松辽盆地中部深部断层影响浅部次级断层发育的数值研究

利用Poly3D模拟了松辽盆地长垣隆起中部后裂谷期应力场,由此预测浅部次级断层的产状和密度。计算结果表明,深部断层的存在会扰乱浅部应力场,距离深部断层越近,扰动程度越明显,从而导致了浅层次级断层的走向变化和不均匀的密度分布;浅部次级断层的走向和分布与深部断层的形态和空间位置相关,它们在断层的端部、转折段及其附近变化较大。同样地,在施加远场的不同方向水平拉伸、相同应变量下,可计算出相应的浅部次级断层走向和密度的计算值。在不同反射层模拟得到的最佳伸展方向与区域分析基本相同,但此时预测断层走向和密度与实际情况仍有较大差别。考虑到模型中深部断层面的拖曳力分量均设置为零,即不存在独立的断层活动,这一差别暗示出浅部次级断层的发育不仅受远场构造作用影响,而且还受深部断层独立活动的制约。     

南堡凹陷地层压力演化及成因

压力场分布决定了油气运移的指向和分布状态,地层压力演化成果可为研究区有利成藏区带评价提供科学决策依据。基于钻井测试资料和地震资料,利用盆地模拟技术对南堡凹陷地层压力演化史进行了研究。研究表明,南堡凹陷地层压力演化经历了沙河街组－东营组沉积期(45.5~24.3 Ma)及馆陶组沉积期－现今(24.3~0 Ma)的一幕半“增压-泄压”旋回,压力演化表现为“积累-停滞-再积累”的总体特征,超压主体位于生烃凹陷,盆地中-东部剩余压力极大值高于西部,且主要赋存于沙河街组及东营组三段。南堡凹陷东营组末构造抬升剥蚀导致在24.8~14.8 Ma超压表现为停滞增长,且不同“增压”旋回沙河街组及东营组超压成因机制各异,第一个“增压”旋回(45.5~24.8 Ma)沙河街组增压幅度远高于东营组,沙河街组超压主要为欠压实及生烃增压双重贡献,东营组超压主要为欠压实成因;第二个“增压”旋回(14.3~0 Ma)沙河街组与东营组增压幅度相近,沙河街组和东营组超压皆为生烃增压成因。      

南堡凹陷新近系馆陶组砂岩地球化学、构造背景和物源探讨

对南堡凹陷馆陶组(粉)砂岩的主量、微量及稀土元素的地球化学特征研究表明：多数主量元素含量中等,SiO₂、Al₂O₃等主元素含量及其相关比值反映大多数砂岩属于岩屑砂岩和长石砂岩,个别为杂砂岩;镁铁族元素(Co,Cr,Ni,Sc,V)和大离子亲石元素(Rb,Cs,Ba,Sr)含量类似于上地壳。砂岩十分相似的REE分布模式显示了相似的物源和构造背景。SiO₂-K₂O/Na₂O图解、主元素双变量判别图解及Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10等构造背景判别图解均表明,馆陶组物源区属于活动大陆边缘构造背景。根据主元素物源判别方程图、La/Sc-Co/Th和Th-Hf-Co图投影及(Gd/Yb)_N值,表明馆陶组物源主要来自由长英质岩石组成的后太古宙上陆壳。通过与燕山地区不同时代(期)中酸性火山岩和花岗岩REE的对比,表明母岩主要来自燕山褶皱带地区于燕山期发育的中酸性火山岩和/或花岗岩体。     

南堡凹陷沉积岩化学元素分布特征及多元统计方法研究

对南堡凹陷Ed₁亚段、Ng_下、Ng_上、Nm_底地层的75个沉积岩样品进行了主量、微量元素分析,结果表明粒度效应造成砂岩和泥岩元素丰度明显不同,砂岩除富集K、Na、Sr、Ba、Si外,其余元素均较泥岩亏损.根据地层垂向上元素丰度由高—低—高的变化规律,可将这4个亚段分为Ed₁、Ng_下和Ng_上、Nm_底3个阶段,与凹陷构造演化特征响应.因子分析、聚类分析等多元统计方法表明,表生环境中元素具有不同的迁移富集规律,Ca、Na、Sr等具有较强的活动性,Zr、Hf等少数元素则在粗粒级中含量较高,而其余元素则多在黏土粒级中富集.元素在表生环境中地球化学行为的不同主要受化学结构特征控制,沉积环境对其也有影响.     

单层褶皱变形过程中最大主应力与水平应变的变化及其影响因素

对地质构造进行定量半定量研究是地质工作者近几十年来一直努力的方向,构造数值模拟是有效的定量研究方法之一。褶皱是一种典型的构造类型,对褶皱构造进行定量半定量研究也一直是构造地质学家们所致力解决的研究课题。本文结合近年来单层褶皱构造数值模拟研究进展,以及笔者近几年来对单层褶皱所进行的数值模拟实验研究,主要论述了单层褶皱变形的影响因素,单层褶皱变形过程中的最大主应力与水平应变的变化及其影响因素等。数值模拟技术为褶皱变形提供了一种新的研究方法,该方法在构造地质领域将有很好的发展前景。     

盐酸及乙酸介质中的碳酸盐岩溶蚀表面特征及机理——以南堡凹陷为例

为了研究酸性条件下碳酸盐岩的溶蚀表面特征及机理,以南堡凹陷及周边凸起区10个典型碳酸盐岩样品为研究对象,进行乙酸和盐酸溶液的溶解实验,并通过扫描电镜观察样品的溶蚀特征。结果显示,岩石结构和矿物成分的选择性溶蚀,是碳酸盐岩溶蚀过程中的主要作用形式;方解石和白云石均存在特有的溶蚀现象,即"溶蚀晶锥"方解石和"蜂窝状"白云石,为晶体选择性溶蚀的产物;表生条件下,灰岩中少量白云石的加入能够增加方解石的溶解度,白云石的含量上限为13%,超过该界限,随白云石含量的增加,溶蚀作用减弱。     

松辽盆地中部后裂谷早期正断层系形成机制

在松辽盆地后裂谷早期的沉积地层里广泛发育着一个长度相对短、走向变化相对大的正断层系.大庆太平屯区块高精度三维地震勘探结果的构造研究表明, 该层伸展率可达0.0594±0.0209, 由此向上或向下发生明显的减少.这与裂谷盆地地层的伸展率自下而上一般呈单调递减是不一致的, 意味着单纯的区域拉伸不能够解释这种反常现象.笔者认为在成岩过程中沉积物可能发生的体积收缩应该是导致这种伸展率异常的主要原因.文中分析了造成体积收缩的3种可能机制: 生烃、伊利石化脱水和压实收缩, 其中最主要的是压实收缩机制.此外, 构造应力场也明显地影响着该断层系的形成, 造成断层走向分布具有一定的方向性.      

Poly3D软件及其在地学中的应用

免费的Poly3D边界元软件基于位移不连续性方法,它不仅能够模拟断层或裂缝的静态生长,而且所采用的多边形单元可以很好地表示出复杂多边的不连续界面。该软件在地学中的应用较为广泛,诸如裂缝形成、由断层互相作用造成的应力扰动和滑移量分布、地下断层形态的确定、低于地震识别精度的断层的预测、地震触发等等。     

渤海湾盆地南堡凹陷边界断层的“跃迁”特征及其成因机制

由于对裂陷盆地成盆和油气成藏要素的重要控制作用,边界断层在裂陷盆地构造研究中一直是被重点关注的研究对象。然而,关于边界断层在裂陷盆地演化过程中存在跃迁的认识还未见文献报道。本文在对南堡凹陷三维联片地震资料构造解析的基础上,应用"广义断层模式"(先存构造条件下的断层作用模式)及区域应力场演化成果,结合冀东油田最新的勘探成果,对南堡凹陷北部边界断裂进行了系统的构造解析,提出了边界断裂形成演化的新认识,建立了边界断层"跃迁"的构造模式。结果表明:(1)南堡凹陷在断陷阶段,随着应力场的演化,北边界断层是不断变迁的,存在显著的"跃迁"特征;(2)5号断层在E_2s~3期为凹陷西侧的北边界断层,高柳断层在E_3d~(1-2)期间为凹陷中部的北边界断层;(3)裂陷阶段应力场变化(伸展方向的改变)是导致裂陷盆地边界断层跃迁的根本原因。考虑到40～38 Ma伸展方向的改变涉及到几乎中国东南部所有的新生代裂陷盆地,预期边界"跃迁"的构造模式对中国东南部裂陷盆地的精细构造解析及油气勘探有普遍的启示意义。     

华北克拉通北缘寒武系层序地层划分

华北克拉通北缘寒武系碳酸盐岩作为区域油气勘探的重要目标,其沉积环境演化和层序地层格架的研究对区域地层及有利储层定位具有重要指导意义,也为华北地区寒武系油气勘探提供线索。以大量露头剖面实测分析为基础,结合典型井录井、测井、微观显微镜下分析以及地化测试等数据资料,在年代地层框架下进行旋回性地层分析研究,对华北克拉通北缘寒武系岩性、岩相以及地层叠置样式进行详细剖析,研究沉积趋势变化,总结寒武系层序地层划分样式。研究认为：在全球海平面变化控制下,华北地区自府君山组开始,发育广泛的由南向北的持续海侵,在陆源碎屑供给以及碳酸盐岩加积作用的相互制约下,华北地区表现为碳酸盐台地的形成-发展-镶边过程;以张夏组为界,中-下寒武统表现为缓坡-陆棚的沉积环境,上寒武统为具镶边的台地沉积背景;在不同层位不同层序边界类型（I型、Ⅱ型、Ⅲ型）的分隔作用下,将华北克拉通北缘寒武系划分为7个可区域性对比的三级层序,各三级层序高水位体系域多表现厚层清水碳酸盐岩沉积的特点,且受不同程度白云石化作用,成为区域寒武系重要的有利油气储集层。