塔中地区构造应力场数值模拟研究

构造应力场研究对于油气运聚分析及储层特征描述具有重要的理论和实际意义。本文根据塔中隆起断裂特征及其演化史,结合钻井资料,选择中下奥陶统碳酸盐岩为主要研究对象,应用大型有限元分析软件ANSYS,在处理断层问题时运用非连续的接触算法,模拟了中奥陶世末、中泥盆世末、三叠纪末、新近纪末的构造应力场,研究了该区不同时期的古应力分布特征。研究表明,最大主压应力受东部车尔臣-星星峡走滑断裂影响显著,在隆起区沿断裂带呈条带状低值分布,在不同时期塔中Ⅰ号断裂带无一例外地位于最大主压应力的最低区,反映了塔中断裂带尤其是塔中Ⅰ号断裂带是油气运移的有利指向区。最小主压应力沿断裂带呈条带状高值分布,在断裂的上盘、断裂走向发生变化和断裂的倾末端是张应力高值区,为张裂缝发育的重要构造部位。最小主压应力和最大剪应力受车尔臣-星星峡走滑断裂的影响明显减弱。     

断层电子自旋共振定年中石英信号强度的影响因素分析

电子自旋共振(ESR)是一种利用矿物在地质环境中的累计辐射能进行测年的技术方法,它采用的测年矿物石英广泛分布,并具有记录断层作用良好的计时零点,是同位素测年的重要补充。ESR信号强度是决定ESR年龄精确度的关键因素,但是各种参数条件对测量结果的影响方式及其程度缺乏系统研究。本文以取自断层带石英的一种顺磁中心——E’心为研究对象,运用单因素重复性实验方法,分析石英ESR定年中5种影响因素与ESR信号强度的相关关系。结果表明,微波功率、调制幅度、扫描宽度是影响ESR信号强度的主控因素,样品管方位及直径对测量结果影响不大。微波功率0.02~0.1 m W、调制幅度0.25~0.4 Gs可作为精确测量断层泥石英E’心普适性的参数区间,过大或过小的扫描宽度均不利于ESR测量,可利用在大扫描宽度条件下先预扫描再精细扫描的方法确定合适的扫描宽度,重复测量后求取平均值可有效降低测量误差。利用本文提出的参数区间及其确定的方法测量断层泥石英的E’心信号强度,能显著提高ESR测量精度。     

石英电子自旋共振（ESR）的地学研究现状与展望

电子自旋共振（ESR）是一种对断层物质、燧石、火山灰和沉积物（水系、风成、冰川）定年的重要方法,它广为接受的测年范围为第四纪。对断层泥和沉积物样品,石英ESR信号的不完全归零往往使ESR年龄偏老,多重ESR中心法和颗粒大小“平顶判据”是判断信号归零特征的两种有效方法。为将ESR测年范围拓展至前第四纪,通常采用石英氧空位在加热转化后极大增强的E’心作为测年信号,但由于石英氧空位形成转化机理不明确,加热后增强的ESR信号与地质年龄的相关性有待进一步验证。近期研究表明石英ESR的封闭温度为49 ℃～82 ℃,可在比磷灰石（U-Th）/He更低的温度区间内研究地球近地表的构造演化过程。释光技术热年代学研究发展迅速,与之测年原理接近的ESR在低温热年代学领域展现了良好的应用前景,它与释光及磷灰石（U-Th）/He可相互比对、共同提高地球近地表构造和地形演化问题的分析精度。     

鄂西渝东区构造裂缝发育特征及力学机制

针对鄂西渝东区隔档式褶皱发育的构造特点,结合区域构造演化史,分别以隔档式褶皱和正弦曲线几何形态的褶皱建立模型,用有限元法模拟了褶皱不同构造部位的应力场分布特征。褶皱外侧为张应力集中区,内侧为压应力集中区,且应力矢量与地层产状平行,二者以中部既无明显挤压、亦无明显拉张的中和面为分界。通过野外露头和岩心观察,总结了鄂西渝东区构造裂缝发育的三种形式:具多层介质的非能干层中发育顺层裂缝;向斜内侧、背斜外侧的能干层中发育高角度剪切缝;背斜外侧、内侧具多层介质的非能干层中发育顺层裂缝与高角度缝共生的网状缝。这种特征与模拟结果呈现较高程度的一致性,可根据应力场模拟成果和裂缝发育地层的能干性进行合理解释。复向斜中的隆起区可作为页岩气勘探的重要目标。     

石英E'心的热力学特征及其指示意义

石英EPR是一种利用矿物吸收的累积辐射能进行测年的技术方法,尽管多用于第四纪,但石英E'心在热活化后极大增强的EPR信号为拓展EPR的测年范围提供了契机.然而石英E'心的热活化条件及形成转化机理存在诸多争议.通过对花岗岩和断层带样品施加人工γ辐照,并通过步进式的阶梯退火实验,运用电子顺磁共振技术测定了不同辐射条件及温度条件下的石英E'心信号强度,探讨了石英E'心的增长和成因机理.结果表明,石英E'心可在常温常规γ辐照和高温加热2种条件下增长,并分别探讨了常温和高温E'心的测年方法及其地质意义.常温E'心的信号强度在150℃以下相对稳定,可用常规附加剂量法标定EPR信号强度以求取累积辐射能,常用于测定第四纪范围内断层的形成年龄;石英E'心在热活化后信号得到极大增强,可测定第四纪前的地质年龄,但需采用已知年龄的石英E'心热力学峰值强度作标杆或通过高剂量的γ辐照或中子辐照使氧空位再生,建立石英氧空位的剂量响应曲线以标定高温E'心代表的累积辐射能.E'心的热力学峰值通过步进式的阶梯退火实验确定,其在高温和常温时的信号强度比(I₂/I₁)具有记录辐射能和地质计时的意义.      

鄂西地区燕山期古构造应力场初步定量研究

鄂西地区主要的构造变形为一系列NNE向褶皱,该区域主要构造形迹已经得到比较系统的研究,但对于发生褶皱时期的古构造应力场则至今尚无较深入的研究,前人仅根据褶皱构造形态特征和断层滑动方向进行过一些古构造应力场的定向研究,导致对齐岳山、利川等燕山期构造演化有了一些不同的观点。本文对燕山期古构造应力场的应力作用方向和作用力大小进行了比较系统的研究。根据研究区地层接触关系,侏罗系与三叠系为同一构造层,而白垩系与该构造层的角度不整合接触关系指示发生构造事件的时间为侏罗纪之后、早白垩世之前;根据野外测量的共轭剪切节理的产状、褶皱两翼地层产状等数据,结合区域整体构造形变特征来判断压缩区,确定了当时最大主压应力轴方向,总体上均为NW SE向;依据野外采集侏罗系、三叠系的石英砂岩标本进行实验测试,在透射电子显微镜下对采集标本进行晶内位错构造的观测统计,使用晶体内自由位错密度与差应力值的经验关系公式,计算出古差应力值的大小,为定量研究该区古构造应力场打下了扎实的基础。     

泥页岩非构造裂缝形成机制及特征

泥页岩非构造裂缝是泥页岩中常见的裂缝类型。非构造裂缝对页岩气成藏与保存评价具有重要意义。在前人研究成果基础上,考虑泥页岩本身固有的特性,初步提出泥页岩裂缝的分类方案,划分了非构造裂缝的类型,并总结各类非构造裂缝的形成机制。依据野外露头和岩心观察,描述了泥页岩非构造裂缝的特征。初步分析认为,在泥页岩非构造裂缝中,成岩层理裂缝、欠压实超压裂缝和生烃超压裂缝与页岩气成藏和保存关系密切。