松散堆积物中活断层的破裂位移形式及其对确定…

活断层作用产生的地震破裂，曾使地表产生破裂变形，地面建筑物遭到严重破坏，但由于第四纪松散沉积物变形方式复杂，破裂形迹往往不清晰或不显示，使得在探槽剖面上很难发现这些破裂作用的上部形迹，通过研究不同松散沉积层中断层破裂位移的形式，从宏观，细观与微观相结合的角度，初步探讨了探槽剖面上确定古地震破裂时间的标志与方法。     

海原活动断裂带破裂行为特征研究

通过对海原断裂带18个探槽资料的研究，分析得出海原断裂带是10ka以来共发生10次古地震事件，这些古地震事件具有分级破裂的特征，第一次和最后一次是沿全断裂的破裂事件，其他都是沿次级段落的破裂事件。在时间上，古地震事件的分布是不均匀的，具有丛集的特征；在空间上，具有西段或中东段（中段）来回迁移的特征。沿全断裂的破裂事件震级约8．5级左右，沿次级断裂的破裂事件震级约7．5级左右。     

鲜水河断裂带色拉哈段中谷村一带的最新地表破裂讨论

鲜水河断裂带色拉哈段是2014年康定M_S6.3地震的发震断裂段, 其最新一次地表破裂事件(1725年康定7级地震)的离逝时间较长, 是最可能发生7级以上地表破裂型大震的危险地段之一。获得色拉哈段最新地震地表破裂的展布范围对确定断裂带的地震活动历史、评估断裂带的未来地震危险性以及防震减灾具有重要意义。然而, 迄今色拉哈段最新地表破裂的北西端位置仍存有较大争议。对此, 在以往资料认为没有同震地表破裂的中谷村一带开挖了探槽组, 获得了这一带的破裂历史, 其最新一次事件(E6)的限定年代为A.D.746±51之后。综合探槽剖面证据和附近的断错地貌特征以及历史地震资料, 探槽揭露的最新事件E6可能对应1725年康定7级地震, 色拉哈段的地表破裂北西端至少已延伸到中谷村一带。      

松散沉积物中活动断层的微观探测方法

松散沉积物中的活动断层常常看不到明显的宏观形迹,构成所谓的隐性断层。单靠探槽和天然露头的宏观观测,常常难以得到全面的认识。因此,开拓松散沉积物中活动断层探测的新思路和新方法是当前的迫切任务。本研究试图另辟蹊径从微观的角度解决这个问题。为此,观测了北京顺义—前门—良乡断裂、太原交城断裂、乌鲁木齐王家沟断裂和西山断裂以及西安临潼—长安断裂的24条探槽和天然露头剖面,采集原态样品140件,散状样品122件,切制大薄片275件。对所采集的样品开展了显微构造、显微沉积学以及扫描电镜(SEM)测定。研究结果表明,松散沉积物中的断层在微观上是有迹可循的,它们可以表现为变形条带、变形条带的带、滑动面、较宽的断层带、微破碎带、碎屑颗粒集中的带和铁质有机质集中的带等。断层内外样品在碎屑颗粒的棱角度、粒度大小、粒度分布特征以及表面结构特征等均有所变化。观测结果还发现了可以和震击物(seismites)的宏观构造标志相互对比的微观标志。显然,上述显微构造和显微沉积学特征可以作为松散沉积物中宏观形迹不明(隐形)断层及其是否伴有古地震事件的微观判断标志。总之,研究结果表明,微观探测是研究松散沉积物中活动断层具广阔应用前景的有效手段。     

2008年汶川Ms8.0地震北川以北段地表破裂变形的主要样式

2008年5月12日发生的汶川地震是由青藏高原东部龙门山断裂的活动所导致。震后的调查表明,北川县城以北的断裂段破裂了约90km。在北川县城以北,不同地点沿地震地表破裂所展现的地表变形差异很大,可能反映了断裂附近地表特性的变化。文章主要从5个典型地点来阐述5种代表性的地表变形模式。前两个地点,在北川县城以北几公里,反映了近地表基岩中的一种变形和从基岩向松散堆积物过渡区的一种变形模式。与此两种断裂陡坎变形不同,中间的两个点则阐述了褶皱陡坎,它们反映了2008年地震中断裂断错在地表以下终止的不同情形。最后一个点位于汶川地震地表破裂的北端,可能代表了当地表破裂结束时地表变形的模式。在北川以北段地表破裂上典型地点的详细测量的基础上,通过归纳野外获得的地表变形资料,构建出汶川地震地表破裂北川以北段的基本变形模型。     

古地震事件震级或强度大小限定的讨论

震级是表征地震能量大小的重要参数，但在古地震研究中，由于难以精确给定与地震矩紧密相关的破裂参数，故而无法直接计算事件的震级大小。研究者通常假定事件序列为震级相似的特征地震，或基于震级已知的历史地震地表破裂参数获取经验关系来进行震级估算。但已有研究表明特征地震的假设过于简化，而利用经验关系估算震级的方法也受限于各种误差，因此亟需探索新方法以提升古地震事件震级或规模大小评估的合理性。近年来，三维组合探槽的成功应用表明探槽内蕴含着丰富的事件变形信息，进而证实了在探槽内评估事件规模大小的可行性。基于此，文章以阿尔金断裂铜矿探槽为例，利用探槽揭示的事件变形强度，包括垂向位移量、变形带宽度和裂缝总拉张量，来评估事件序列的规模。数据分析结果表明，事件变形强度参数与震级相对大小具有一定的正相关性，且各参数之间也呈现部分相关性。因此，探槽中事件变形强度信息可以判断事件震级的相对大小，充分挖掘探槽内的事件变形信息可为合理评估古地震事件的震级提供借鉴和参考，在古地震研究中应加以重视。     

汶川地震地表破裂面形貌特征

准确描述破裂面形貌对于我们理解地震断层作用是非常重要的,破裂面的形貌特征包含许多关于地震和断层机制的有用信息。在Mw7.9 2008汶川地震中断层活动产生了两个新鲜的破裂面,八角庙破裂面和沙坝破裂面。我们使用3D便携式激光扫描仪(Tri mble GX)对两个破裂表面进行测量,在野外微观尺度上研究了破裂面形貌特征。通过能谱密度和均方值两个方法分析破裂面形貌,新鲜的破裂面表现为自相仿性,能谱密度和均方值均与剖面长度存在幂律关系。在能谱密度与空间频率的对数图中,能谱密度曲线存在明显的拐点,该拐点所对应的波长称为"特征波长",表明单一分形不能准确描述破裂面形貌。八角庙破裂面在平行滑动方向上的特征波长为7 mm,在垂直方向上特征波长略大一些(区域Ⅰ为10 mm,区域Ⅱ为9 mm);沙坝破裂面在平行滑动方向上的特征波长为8 mm,但垂直方向上特征波长略小(6 mm)。均方值曲线的最小二乘拟合直线的斜率为Hurst指数,该指数依赖于剖面线方向并描述破裂面形貌的各向异性,H指数的最小值和最大值分别与平行擦痕和垂直擦痕方向对应,这与野外断层面擦痕测量结果一致。沙坝破裂面的H指数极坐标图中存在次级H指数峰值(对应剖面线方向为85°和160°),这揭示破裂面上存在一组隐匿擦痕。该组隐匿擦痕为汶川地震之前断层活动中形成的,但这还不足以推测上一次断层活动的时间和规模。另外,通过比较新鲜节理面和破裂面表明H指数是否大于0.8反映了断层类型。在整个空间频率域上,能谱密度曲线斜率(-α)和均方值曲线斜率(H)的线性拟合关系为α=1.22+1.72H,并不严格满足两者之间理论关系式,α=1+2H。这个差异是由于测量信号噪音、破裂面的多分形性和分析方法的差异造成的。     

龙门山地震带的地质背景与汶川地震的地表破裂

龙门山位于青藏高原与扬子地台之间, 系由一系列大致平行的叠瓦状冲断带构成, 自西向东发育汶川茂汶断裂、映秀北川断裂和彭县灌县断裂,并将龙门山划分为3个构造地层带,分别为变形变质构造地层带（主要由志留系泥盆系浅变质岩和前寒武系杂岩构成）、变形变位构造地层带（主要由上古生界三叠系沉积岩构成）、变形构造地层带（主要由侏罗系至第三系红层和第四纪松散堆积构成）。 龙门山断裂带属地震危险区,3条主干断裂皆具备发生7级左右地震的能力,其中映秀北川断裂是引发地震的最主要断层,据对彭县灌县断裂青石坪探槽场地的研究结果表明,在该断裂带上最晚的一次强震发生在93040a.B.P.左右,据此,可以初步判定,这3条主干断裂的单条断裂上的强震复发间隔至少应在1000a左右,表明龙门山构造带及其内部断裂属于地震活动频度低但具有发生超强地震的潜在危险的特殊断裂,以逆冲-右行走滑为其主要运动方式。 汶川地震属于逆冲走滑型的地震,地表破裂分布于映秀北川断裂带和彭县灌县断裂带上。根据近南北向的断裂（小鱼洞断层、擂鼓断层和邓家坝断层）和地表断距可将映秀北川断层的地表破裂带划分为两个高值区和两个低值区,两个高值区分别位于南段的映秀-虹口一带和位于中北段的擂鼓北川县城邓家坝一带;两个低值区分别位于中南段的白水河茶坪一带和北段的北川黄家坝至平武石坎子一带,两个高值区分别与小鱼洞断层和擂鼓断层相关。根据保存于破裂面上的擦痕,可将该地震破裂过程划分为两个阶段,早期为逆冲作用,晚期为斜向走滑作用,其与地壳增厚构造模式和侧向挤出摸式在青藏高原东缘的推论具有不吻合性。鉴于龙门山的表层运动速率与深部构造运动速率具有不一致性,初步探讨了龙门山地区的地表过程与下地壳流之间的地质动力模型,认为下地壳物质在龙门山近垂向挤出和垂向运动,从而造成导致龙门山向东的逆冲运动、龙门山构造带抬升和汶川特大地震。在此基础上,根据汶川地震所引发的地质灾害,对地震灾后重建提出了的几点建议。     

昆仑山地震地表破裂带东段几何学与运动学

2001年11月14日，昆仑山脉的西部发生Ms8.1级地震，地表形成的地震破裂带沿袭衔存东昆仑断层从西向东延伸350km左右，直至昆仑山口以东逐渐消失。地震破裂带东段（即昆仑山口段）长约90km左右，破裂带宽度10－30m，根据不同地段地表破裂带几何轨迹结构、位移和变形差异，昆仑山口段地震破裂带可划分为4个次级段。其几何轨迹结构样式可分为3类：（1）双重主破裂连接结构；（2）单主破裂弧形扩展连接结构；（3）无破裂连接结构。根据主断面擦痕、破裂带两侧横向冲沟位移标志和分支破裂变形组合关系判断，主破裂表现为左旋走滑运动，而大多数分支破裂（R断层）则表现为左旋走滑兼张性；破裂带最大左旋位移4m左右，破裂带表现为脆性变形、以破裂扩展、块体位移为主，从西向东变形逐渐减弱，直至消失，表现为地震破裂东延扩展前锋特征。     

中国庐山第四纪沉积砾石的显微构造系统及地质环境动力学分析

经过多年的区域地质调查和第四纪环境演变的分析, 对庐山芦林盆地大校场谷口剖面松散沉积物中变形砾石进行岩石显微构造学的研究。发现变形砾石内部存在特殊的微裂隙组构, 呈现出错裂-横裂-劈裂-爆裂-复裂-应力矿物等的复杂组合, 其结构面特征反映出显微构造形迹的力学性质是互为转变的。通过物理模型分析和试验变形比对等综合材料证明, 变形砾石是遭受了既密集、又分散、还具有同时发生作用的长时期的多边界外力条件及平衡力系, 内部形成破裂其应力传递过程和性质改变与变形形迹转变及其做功连续扩展, 是由低于疲劳极限的具有脉动性作用微弱应力造成的。地球陆表过程和地质环境要素及其动力学机制的研究认为, 只有第四纪晚期地质事件的低温、低应力及其分散密集的多颗粒平衡力系的缓慢长期及间歇脉动作用的边界条件才能满足、符合及形成这种特殊的岩石变形构造, 为中国东部山地可能遭受第四纪冰冻环境及冰川作用提供了新的科学证据。     

北京平原区新构造活动及其引发的不良地质现象分析

在地质环境综合调查及地质灾害调查区划工作基础上,结合物探、钻探、槽探及区域地质等资料,对北京平原区的新构造活动及其引发的不良地质现象进行了认真地分析和探讨。     

地震孕育机制与破裂机制的研究

在理论上得出地震孕育发生的普遍物理机制是:地震前孕震区在垂直向会逐步形成、发展弹性的“拉疏隆起—压缩凹陷”的不稳结构,在水平向也多会形成对称相间分布的两个弹性压缩区及两个弹性拉疏区。应变的“压缩区与拉疏区同时产生、对应存在、共为一体”的这种双向应变结构是地壳构造运动中形成孕震体与非孕震体的根本区别,也是能用以首先找到孕震地区的主要依据;地震的破裂机制是:孕震体形成的双向应变结构,构成了应力集中后的失稳与剪切破裂的必要条件,当初始破裂后,就会引起压缩区与拉疏区发生逆转性的弹性膨胀与收缩的相互配合而不断提供位错空间,从而能使应力与破裂快速地传递与扩张。这一地震孕育与破裂机制的认识,几乎能解释绝大多数的地震前兆现象及震时震后的冒砂、冒水与断层的破裂、错动现象。     

陕西三原双槐树地裂缝的发育特征

陕西三原双槐树地裂缝由两条近平行的地裂缝组成,延伸长度大于4km,地裂缝活动给沿线居民带来了巨大的灾害和经济损失。通过调查访问和探槽、探井、平硐等勘探工程,从平面展布特征、剖面结构特征、活动特征和力学性质等方面描述了该地裂缝的发育特征。结果显示:南侧的F1地裂缝的破碎带宽度和活动程度均大于北侧的F2地裂缝,其中的F1地裂缝破碎带宽度一般大于10m,最大可达50余米,不同期次和不同级次的裂缝数量可达30余条,如此规模的裂缝破碎带宽度和裂缝数量在黄土地区并不多见。     

探地雷达在探测玉树走滑断裂带活动性中的初步应用

探地雷达具有快速、检测范围广、探测深度深、分辨率高及对地表环境无破坏等特点,在活动断层探测应用中具有很大的优势。在简要介绍玉树走滑断裂带活动性的基础上,选择高分辨率的探地雷达对隆宝、昔日达和盘琼沟处断裂带附近的活动断层进行探测。采用时间域有限差分法建立活动断层的数值模型对其雷达波响应特征进行模拟,分析断层在探地雷达剖面上的反射波特征。根据断层的反射波特征解译探地雷达图像,判断断层的位置、走向及空间展布。结合探槽开挖对比,探地雷达图像的解译结果与探槽开挖后的断裂带剖面展示的断层活动性质基本一致。根据隆宝、昔日达和盘琼沟处的探地雷达图像与探槽剖面上断层反射波特征的对比研究,解译了玉树地震震中位置探地雷达剖面上的断层展布。研究表明,探地雷达是一种快速探测活动断层的有效方法,尤其是在地表破裂不明显的区域,不仅可以准确地判断断层的位置、走向及空间展布,还可以将断裂带附近地下岩层的层位信息及探槽断面之外的地表下图像清晰地呈现出来,为以后运用探地雷达探测活动断层提供参考。     

就XS—02井压裂情况谈煤层气井完井及增产措施

在对XS-02井完井压裂进行总结的基础上,分析了3种完井方式和3种压裂液在煤层气井中的适应性,结合XS-02井压裂施工的具体情况,解释煤层气井压裂时高滤失和高施工压力的原因,为以后各井的工作提供可参考的依据。      

云南弥渡磺矿厂龙井金矿成因分析

1/5万水系沉积物地球化学测量、1/万土壤地球化学测量和槽探解剖发现磺矿厂金矿。含矿岩性为褐铁矿化碎裂硅质岩、辉长岩、褐铁矿化泥岩、凝灰岩,赋存在岩性差异较大的长育村组(D2ch)硅质岩与莲花曲组(D1l)之间的破碎带底部,并严格受其控制。     

河南中牟区块太原组-山西组页岩气富集控制因素

河南中牟区块牟页1井是南华北地区第一口海陆过渡相页岩气探井,对太原组、山西组压裂试气,取得了日产1256m³天然气的重大发现.基于对牟页1井及地震等资料综合研究,认为太原组和山西组页岩气富集与产能控制因素取决于原始沉积条件和后期保存条件;泥炭沼泽亚相和潟湖亚相为页岩气发育最有利相带,页岩厚度大、有机质含量高是页岩气勘探选区的重要评价指标;区块内通天断层较多,盖层为泥岩而非封闭更好的膏盐岩,显示总体保存条件一般;在页岩气层系地化指标、厚度、埋深、沉积相及盖层条件相似的情况下,寻找构造相对稳定的区域是下一步勘探选区的关键.     

岩土体变形破坏机制及井筒破裂模式

以淮北临涣矿区为例,在详细调查分析了破裂井筒的矿井水文地质与工程地质条件及其它背景资料的基础上,根据矿区底含土体及煤系基岩风化带变形破坏的影响因素及形成过程,本文首次论论了岩土体变形破坏的四个发展阶段和井筒破裂的四种模式及其间的关系,并揭示了井筒破裂的,从而为防治井筒破裂和评价井筒稳定性提供了依据。     

油气藏水力压裂计算模拟技术研究现状与展望

水力压裂技术是油气藏尤其是页岩气开发中的核心技术,利用数值模拟方法进行压裂优化和产能预测又是水力压裂成功的关键。本文首先介绍了水力压裂技术的发展历程。然后从计算模型(二维模型、拟三维模型和全三维模型)和数值模拟方法(基于连续介质和基于非连续介质)两方面对油气藏开发领域的水力压裂计算模拟技术进行较全面的总结。最后,从以下3个方面指出现今研究的不足并提出了进一步的研究建议:(1)全三维模型的完善-全三维模型应当与真实的工程参数和监测数据结合,用于校正模型本身,而校正后的全三维模型又可预测和优化新的现场水力压裂作业; (2)数值模拟方法的选用-已有的水力压裂数值模拟方法种类繁多,需要针对各种方法的适用范围、计算效率和模拟效果等,进行全面的比较和优化; (3)页岩储层中天然裂缝网络的数值模拟-天然裂隙网络加剧了页岩储层力学性质的各向异性,同时水力裂缝沟通天然裂缝活化扩展是有利于储层的增渗增产,对压裂缝网的形态、尺寸和连通率等起着至关重要的作用。因此,数值计算过程中综合考虑页岩储层中天然裂缝与水力裂缝的相互作用,将是未来水力压裂模拟的热点。     

鲍店煤矿主副井筒破裂原因及防治对策

鲍店煤矿主副井筒变形破裂,严重威胁矿井安全,经济损失巨大。通过观察分析,认为变形破裂乃第四系水位下降引起的地面沉降所致,并据此提出了防治对策。