用物理模拟实验研究走滑断裂和拉分盆地

本文按照下地壳和岩石圈地幔塑性流动控制上地壳构造变形的思想,采用脆延性双层模型,在考虑模型相似性的条件下,通过延性层流动驱动脆性层进行走滑断裂和拉分盆地模拟实验。实验结果表明,在左行走滑阶段发育两条"S"型左行右阶断裂带;在右行走滑改造阶段,早期左行右阶断裂带被改造为"Z"型右行右阶断裂带。走滑断裂发育过程中共有三种类型的拉张伸展:(1)"S"型破裂逐渐伸展,形成多个菱形盆地;(2)几个相邻的斜列"S"型断裂在剪切作用下端部被错断连通,形成"地堑-地垒"构造;(3)在右行走滑阶段,沿右行右阶断裂拉张形成拉分盆地。先存的上隆拱张断裂限制了走滑断裂的位置和方向。脆性层强度对走滑断裂的形成和发展具有约束作用,脆性层结构对脆延性的层间耦合作用和走滑断裂特征具有显著影响。      

滇中玉溪盆地走滑成因与构造反转

玉溪盆地位于滇中普渡河断裂带南端，新第三纪含煤地层主要由部冲积扇－湖泊、沼泽和河流－湖泊成因层序构成。南北向盆缘断裂的构造样式及其走滑作用方式的改变，提供了局部扭张或扭压的构造环境，导致盆地的形成、发展和构造反转。依据详细的沉积和构造分析，提出了盆地形成及构造反转的地球动力学模式。     

滇中玉溪盆地走滑成因与构造反转

玉溪盆地位于滇中普渡河断裂带南端，新第三纪含煤地层主要由冲积扇—湖泊、沼泽和河流—湖泊成因层序构成。南北向盆缘断裂的构造样式及其走滑作用方式的改变，提供了局部扭张或扭压构造环境，导致盆地的形成、发展和构造反转。依据详细的沉积和构造分析，提出了盆地形成及构造反转的地球动力学模式。     

准噶尔盆地中部永进地区走滑断裂发育特征及成因物理模拟

永进地区位于准噶尔盆地中部,最近发现了多个与走滑断层相关的含油气构造,但关于走滑断层的发育特征及成因机制研究程度不够深入。本文通过三维地震资料精细解释,在研究区三叠系—侏罗系内识别出近东西向、北西西向以及北东东向的三组走滑断裂体系,平面上呈“网格状”展布,剖面上具有不同深度几何学形态差异展布特征。在此基础上基于相似性原理设计四组砂箱模拟对比实验,重现研究区构造演化过程。模拟结果表明,这类走滑断裂的形成与基底先存断层的发育位置有关,是受先存构造和地层属性双重控制的广布式走滑断裂系统,从而建立了研究区的断裂系统成因模式。研究成果对具有相似地质背景地区的走滑断裂成因解释具有借鉴意义。     

南海西南部人字形走滑断裂体系和曾母盆地的旋转构造

本文从一定地质时期内不同地块的活动和不同断裂的发育应在一个统一的应力系统下形成有序、配套的组合关系，它们的形成演化控制了该地区构造格局的观点出发，在南海西南部发现存在一个大型人字形走滑断裂系，由于曾母地块和南沙地块先后南移与西婆罗洲地块及其边缘增生带相碰撞，此人字形走滑断裂体系为一右旋体系。在人字形断裂间所挟持的曾母地块在渐新世－中新世时曾发生从向西南俯冲到向东南俯冲的逆时针旋转，从而在其西侧产生     

受红河断裂控制的晚第三纪走滑松弛盆地——以漠沙盆地为例

中新世以来,受青藏高原造山隆起产生的侧向推挤,滇西及邻区发生向南东的哪构造逸脱,红河断裂发生右行走滑运动,在漠沙、逸萨等断裂弯曲地段由于应力松弛发生下陷,形成小型走滑松弛盆地,其特征有别于拉分盆地.本文以漠沙盆地为例,通过砂岩薄片粒度分析及砂岩碎屑组分定量分析,综合野外及室内地质研究,对此类盆地的岩石学特征、沉积环境、物源和构造特征等进行了详细的研究,并对其形成机制进行了初步的探讨.     

论层滑、倾滑和走滑断裂系统

中、下扬子区广为发育的前缘逆向倾滑,后缘正向倾滑和两侧为走滑断裂所限的薄皮层块构造,系挤压和拉张作用处于同一运动系统中,是由岩石的物质分层、能量分层和构造分层作用及层滑运动所致。地壳表、浅层分布的层块构造与深层的块片构造、地体构造和板块构造的倾滑、走滑机制是一致的,并与断裂力学中的滑开型、撕开型和位错构造中的刃型位错、螺型位错的力学机理和运动本质是相同的。     

Deformation of an elastic layer coupling in different ways to a base due to a very long vertical strike-slip dislocation

The closed-form analytic expressions for the displacement and stresses at any point of an elastic layer lying over a base due to a very long vertical strike-slip dislocation are obtained. The interface between the layer and the base is assumed to be either ‘smooth-rigid’ or ‘rough-rigid’ or ‘welded’. The variations of displacement and stresses with the horizontal distance from the fault for different types of coupling of the layer with the base have been studied. It is found that the displacement for ‘welded interface’ lies between the displacements due to ‘smooth rigid’ and ‘rough-rigid’ interfaces for different positions of the observer and different values of the ratio of rigidities of the layer and half-space.     

塔中隆起NNE向走滑断裂特征及形成机制

为了确定塔中隆起NNE向走滑断裂特征及形成机制,利用构造要素相关性分析及构造解析方法,通过对二维和三维资料的解释,揭示了走滑断裂的构造变形特征,确定了走滑断裂的形成机制。NNE向走滑断裂在地震剖面上表现为压扭和张扭在垂向上叠加的特点,其形成演化主要经历了中奥陶世末压扭和晚志留世—中泥盆世张扭两个阶段。先存基底软弱带和塔里木板块周缘造山带的演化共同控制了这套走滑断裂的形成。中奥陶世末,塔里木板块南缘洋盆俯冲闭合产生的近南北向挤压应力斜向作用于NNE向的基底软弱带之上,导致断裂上部地层被撕裂产生走滑分量,从而形成了北东向的左旋走滑断裂系统,同时,来自塔里木板块西北缘的挤压应力垂向作用于走滑断裂上,导致NNE向走滑断裂发生压扭变形。晚志留世—中泥盆世,塔里木板块南缘的挤压应力继续斜向作用于NNE向走滑断裂之上导致其继续发生走滑变形,同时,来自塔里木盆地西北缘的NW向伸展应力垂向作用于走滑断裂上,导致NNE向走滑断裂发生张扭变形。     

华南北部湾盆地的形成机制

从北部湾盆地的区域地质构造背景、几何形态、边界断裂及内部断裂特征解析,综合沉积中心迁移规律及盆内构造研究,提出北部湾盆地为右行右阶走滑拉分成因。盆地的形成和发展受控于合浦-北流、信宜-廉江、吴川-四会和阳江-河源4条深大断裂带,这4条主干断裂带构成右阶断裂格架。古近系出现的花状构造等表现出典型的张扭特征,新近系受到压扭作用改造发生挤压反转,该盆地构造演化过程与华南大陆中、新生代拉分盆地具有同期性和相似性。中生代基底中先存的深大走滑断裂带是新生代北部湾盆地形成的先决地质条件。而印度-澳大利亚板块对欧亚板块碰撞挤压作用的逐渐增强和太平洋板块俯冲方向的改变及俯冲作用的衰减是控制北部湾盆地形成演化的区域大地构造因素。     

伸展盆地区断裂构造特征与成因

近十年来断裂构造研究进展迅速，研究思路发生了重大转变，强调应变与应力在断裂形成过程中的同等重要性。重点论述了断裂位移特征及影响因素，断裂位移在断层中部最大，端部最小至零，具有与断层规模无关的特征，但它受断裂分段、连接、近端过程等影响而发生变化。位移作为应变的结果，控制着横向褶皱的形成和分布、沉积中心的迁移(断裂单侧扩展时)或沉积位置不变但范围扩大(断裂双侧扩展时)以及沉积充填结构等。探讨了断裂三维几何形态分类及断裂形成与形态的控制因素：深部与浅部耦合(基底构造的活化与沉积盖层的响应)，建造与改造的耦合，边界条件与构造应力场，沉积压实和埋藏作用等。提出了断裂分级和组合规律，总体上伸展区断裂可分五级，一级控盆，二级控坳，三级控带，四级控圈，五级复杂化；不同级别的断裂三维组合规律可分为软连接组合和硬连接组合。伸展区断裂生长史可划分为成核、扩展、释压、连接、消亡和活化6个阶段。     

Static deformation of two welded half-spaces due to very long strike-slip dislocations

Closed form analytic expressions for displacement and stresses at any point of either of the two homogeneous, isotropic, perfectly elastic half-spaces in welded contact due to very long strike-slip dislocations are obtained. Both cases of vertical and horizontal strike-slip dislocations are discussed in detail. Variation of the displacement with horizontal distance from the fault and with vertical distance from the interface for a vertical strike-slip fault is studied numerically.     

辽河油田东部凹陷中段走滑断层与油气的关系

走滑构造不仅加速含油气盆地油气的运移和富集,而且在促使油气圈闭的形成过程中也促使形成圈闭中的优良储集层。在具备生、储、盖地质条件时,花状构造样式的含油气性优于其他构造样式,不仅控制着油气藏的分布,而且走滑断层的应力释放区往往是油气富集区。扭应力作用使生油层中的分散油气被“强拧”驱赶、运移至花状构造背斜核部,在负花状构造的上升盘中形成高产油气流。辽河坳陷内的黄沙坨和欧利坨子地区便是郯庐断裂在辽河坳陷东部凹陷中段的应力释放区,对该区走滑断层的识别和解释,不仅对东部凹陷中段油气藏的形成、分布及富集有了新的认识,而且可为寻找同类油气藏提供依据。     

辽河油田东部凹陷中段走滑断层与油气的关系

走滑构造不仅加速含油气盆地油气的运移和富集,而且在促使油气圈闭的形成过程中也促使形成圈闭中的优良储集层。在具备生、储、盖地质条件时,花状构造样式的含油气性优于其他构造样式,不仅控制着油气藏的分布,而且走滑断层的应力释放区往往是油气富集区。扭应力作用使生油层中的分散油气被“强拧”驱赶、运移至花状构造背斜核部,在负花状构造的上升盘中形成高产油气流。辽河坳陷内的黄沙坨和欧利坨子地区便是郯庐断裂在辽河坳陷东部凹陷中段的应力释放区,对该区走滑断层的识别和解释,不仅对东部凹陷中段油气藏的形成、分布及富集有了新的认识,而且可为寻找同类油气藏提供依据。     

走滑拉分盆地层序构成特征——以胶莱盆地莱阳群为例

胶莱盆地莱阳群有4个层序界面和3个三级层序,其中SB1、SB2和SB4是区域性不整合面,而SB3是平行不整合面。根据水进体系域中泥质含量和水进体系域(TST)与高水位体系域(HST)的厚度比值,将层序类型划分为浅水型和深水型,将冲积型层序直接判定为浅水层序,将TST中含有深湖相沉积的层序直接判定为深水型。层序Ⅰ,莱阳地区为深水型层序,以滨浅湖相沉积为主;诸城地区缺失TST和HST,层序类型不能确定,低水位体系域(LST)以冲积扇相沉积为主。层序Ⅱ,莱阳地区为深水型层序,以湖相沉积为主,发育了厚层暗色半深湖泥岩;诸城、高密和莒县地区为浅水型层序,以冲积扇相、河流相沉积为主。层序Ⅲ,莱阳和诸城两地为深水型层序,以浅湖—半深湖相沉积为主,发育了厚层暗色泥岩;高密和莒县两地为浅水型层序,以冲积扇相—河流相沉积为主。胶莱走滑拉分盆地层序特征表现为:(1)靠近走滑断层的区域发育浅水型层序,而远离走滑断层的区域发育深水型层序;(2)低水位体系域发育叠瓦状扇体;(3)低水位体系域下部单个扇体厚度小,上部单个扇体厚度大。     

新疆巴楚地区走滑断裂对碳酸盐岩构造裂缝发育的控制

走滑断裂如何控制附近构造裂缝的发育程度是碳酸盐岩地区构造裂缝定量研究的重要内容,对碳酸盐岩裂缝油气藏的储层预测具有重要意义。通过对野外测量的测量面距断裂的距离和构造裂缝面密度的定量关系进行统计分析,发现新疆巴楚地区的2条走滑断裂(张扭性皮羌走滑断裂和压扭性西克尔走滑断裂)控制的构造裂缝的密度与距断裂的距离呈指数关系,即远离断裂,裂缝密度呈指数下降,且存在一个裂缝密度骤减的范围,这个范围内为断裂控制的裂缝带;范围以外为区域控制的裂缝带,此带裂缝密度变化缓慢,相对稳定。新疆巴楚碳酸盐岩地区压扭性走滑断裂控制的构造裂缝的带宽与走滑断距的比值是张扭性走滑断裂的10倍以上,说明碳酸盐岩地区压扭性走滑断裂控制的构造裂缝带远比张扭性断裂控制的宽,压扭性走滑断裂附近的构造裂缝相对更发育,更有利于裂缝型碳酸盐岩储层的发育。     

走滑断裂古地震探槽选址范例

探槽选址直接决定了古地震研究的质量,且理想探槽位置具有稀缺性。在收集82篇国内外走滑断裂古地震研究论文的基础上,分析了长序列古地震探槽选址和同震位移探槽选址的构造地貌共性特征。长序列古地震探槽一般布设在断塞塘、拉分盆地、小型湖盆、闸门脊汇水一侧及比较平缓的冲洪积扇或大型冲洪积扇末端等地貌位置。这些地貌位置的共同特征是位于连续的、较高沉积速率的沉积环境,且通常富集14C测年物质。在探槽选址的过程中,不仅要对现今沉积环境,也要对其古地理环境进行评价。然而以发掘古地震同震位移为目的的探槽选址则不同,成功的研究点往往较频繁发生侵蚀和下切事件,其中冲沟是最常见的地貌标志。探槽布设以垂直和平行探槽为主,采取逐次掘进或相间平行排列的方式开挖。由于理想探槽位置的稀缺性,所以在这些优质的探槽点一定要开展长期详细地深入研究,最大限度获得古地震事件的长序列,同时也要注意新技术和新方法的应用。