金湖凹陷断裂特征及其石油地质意义

金湖凹陷自晚白垩世-新生代发育复杂断裂系统,在统一应力场的作用下凹陷内形成伸展断裂、走滑断裂和挤压断裂。断裂系统的演化分为初始伸展、继承伸展、强烈伸展和走滑叠加四个阶段。初始伸展阶段凹陷伸展作用较弱,除主边界断层外,其他断层对沉积地层控制作用较弱;继承伸展阶段,凹陷持续伸展,部分早期断层停止活动;强烈伸展阶段,构造活动集中于主断层之上,形成主要沉积凹陷;走滑叠加阶段,凹陷内断层发生右旋走滑作用,在伸展构造之上叠加了走滑构造,该构造运动奠定了金湖凹陷现今的构造格局。杨村断层和石港断层为受基底断层控制的持续活动断层,而铜城断层是晚期形成调节石港断层和杨村断层走滑应力的变换断层。断裂活动受区域应力场和基底先存断裂的共同控制,表现为两期构造的叠加。两期构造运动控制了金湖凹陷油气的形成、运移和聚集。     

虎跳峡地区新生代以来应力场演化及断裂新活动性探讨

本文通过对虎跳峡地区的实地调查、区域地质图的详判、断层擦痕矢量解和震源机制解等综合分析,探讨了研究区新生代以来区域构造应力场的演化,并对研究区的主要断裂活动性进行了分析。研究结果表明,新生代以来区域应力场的演化次序为早第三纪东西向、中新世近南北向、上新世北西向、早更新世北北东向、中更新世早期近东西向以及晚更新世以来北北西向多期应力场;区内北西向中甸—永胜断裂的新活动性强,其次是丽江—小金河断裂,楚波—白汉场断裂活动性较弱。     

基于边界元方法的次级断裂信息挖掘试验研究

为研究次级断裂发育状况,探讨了一种地震解释主断层与地质力学相结合的边界元模拟方法:首先在安德森断层分类体系下,依据断层与应力组合特征,完善次级断裂构造演化事件分类;然后应用应力张量降阶、线性叠加原理,简化应力与位移平衡方程,并在此基础上使用蒙特卡洛方法反演古应力场;最后求解应力、应变与不连续位移平衡方程,获取地层现今应力分布,分析次级断裂开度、相对密度等信息。运用该方法在杨柳矿区童亭背斜区域开展试验,结果表明区域内最小水平主应力以近北西向为主,主断层之间广泛发育交叉断裂带,次级断裂发育带连通性强,为杨柳矿区隐蔽灾害评估提供了参考资料。      

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。     

内蒙古狼山地区南北向断裂构造应力场特征及其与区域构造演化关系

内蒙古狼山地区断裂构造十分复杂,主要发育有南北、东西、北东和北西走向的断裂构造.从南北向断裂的几何形态、运动性质、构造应力场特征入手进行研究,结合野外实地调查与测量,运用极射赤平投影方法,求出构造应力场的主应力轴方位,进而对本区的构造演化进行了探讨.初步认为,研究区发育的近南北向断裂至少受到过两期构造应力场的作用,第一期是在晚二叠世,由于华北克拉通向北、西伯利亚板块向南活动而形成碰撞拼贴运动所产生的近南北向近水平挤压构造应力场,此时构造应力场的主应力轴σ₁为北偏东10°左右,向北倾伏,倾伏角为15°~20°.在这一期构造应力场的作用下,狼山地区发育了一套破裂系统,它们分别表现为近东西走向的挤压构造带和逆断层、近北东走向的以左行为主的走滑断层、近北西走向的以右行为主的走滑断层以及近南北走向的张性断层.这些早期的断裂系统也制约着该区域后来的构造活动,第二期构造应力场是侏罗纪以来古太平洋板块向亚洲大陆俯冲而产生的.此构造应力场的主应力轴σ₁为北西-南东向,倾伏向为150°左右,倾伏角为10°~20°.第二期构造应力场的作用,使早期南北向断裂由原来的张性破裂面转为左行走滑,早期东西向断裂转为右行走滑,早期北东向左行滑动面转为压性面和褶皱轴方向,而早期的北西向破裂面则转为张性破裂性质.      

闽台铲状活动断裂

福建台湾大型铲状活动断裂系在深部(深5—100km)构成一系列向东倾斜、倾角为4°—10°的滑脱面,在近地表利用老断层的重新活动,形成NNE与NW向网格交叉的高角度断层。活动断裂系的地震能量释放主要集中在台湾东部。推断现代构造应力场的最大主压应力方向是NW—SE向,缓倾斜、向西撒开呈扇状特征。断裂系中各断裂的滑动速率不同,东大西小。     

四川九龙地区八窝龙——玉农希断裂构造变形特征及活动性

八窝龙—玉农希断裂是四川九龙地区较大的一条断裂构造。通过野外对断裂构造变形、构造活动特征及地貌、地热进行调查研究,分析了断层卫星影像和地震资料,并对断层泥进行了测年。综合分析认为,八窝龙—玉农希断裂为发震的弱活动断裂,具分段性:其南西段(八窝龙断裂)在全新世具有弱活动性,北东段(玉农希断裂)在全新世表现为较强的活动性。     

琼东南盆地松东凹陷断裂发育特征

松东凹陷位于琼东南盆地东北部,是受琼东南盆地6号断裂控制、总体呈南断北超的新生代凹陷。松东凹陷断裂复杂,理清断裂的发育特征有助于加深对琼东南盆地区域构造演化的认识,具有重要油气地质意义。基于近几年新采集的地震资料,结合区域地质背景,从剖面上和平面上多方位对松东凹陷的各种类型断层进行了系统解释和厘定,分析了断裂的组合样式、活动期次、发育规律及展布特征。结果表明:松东凹陷单条断层剖面上多呈犁式、平直式,多条断层组合常呈复合"Y"字形、羽状、帚状和网状;平面上单条断层多为弧形、直线形,多条断层组合常呈帚状、斜交式和平行式;松东凹陷断层按期次可划分为始新世NE向、渐新世近EW向和中新世NWW向三组,NE向断层控制松东凹陷的边界及其内部次级构造,渐新世近EW向断层和中新世NWW向断层组合形成六组断裂带成排分布,并伴有多条近SN向走滑断层发育;松东凹陷不同期次断裂的发育是区域应力场伸展方向随时间发生顺时针旋转的结果。结合松东凹陷的断裂发育特征和成因机制分析,最终认为该区断裂对油气成藏起到控烃源、控运移和控圈闭的作用,SN向走滑断层周缘以及构造变换带是油气成藏有利位置。     

埕北凹陷及邻区新生代断裂体系与构造格局

基于"海-陆"探区资料的整合,在断裂体系精细刻画的基础上,对埕北凹陷及邻区新生代断层发育的时空差异性进行了研究,并结合区域构造背景,就其构造格局的演化过程进行了探讨。研究结果表明:埕北地区及邻区新生代断裂体系发育特征体现了继承与改造并存,拉张与走滑叠加的效应。孔店组-沙三段沉积期,中生代先存的NW向埕北断层继承性活动,控制了盆地北东断南西超的构造格局;沙二段-东营组沉积期,在郯庐断裂带大规模右旋走滑所派生的NNW-SSE向拉张及区域近N-S向拉张作用下,发育了一系列NEE向张性断层对先期的构造格局进行了改造,同时,NW向断层受到斜向拉伸持续活动,与NEE向断层共同控制该时期的构造格局;进入新近纪,盆地由裂陷转变为拗陷沉降,断层垂向活动基本停止,取而代之的是NW向和NE向断裂体系的强烈走滑活动,它们的共轭走滑效应决定了该时期的构造面貌。先存断裂的存在及郯庐断裂的右旋走滑活动是控制盆地构造格局演化的关键因素,依据盆地各时期的演化特征的不同,可以将其划分为继承断陷期、改造断陷期和走滑拗陷期三个阶段。明确该地区构造格局的叠合与改造关系对于认识济阳坳陷和渤中坳陷的构造转换关系以及该区的油气勘探都具有重要意义。     

川滇西部上新世以来构造地貌:断裂控制的盆地发育及对于远程陆内构造过程的约束

青藏高原隆升、周边地貌形成是新生代时期印度-欧亚板块碰撞后的重要响应。在滇西北地区发育了一系列由晚新生代(上新世以来)活动断裂所控制的盆地,例如宾川盆地、洱海盆地、鹤庆盆地、弥渡盆地等。宾川盆地是近南北向程海左行走滑断裂在走滑剪切作用下产生的北西向正断层和北东向走滑断层共同作用而形成的一个较大的拉分盆地。洱海盆地是由两组陡立的共轭张剪性(Transtensional)断层组限定的,为一伸展断陷盆地,总体上反映了近E-W向的区域伸展。滇西北地区发育的其它晚新生代盆地,如弥渡盆地、鹤庆盆地、剑川盆地等,也为区域走滑断裂及其分支断裂所控制,并且这些分支断裂在区域上为一组NE-SW和NW-SE向的共轭正断裂,反映了该区域近E-W向的伸展。将藏东南三江地区发育的活动断裂按照其走向分为三组:(1)NW-SE走向的断裂,如红河断裂、无量山-营盘山断裂等;(2)近N-S向断裂系,以程海断裂、小江断裂等为代表;(3)NE-SW走向的断裂,如丽江-剑川断裂、鹤庆-洱源断裂和南定河断裂等。这些断裂的震源机制解表明地震断裂活动性或者是走滑性质或者是伸展属性,它们的组合型式也揭示出藏东南三江地区在上新世以来表现为近E-W向的伸展。区域上,在藏东北部地区发育的断层构造组合普遍反映了以近E-W向挤压为主导的应力场。推测这一现象为上新世以来藏东地区上地壳围绕喜马拉雅东构造结做顺时针旋转所致,区域上受印度-欧亚会聚过程中印度板块顺时针旋转诱发的差异性应力场制约。     

Particle size distributions of fault rocks and fault transpression: are they related?

ABSTRACT Laboratory experiments on rock faulting show that processes of particle comminution in fault rocks are influenced by several parameters, including fault strike and normal stress across faults. In nature, normal stress across faults increases with increasing transpressional strike of faults. Accordingly, different structural fabrics and particle size distributions are expected for cataclastic rocks that have developed along faults with different transpressional orientations and comparable displacements within regional-scale strike-slip fault zones. Adjacent bands of cataclastic gouge and breccia were analysed from four small-scale fault zones. All have comparable displacements and very similar protolith (i.e. shallow-water limestone), structure, kinematics, size, and tectonic environment, but different transpressional strikes within the regional-scale left-lateral Mattinata strike-slip fault, Italy. An inverse linear relationship is found between fault transpressional angles and fractal dimensions of particle size distributions from cataclastic rock samples.     

断层调整与控制作用下的叠加构造变形:以贵州地区燕山期构造为例

褶皱叠加方式与其形成的构造现象极为复杂。常见3种叠加方式为共轴叠加、横跨叠加和斜跨叠加。如果地质体均一,断层不发育,即会形成理想型叠加褶皱的构造样式。如果发育区域性大型断层,在不同方向的区域应力场作用下,加上地质体的不均一,就会在不同的区块内形成更为复杂的叠加褶皱与构造组合。贵州境内自古生代-中生代先后发育了5条切割基底的区域性断裂,至早中中生代,这些断层将区内切割为6个主要构造块体。在三叠纪之后的燕山构造运动期间,发生了强烈的构造叠加变形,早燕山期与晚燕山期区域应力场方向不同,使得不同区域断层的性质、位移发生变化,断层的多次活动起到了应力释放与调整作用,再加上块体地质结构的不均一性与软弱层的滑脱作用,最终在不同区块内发生了不同的褶皱叠加作用,形成了不同的褶皱构造样式与构造组合。     

基于断层擦痕侧伏角公式的构造应力张量反演

利用Aleksandrowski推导的断层擦痕侧伏角公式,提出了一种改进的构造应力张量反演法。根据不同应力比值下构造应力与断层擦痕侧伏角的关系,利用最小二乘法,详细推导了构造应力张量的反演方法,最后利用Matlab软件编制程序实现了该计算过程。在此基础上,现场调查了江西武山铜矿北矿带的断层滑动数据,利用上述改进方法反演了该地区的构造应力张量方向特征。将上述反演结果与由震源机制解获得的最新构造应力场结果进行对比分析,并结合研究区断层的展布特征及所在的地质构造背景,获得了该地区自晚侏罗世以来的构造应力场特征,表明该地区构造应力场具有一定的稳定性。改进后的构造应力张量求解过程及工程应用表明,将Aleksandrowski的图示法和Etchecopar等的反演法结合起来反演构造应力张量,是对已有方法的改进,具有更加简单、实现容易等特点,计算结果比较符合实际。     

断层活动性评价中关于测年资料的引用

断层活动性评价是研究区域构造稳定性的基础,它直接影响到水工建筑物本身的抗震安全。目前,对于断层活动性评价较常用的方法就是有关断层样品的年龄测试,这是比较直观的定量方法之一。但由于测年方法有多种,同一样品用不同的测年方法测得的结果有时偏差很大,哪种结果更为可靠始终是众多学者所关心的问题。本文对在水利水电工程断层活动性评价中关于断层年龄引用方面存在的一些问题进行探讨,并结合溪洛渡工程对研究区的马边盐津断裂、莲峰断裂和金阳断裂进行了断裂活动性分析与评价。     

成兰铁路地应力测量与构造应力场分布规律研究

成兰铁路位于青藏高原东部边缘高山峡谷区,由于印度板块与欧亚板块碰撞,区域内构造变形强烈,构造应力场十分复杂。为研究成兰铁路工程区地应力分布规律及断层稳定性,在铁路沿线茂县、松潘县以及宕昌县境内4个深孔水压致裂地应力测量基础上,获得了不同位置区域地应力实测值的大小和方向,并建立工程区应力参数随深度分布规律。分析表明:工程区应力随深度变化呈现出较好的线性关系,在测试深度范围内,水平应力普遍高于垂直主应力,地应力值总体上属于中—高地应力级别,在750 m深度内,最大水平主应力达25 MPa,反映出工程区构造应力占主导地位,侧压系数随深度呈缓慢衰减趋势。成兰铁路在不同构造单元上最大水平主应力方向有所不同,在东昆仑断裂以北甘南块体内,最大水平主应力为北北东向,在东昆仑断裂以南川青块体内最大水平主应力为北西向。根据实测的地应力数据并结合库伦滑动摩擦准则,对工程区内的断层稳定性进行了分析。文中取得的认识对成兰铁路工程区的构造应力场、断裂活动性的研究以及隧道工程的建设具有重要的参考意义。     

青藏高原东北缘固关-虢镇断裂中段第四纪以来活动特征

固关-虢镇断裂是青藏高原东北缘、鄂尔多斯地块西南缘陇县-宝鸡断裂带中的一条主要断裂,该断裂的运动特征和活动性包含了青藏高原向东北方向扩展机制的重要信息。固关-虢镇断裂中段在卫星影像和DEM图上都显示出清晰的线性影像特征,地貌上表现为清楚的地貌陡坎,陡坎高80～100 m。通过卫星影像判读、野外调查、探槽开挖和年龄测试等方法的综合研究,结果认为固关-虢镇断裂中段第四纪早期有明显活动,并以左旋走滑运动为主,左旋走滑运动利用了早白垩世形成的正断层面;晚更新世以后固关-虢镇断裂停止了活动。造成断裂运动方式和活动性转变的原因是,第四纪以来印度-欧亚大陆碰撞的远程效应到达青藏高原东北缘之后,陇县-宝鸡断裂带周围的块体因为相互作用进行调整,形成了该断裂带局部构造应力以剪应力为主所致。     

龙门山南段大邑地区断裂带活动多期性研究

四川省大邑地区地处龙门山南段,是有名的地震多发地区。文章基于现代构造地质学理论,通过地震解释及构造几何分析、断层相关褶皱原理与几何分析方法、运动学正演模拟方法,开展了对大邑地区断裂带活动多期性研究,结果表明大邑地区断裂带活动具有多期性的特点。自印支期以来主要经历了两期三次构造活动:印支晚期的低角度逆冲推覆过程,须家河组四段(T3x4)中上部形成生长地层;喜马拉雅期Ⅰ幕,隐伏断层再次活动,造成侏罗系与下伏三叠系的变形差异;喜马拉雅期Ⅱ幕,龙门山构造带区域应力场向前传递,大邑地区形成高角度逆冲断层,断层沿深部滑脱层在大邑地区向上逆冲直至地表,早期隐伏断层被错断,伴随次级断层、反冲断层产生。     

喀什河水电站工程区构造稳定性研究

本文对某大型水电枢纽工程场址的构造稳定性条件进行了研究, 详细分析了区域地质构造背景、断层活动性、构造应力场特征以及地震活动性等问题.分析可知候选水电站坝址处于地壳构造活跃区内的一个相对稳定的地块, 断层活动性较弱, 区域构造地质作用相对较弱, 完全可以通过工程措施予以控制, 适宜于开展水利枢纽工程的建设.      

Fault kinematics of the Magallanes-Fagnano fault system,southern Chile; an example of diffuse strain and sinistral transtension along a continental transform margin

A system of left-lateral faults that separates the South American and Scotia plates, known as the Magallanes-Fagnano fault system, defines the modern tectonic setting of the southernmost Andes and is superimposed on the Late Cretaceous – Paleogene Patagonian fold-thrust belt. Fault kinematic data and crosscutting relationships from populations of thrust, strike-slip and normal faults from Peninsula Brunswick adjacent to the Magallanes-Fagnano fault system, presented herein, show kinematic and temporal relationships between thrust faults and sets of younger strike-slip and normal faults. Thrust fault kinematics are homogeneous in the study area and record subhorizontal northeast-directed shortening. Strike-slip faults record east—northeast-directed horizontal shortening, west—northwest-directed horizontal extension and form Riedel and P-shear geometries compatible with left-lateral slip on the main splay of the Magallanes-Fagnano fault system. Normal faults record north-south trending extension that is compatible with the strike-slip faults. The study area occurs in a releasing step-over between overlapping segments of the Magallanes-Fagnano fault system, which localized on antecedent sutures between basement terranes with differing geological origin. Results are consistent with regional tectonic models that suggest sinistral shearing and transtension in the southernmost Andes was contemporaneous with the onset of seafloor spreading in the Western Scotia Sea during the Early Miocene.