断层转折褶皱剪切裂缝发育模式探讨

围绕库车前陆盆地内某典型断层转折褶皱剖面,实测统计该剖面不同构造部位的剪切裂缝,分析断层转折褶皱中剪切裂缝的发育规律,进而建立断层转折褶皱剪切裂缝的发育模式。统计结果表明,研究区剪切裂缝有2种类型,一类是与岩层面高角度相交的高角度缝,广泛发育在构造各个部位;另一类是与层面近于平行的顺层裂缝,主要发育在断层面附近,并随岩层的变形,产状发生改变。远离断层面,剪切裂缝发育程度整体上呈减小趋势,下盘裂缝发育强度的减小大于上盘,上盘裂缝发育强度整体大于下盘。褶皱内层剪切裂缝较外层发育,褶皱两翼裂缝发育强度大于褶皱枢纽。断层产状的改变,会引起上盘运动状态的改变,使得在上盘活动轴面附近出现应力集中,局部剪切裂缝发育强度出现增大现象。断层转折褶皱剪切裂缝的发育模式可以分为3个阶段,断层形成前主要发育与层面高角度相交的区域性剪切裂缝;断层形成初期,断层面附近两盘牵引变形不明显,上盘穿过断坡下部破折点处活动轴面的部分会产生新的剪切裂缝,即与岩层高角度相交剪切缝和与断层面低角度相交剪切缝;牵引构造明显时,断层面附近两盘弯曲部位会产生顺层剪切裂缝,两翼的裂缝发育强度大于枢纽。      

龙门山南段前陆大川-丹棱剖面磁组构特征及其构造意义

龙门山南段前陆盆地作为龙门山构造带南段盆-山耦合关系的具体响应,其中-新生代沉积地层的构造变形特征和叠加改造关系在一定程度上反映了龙门山构造带南段的形成与演化。本文基于横跨龙门山南段前陆的大川-丹棱剖面,通过野外构造解析和岩石磁组构特征,对前陆构造变形开展精细研究。构造解析揭示,剖面上发育一系列与双石断裂带走向近平行的宽缓褶皱和浅层逆冲断层,褶皱表现为北西翼较缓,而南东翼相对较陡,轴面略向NW倾的不对称特征。磁组构特征揭示,剖面中岩石具低磁化率和典型的沉积岩三轴磁化率椭球体的特征,磁化率椭球体以扁圆形为主,整体反映出弱变形的特征,与褶皱作用前的平行层缩短(LPS)相关;最大磁化率主轴(K_max)优势方位为NE-SW向,与龙门山构造带走向平行,主要反映了NW-SE向挤压作用。剖面还发育有磁面理与地层层面斜交、磁线理与地层走向斜交两类非典型磁组构,前者是褶皱作用中层间平行简单剪切的产物,后者则是构造叠加的产物。通过磁组构反映的应变分析结果,厘定出龙门山南段前陆中生代晚期主要受到NW-SE向挤压,与新生代的挤压应力方向呈小角度斜交,且挤压作用所产生的透入性应变到达了熊坡...     

松辽盆地朝阳沟油田储层裂缝发育特征及控制因素

裂缝是朝阳沟油田储层的有效储集空间和主要渗流通道,其复杂分布严重影响该油田的开发生产。通过区域构造研究与岩心构造解析,结合地表露头和薄片观察,分析了区内裂缝的发育特征、成因机制及控制因素。该储层主要发育近SN向、近EW向、NW向和NE向4组构造裂缝,裂缝以低角度裂缝为主,主要包括挤压褶皱作用下形成的顺层滑脱裂缝和与逆冲挤压作用有关的低角度剪切裂缝,高角度裂缝主要包括扩张裂缝和中高角度斜缝。裂缝的充填及含油性表明它们大部分为有效缝,并反映在地层条件下的储渗作用。明水组沉积末期的反转构造期是裂缝的主要形成时期,主要形成近SN向和近EW向构造裂缝。裂缝的发育程度受岩性、层厚、断层、褶皱、深度等因素的控制,不同岩性,裂缝发育程度也不同;裂缝的平均间距与裂隙化的岩层厚度呈较好的线性相关关系;绝大多数构造裂缝与断层作用相关;褶皱的不同形成阶段发育不同类型的裂缝;随深度增加,裂缝发育程度明显降低。     

里德尔剪切：滑劈理的一种形成机制

微断裂中的倾斜标志层的拖曳褶皱（１）是滑劈理区别于其它类型劈理的标志。随里德尔剪切（Ｒ）发育的劈理，它与面理化岩石的各向异性面斜交并且与剪切带的各种角度（与α有关）相交。褶皱（２）在应变椭球体的ＸＺ面上发育，褶轴平行于高角度与Ｒ剪切相交的瞬态λ＿１。在递进剪切变形过程中，褶皱和劈理间的夹角发生了变化。在递进扭张带（α＜１）中，出现了最大的反向（反时针）Ｒ剪切旋转和祸皱间初始夹角的最大程度打开，达１７０°。从几何学上讲，这在简单剪切和压扭带中是不可能的，但是过长的Ｒ剪切的向前旋转受到了剪切带稳定的或逐渐变小的厚度的限制。细褶皱（３）增大了断裂的倾斜标志层的拖曳褶皱并在较高的应变下其轴面平行于劈理。在较高级褶皱（４）中，由于最初增量变形椭球体ＹＺ面上纯剪切和沿层间界线弯滑运动诱导的剪切作用影响，使得Ｒ剪切重新定位于轴平面位置。在它们垂直于谓轴的滑动中，褶皱翼部的拉伸和微劈石的非共轴变形使得以前的拖曳和细褶皱变形而呈一种特殊的型式。保存在劈理面上的条痕和／或微弱线理与剪切方向一致。劈理—褶皱截面、垂直劈理且平行于条痕线理的平面中的不对称构造都指示了剪切方向。     

百色盆地那坤地区那读组淡水灰岩储层裂缝成因分析

以岩心描述为基础,结合声发射实验和碳氧同位素、包裹体成因类型及均一温度分析成果,对那坤地区那读组淡水灰岩储层裂缝特征和裂缝成因进行了深入研究。研究结果表明:那坤地区那读组淡水灰岩储层主要发育有垂直裂缝、高角度裂缝和斜交裂缝;裂缝主要有构造裂缝与非构造裂缝两类,构造裂缝有追踪叠加成岩压裂斜缝发育形成复合裂缝;裂缝部分被方解石完全充填或半充填,部分未被充填而呈开启状;裂缝发育受到3次不同构造应力场作用的影响;构造裂缝对改造和改善储层孔渗性具有重要的贡献。     

低级变质沉积岩区压溶作用在褶皱变形中的意义

拉卡兰褶皱带中,发育于Ballarat-Bandigo冲断带中的低级变质砂、泥岩的宏观构造以间离劈理和人字形褶皱为特征,而且劈理在褶皱中呈扇形发育。劈理和褶皱的几何关系分析显示:劈理和褶皱的形成为压溶作用、压扁作用、弯曲作用和被动旋转共同作用的结果,而褶皱砂、泥岩中变形构造则以与压溶作用和再沉淀过程有关的显微构造为其典型特征。Fry法进行的全岩应变测量显示,褶皱砂岩的内部应变相当低(X/Z=1.40—1.83),褶皱应变格局给出变形机制的信息包括:缩短过程中的压扁作用和压溶作用、褶皱过程中由弯滑导致的层平行剪应变、以及褶皱后期发育阶段内弧区强烈的压溶作用。宏观构造、显散构造以及应变特征多方面信息证明:低级变质的沉积岩在褶皱变形过程中,压溶作用为一重要的变形机制。应变分解显示在30％—50％的总地壳水平缩短量下,弯曲导致的缩短最为14％—36％,压扁导致的缩短量为3％—14％,压溶导致的缩短量为8％—26％,而且压溶作用主要发生在褶皱内弧区。     

褶皱构造的曲率分析及其裂缝估算--以江汉盆地王场褶皱为例

曲面曲率的几何意义可以反映曲面一点邻近区域的具体形态和变形特征,因而可以用来研究褶皱层面的变形特征、构造样式及其可展性.褶皱面裂缝发育主要为一组张裂系,张裂隙走向与最大主曲率的方向垂直.褶皱构造的主曲率在一定程度上可以反映与褶皱有关的张裂隙的发育情况.对于圆柱状褶皱可以估算与褶皱有关的裂缝孔隙度和渗透率.以王场褶皱构造面为例,通过计算二次趋势面的特征值和特征向量得到褶皱构造面主曲率的大小和方向,确定该褶皱为圆柱状褶皱,并对与之相关的裂缝孔隙度和渗透率进行了估算.     

渝东南下古生界页岩构造裂缝形成及分布控制因素

天然裂缝对页岩气储集和渗流有重要影响,但目前对页岩构造裂缝研究不够深入。本文通过露头、岩心裂缝观察和分析,探讨了渝东南下古生界页岩构造裂缝类型、形成机理及分布控制因素。基于裂缝特征及力学成因,将剪切裂缝分为高角度剪切裂缝、倾斜滑脱裂缝和水平滑脱裂缝。倾斜滑脱裂缝是在上覆岩层重力和水平构造应力共同作用下沿应力集中的软弱面发生剪切滑动形成,水平滑脱裂缝是在构造挤压应力作用条件下主要沿页理面方向的剪切或层间滑动形成;页理发育程度及岩层曲率是控制水平滑脱裂缝形成的关键因素,岩石矿物组成、构造作用及岩层厚度是控制其它类型构造裂缝形成和分布的主要因素,页岩岩石力学层的划分需要根据裂缝特征、岩性变化特征、岩石力学参数及沉积界面等综合确定,岩层厚度与层间构造裂缝密度呈负相关关系。     

沁水盆地樊庄区块构造作用对煤储层裂缝发育的影响

根据樊庄区块主力煤层煤体结构和煤储层裂缝发育特征,结合构造变形分布规律以及现代构造应力场模拟,深入分析了构造作用对煤储层裂缝非均质性的控制机理。研究区褶皱构造比较发育,主要为轴向近NS的宽缓褶皱,褶皱轴部构造裂隙发育,对煤储层有利;煤层中断裂构造非常发育,以正断层为主,越靠近断层,煤层破碎越明显,裂隙越发育,但在寺头断层附近为强烈变形的软煤发育带,对煤储层不利。运用ANSYS有限元模拟软件模拟了研究区现代构造应力场分布特征,垂直主应力大小与煤层埋深正相关,随垂直主应力增大,裂缝则趋于闭合;最大水平主应力方向与煤储层主裂隙发育方向平行,所以主应力差值越大,越利于煤储层裂隙的开启。     

构造物理模拟和PIV有限应变分析对构造裂缝预测的启示

油气储层中构造裂缝发育与有限应变状态关系密切,为了探索有限应变分析与构造裂缝预测的新技术方法,此次研究设计完成了一组单侧挤压收敛模型的物理模拟实验,并引入粒子图像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术对实验过程进行了定量化分析。实验模型在垂向上为含粘性层的多层结构,实验结果形成了一个肉眼可见的箱状褶皱。通过PIV技术可以获取实验模型变形演化过程中各阶段的位移场数据,计算出各阶段的增量应变,实现从初始状态到褶皱形成之后整个变形过程的有限应变分析,探讨构造裂缝成因机制和分布规律,进行定量化裂缝预测。挤压变形过程初期,应变分布范围很广,有限应变较弱(约4%~8%),在挤压方向上的线应变表现为弱压应变,在垂向上的线应变表现为弱张应变,这种现象是褶皱和断层产生前平行层缩短和层增厚的纯剪变形结果,也是区域型张裂缝和剪裂缝形成的主要机制。褶皱和断层即将发育之时至发育之后,应变局限在断层发育的剪切带及附近区域,有限应变表现为较强(达20%)的剪切应变和剪切张应变,是断层面附近简单剪切变形作用的结果,也是局部型剪裂缝和张剪裂缝形成的主要机制。