油(气)的密度.根据这些基础性的分析,对被广泛引用的Levorsen(1954)的背斜-水动力复合油藏中水头与油水界面产状的关系示意图进行了两点修改:将油水界面改为曲面、将油水界面处油藏的测势面改为高于油水界面处水的测势面的水平面;对向斜部位聚集油气的水动力条件进行了讨论,认为只有两(各)翼水流都向下流动且水流强度中等条件下才能在向斜部位聚集油气.     

现代新技术新方法与工程地质

本文阐述了瓣技术，新方法应用于工程地质研究取得的进展，内容涉及原位测试技术，数值模拟技术，物理模拟技术和物探测技术，这些方面的研究推动了工程地质学的发展。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

区域构造、地球化学与成矿

成矿是一种复杂的地质作用，区域构造与区域地球化学是控制成矿的基本要素。文中简略叙述了构造成矿研究的历史，论述了大型构造与成矿的关系，提出构造动力体制转换是引发成矿作用的一种重要机制。通过对我国矿田构造研究的回顾，总结提出构造研究的一些思路，同时对区域地球化学与成矿、上地幔元素丰度与成矿以及地球化学急变带与成矿等做了简要的讨论，认为岩石圈及地质体中一定含量的金属元素是成矿的必要条件，而成矿尚需一定的地质作用对这些金属元素的浓集。     

Glyph and hyperstreamline representation of stress and strain tensors and material constitutive response

Results of numerical analyses of boundary value problems in geomechanics include output of three‐dimensional stress and strain states. Two‐dimensional plots of stress–stress or stress–strain quantities, often used to represent such output, do not fully communicate the evolution of stress and strain states. This paper describes the use of glyphs and hyperstreamlines for the visual representation of three dimensional stress and strain tensors in geomechanics applications. Glyphs can be used to represent principal stress states as well as normal stresses at a point. The application of these glyphs is extended in this paper to represent strain states. The paper introduces a new glyph, called HWY glyph for the representation of shear tensor components. A load step‐based hyperstreamline is developed to show the evolution of a stress or strain tensor under a general state of loading. The evolution of stress–strain states from simulated laboratory tests and a general boundary value problem of a deep braced excavation are represented using these advanced visual techniques. These visual representations facilitate the understanding of complex multidimensional stress–strain soil constitutive relationships. The visual objects introduced in this paper can be applied to stress and strain tensors from general boundary value problems. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.