郯庐断裂南段怀远—池河北西向断裂的第四纪活动性——来自韭山东北缘的地质证据

怀远—池河断裂与郯庐断裂带南段相交,处在郯庐断裂带活动性逐渐减弱的地段。为获取断裂活动的地质证据,选取安徽韭山东北缘进行地貌调查、探槽开挖、年龄样品测试等工作。研究表明,韭山东北缘的线性地貌受断裂活动控制,在调查揭示的多个剖面中,断层表现出一致的活动性质,走向NW,倾向NE,倾角70°左右,具有正断性质;断层垂直断距在第四系中由下往上逐渐变小,直至消失在第四纪覆盖层中,说明断裂具有多期活动,进入中更新世后活动性逐渐减弱。通过跨断层探槽剖面分析及测年结果可知,断层最新活动错断了中更新世地层,上覆的中更新世顶部地层及晚更新世地层未受影响,说明该断裂是一条中更新世断裂,晚更新世以来不活动。怀远—池河断裂的活动情况与其所在地区的新构造环境有关。郯庐断裂带是本区规模最大的控制性构造,它的活动性对区内其他断裂具有重要影响,断裂带明光以南段最新活动时代为中更新世,受其影响,与它相交的怀远—池河断裂最新活动时代也表现为中更新世。这或是蚌埠—凤阳地区以中小地震活动为主的一个构造背景。     

郯庐断裂南段怀远—池河北西向断裂的第四纪活动性——来自韭山东北缘的地质证据

怀远—池河断裂与郯庐断裂带南段相交,处在郯庐断裂带活动性逐渐减弱的地段。为获取断裂活动的地质证据,选取安徽韭山东北缘进行地貌调查、探槽开挖、年龄样品测试等工作。研究表明,韭山东北缘的线性地貌受断裂活动控制,在调查揭示的多个剖面中,断层表现出一致的活动性质,走向NW,倾向NE,倾角70°左右,具有正断性质;断层垂直断距在第四系中由下往上逐渐变小,直至消失在第四纪覆盖层中,说明断裂具有多期活动,进入中更新世后活动性逐渐减弱。通过跨断层探槽剖面分析及测年结果可知,断层最新活动错断了中更新世地层,上覆的中更新世顶部地层及晚更新世地层未受影响,说明该断裂是一条中更新世断裂,晚更新世以来不活动。怀远—池河断裂的活动情况与其所在地区的新构造环境有关。郯庐断裂带是本区规模最大的控制性构造,它的活动性对区内其他断裂具有重要影响,断裂带明光以南段最新活动时代为中更新世,受其影响,与它相交的怀远—池河断裂最新活动时代也表现为中更新世。这或是蚌埠—凤阳地区以中小地震活动为主的一个构造背景。     

探地雷达方法探测与评价长春市活动断层

在长春市活动断层的探测与活动性评价中,探地雷达发挥了重要的作用,确定了各目标断层的空间位置、上断点埋深和产状,其对岩土的分层结果,为精确和科学地评价断层的活动性提供了重要依据。     

伊通河断裂及其稳定性评价

伊通河断裂的分布规律和危险性评价对长春市的发展和规划具有重要意义。在区域地质调查、区域地球物理数据处理基础上,利用地面电法、探地雷达和浅层地震探测,确定伊通河断裂呈近南北向分布,总体向西倾,倾角较大。根据探地雷达探测结果推断伊通河断裂切断白垩系地层,是一条早第四纪活动断层。分析伊通河断裂是强扭性断裂,处于伊通河断裂冲蚀谷地中。第四纪以来,特别是晚更新世以来,断裂活动趋于稳定,反生中强地震的概率很小。     

东昆仑西端布喀达坂峰地区二叠纪孢粉型化石的发现

在东昆仑西端布喀达坂峰地区二叠纪地层中首次发现陆相孢粉与海相疑源类化石一起保存的孢粉—疑源类化石组合。经对两个样品较为丰富的孢粉型化石研究后发现,上部组合以裸子植物花粉占优势,双囊无肋花粉最多,可与塔里木盆地的卡伦达尔组的孢粉组合做粗略的比较,但组合中出现了时代偏晚的Ephedripites及Taeniae-sporites,因此,研究区马尔争组中段复理石地层的时代当为中二叠世—晚二叠世。     

基岩中断层活动性研究的新方法

由于断层活动的复杂多变性和它生成以后一般都经历过多期次活动,它的每一次活动都是在一定的区段内进行的等特点,因此,要为工程提供必要的建设依据,必须分期次按区段直接研究工程区内的断层,才能揭示出断层新活动(可能影响工程)的真实情况。但是,许多重大工程为确保安全,场址多选在基岩裸露区。而传统研究断层活动时代是用地层中的化石来断代,因此,要研究老基岩中发育的断层只能寻找新的研究途径。为满足工程建设的迫切需要,我们探索将逐渐发展起来的多种分析测试技术(显微构造分析,TL、ESR、U系、FT、K—Ar法测年和干涉显微镜、扫描电镜法定年)用来提取断层活动信息,回答断层活动性问题。     

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。     

运城盆地盐湖南岸断层晚第四纪活动特征研究

盐湖南岸断层位于运城市盐湖南岸,在浅层地震勘探的基础上,通过钻孔联合剖面勘探和钻孔样品年龄测试,获得断层的上断点埋深、断层标志层的断距以及地层沉积年龄等数据,在此基础上分析了盐湖南岸断层的晚第四纪活动特征。研究表明,盐湖南岸断层在55.7±0.43 ka B.P.以来没有发生明显的活动,断层的活动时代为晚更新世早、中期。断层在晚第四纪以来经历过2次构造活动期和2次间歇期,间歇时间为约16000 a和55700 a,在2次活动期间断层活动程度存在差异,晚更新世早期断层活动较强,中期活动相对减弱。晚更新世以来断层的平均滑动速率为0.0276 mm/a,属弱活动断层。     

地球物理方法探测活动断层效果和方法最佳组合分析

采用综合地球物理方法对长春市的已知断层进行探测实践,表明不同的地球物理方法解决不同问题,并具有不同的效果。例如重磁方法、联合剖面方法可以缩小活动断层的研究范围;探地雷达、浅层地震、高密度电法等方法在研究活动断层的剖面形态中具有很好的作用,而且探地雷达、高分辨率地震能够提供断层的时间等信息,为活动性探测提供依据。针对研究实例分析了综合地球物理方法在活动断层中的组合方法,为开展活动断层的研究提供借鉴。     

电法探测城市活断层的应用

地震灾害表明活动断层是产生地震的根源,且沿断层破坏最为严重。高密度电阻率法(HDR)、地质雷达(GPR)和瞬变电磁法(TEM)等方法在长春市的活断层试验探测工作中,结合城市内干扰背景强、干扰因素多和地表地质条件复杂等不利因素,通过对不同方法、不同数据处理过程和解释,选择有效的方法技术,取得了较理想的探测效果。结果表明,在长春市活断层调查中,电法是探测隐伏断裂既经济又有效的重要手段。     

柴达木盆地阿拉尔断层几何学、运动学及其演化

柴达木盆地多个油气田发现于阿拉尔断层上、下盘地层,阿拉尔断层几何学、运动学及其演化特征对深入研究油气成藏规律具有重要意义。本文利用地震资料阐述阿拉尔断层几何学构造样式,提出断点移动法在垂向、横向和沿断面三向定量解释阿拉尔断层各时期移动距离、移动速率和移动角度,综合分析断层几何学和运动学进而探讨断层的演化特征。研究发现阿拉尔断层几何学构造样式具有分段性,各分段具有不同的运动类型,断层西段主要以抬升-挤压为主,断层中段出现明显的走滑-推覆特征,东段为断层上盘抬升及走滑运动所形成的派生断层。阿拉尔断层运动学特征具有多样性、分段性和推覆-抬升交互式。阿拉尔断层的整个演化过程经历了抬升、挤压、走滑、推覆等多种运动类型,正是在这种演化背景下,阿拉尔断层几何学和运动学在不同时期和不同位置存在多样性和分段性。     

逆掩断层垂向封闭性定量模拟实验及评价方法

在正确分析逆掩断层形成的地质条件和封闭机理的基础上,本文认为与逆掩断层相伴生的塑性岩石的变形特征、断面压力和断裂带中泥质含量是影响断层垂向封闭性的主要因素。进行了断裂带填充物中泥质含量与断层封闭性定量关系物理模拟实验,并分析了岩石变形特征对断层封闭性的影响,建立了断层封闭性评价标准,提出了利用断裂带填充物质的性质、断面压力和膏泥岩变形特征评价断层封闭性方法。选择了库车坳陷克拉 3号构造进行了实例分析,结果表明该方法具有可靠性     

郯庐断裂与皖东南印支运动

本文拟就三年来的地质观察讨论郯庐断裂与印支运动的历史联系。参考前人的工作,对本区三叠系地层划分如下。     

深大断裂对松辽断陷盆地群南部的控制作用

通过野外地质调查及对各断陷典型地震剖面和构造发育史剖面的综合研究,系统探讨了研究区深大断裂对断陷盆地群的控制作用。以西拉木伦河-长春-延吉板块拼接带、赤峰-开原超岩石圈断裂为边界,将研究区自南向北分为辽西盆地区、辽北盆地区和吉西盆地区等3个一级构造分区;根据控盆断裂及其断陷盆地群的时空分布、断陷构造样式、不同时期伸展量等特征将辽北盆地区分为西部、中西部、中东部等3个二级断陷区。西拉木伦河断裂控制了西部区断陷的形成和分布;嫩江—八里罕断裂和孙吴—大庆—阜新断裂对中西部断陷区的控盆效应大体相近;孙吴—大庆—阜新断裂与佳木斯—伊通断裂共同对中东部断陷区起着重要的控制作用;昌图断陷主要受佳木斯—伊通断裂所控制。辽北盆地区主要表现为双断式地堑,断陷群的形成和分布不仅受北北东向断裂控制,也受到近东西向的西拉木伦河断裂和赤峰—开原断裂重新活动的控制。中西部断陷区伸展率具有从九佛堂组沉积期—沙海组沉积期—阜新组沉积期依次减小的变化规律。中东部断陷区与中西部断陷区存在明显差异,NNE向与近EW向深大断裂对两区构造分区控制程度不同。     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

从郯庐断裂带两侧的“盆”“山”耦合演化 看前白垩纪“郯庐断裂带”的性质

郯庐断裂带的前身是3条重要的边界断裂（古郯庐断裂、辽渤断裂和敦化-密山断裂）,因而前白垩纪其两侧的“盆”“山”发育分属不同的造山动力学和成盆动力学系统。其西．扬子微大陆与华北微大陆之间的秦岭-大别造山带是印支期的碰撞造山带,兴-蒙造山带是海西期的阿尔泰型（增生弧型）造山带,燕山运动时两者都成为陆内造山带。“郯庐断裂带”以东,苏鲁造山带是苏皖地块与胶辽微大陆之间的燕山期碰撞造山带,延吉-清津造山带是胶辽微大陆与兴凯地块之间的印支期碰撞造山带;更北则是由一系列外来地体沿敦化-密山断裂拼贴在西伯利亚次大陆之上而形成的斜向汇聚-剪切造山带（属板间造山带）。在此基础上,分为海西-印支期、侏罗纪和白垩纪3个时代,详细剖析了“郯庐断裂带”两侧与上述造山作用耦合的典型的磨拉石盆地和火山岩盆地的演化及其对比,证实前白垩纪“郯庐断裂带”两侧的盆地各有其独立的发育史,不是被郯庐断裂带左行平移错断的同一个盆地。对“郯庐断裂带”两侧古生代-三叠纪陆表海的研究进一步证实其西的扬子微大陆、华北微大陆、布列亚-佳木斯地块与其东的苏皖地块、胶辽微大陆、兴凯地块曾分属独立的构造单元。早白垩世时,随着新特提斯洋的部分闭合,亚洲大陆的雏形出现,上述3条边界断裂连接成郯庐断裂带并成为陆内的左行走滑断层。     

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。     

汶川地震断裂带结构特征与龙门山隆升的关系

2008年汶川地震(MW7.9)发生在青藏高原东缘龙门山断裂带上,并沿映秀-北川断裂和灌县-安县断裂分别产生约270km和80km的不同性质的地表破裂带。断裂岩是断裂活动的产物,是断裂带的物质组成,其结构特征记录了断裂活动演化的历史。本文以汶川地震发震断裂映秀-北川断裂带中虹口八角庙地区地表露头和汶川地震科学钻探一号孔(WFSD-1)岩心为主要研究对象,通过详细的野外调研、显微结构及XRD分析等,识别出映秀-北川断裂带由五个次级单元组成,分别为:碎裂岩带、黑色断层泥和角砾岩带、灰色断层角砾岩带、深灰色断层角砾岩带以及断层泥和角砾岩带。断裂岩组合显示映秀-北川断裂带具有多核断裂结构特征。映秀-北川断裂带在地表出露的宽度约为240m,岩心中厚度约为105m,碎裂岩、断层角砾岩、断层泥在地表及岩心中均发育,而假玄武玻璃仅在地表碎裂岩部分出现。汶川地震主滑移带斜切了映秀-北川断裂带,不完全沿袭古地震滑移带,暗示汶川地震断裂带与映秀-北川断裂带可能不是同一个断裂体系。通过断裂岩的研究确定了映秀-北川断裂带存在着摩擦熔融、热增压、动态润滑和机械润滑等多种断裂滑移机制。低温热年代学的研究推断映秀-北川断裂带的形成时代为15～10Ma,自形成以来,映秀-北川断裂带的长期活动控制着龙门山的快速隆升。断裂带五个不同断裂岩组合的内部结构带,可能与龙门山不同的隆升速率期有着一定的联系。     

柴达木盆地北缘马北地区古今构造与油气藏的耦合

利用最新三维地震解释成果,结合钻井和区域地质资料,运用断裂生长指数、平衡地质剖面、趋势厚度恢复等多种方法对马北地区断裂组合、断裂发育期次、断裂演化、构造高点发育及迁移规律进行了精细解剖。依据断层组合关系、安德森断层模式及Harding1974年关于走滑断裂系应力、应变的相关论述,对该地区新生代以来各地质历史时期的应力状态进行了探讨,并以油气动态成藏的方式系统地研究了断裂-构造高点演化与油气藏之间的耦合关系,认为马北地区多期断裂是以马仙断裂为主导的走滑断裂体系,其断裂演化与马仙断裂活动息息相关,且与古今构造之间具有明显的耦合关系,两者共同控制了新生代油气藏的形成、改造及分布。     

从断层岩的角度认识泥岩涂抹及其定量表征——以济阳坳陷东辛油田营32断层为例

从断层岩入手,分析了断层岩与断层封闭性的相关性,进一步建立起断层岩纵向类型变化与断层封闭性的关系。根据断层岩的类型及含油气沉积盆地的埋深,把泥岩涂抹类型分为未成岩塑性剪切型泥岩涂抹及成岩脆性研磨型泥岩涂抹。根据岩石纵向流变性,把断层封闭性分为浅层高渗封闭开启段、中层碎裂封闭开启段及下层韧性变形封闭段,并加以对比与剖析。探讨了泥岩涂抹定量表征问题,指出不同泥岩涂抹类型应采取的计算方法及目前研究中存在的问题。对东辛油田营32断层的泥岩涂抹研究表明,该断层南段几个重要含油层位的封闭性不好,导致油气穿越断层,发生了油气再运移,而北段所有含油层位都是封闭的。这说明了同一条断层封闭的差异性及动态性。