裂陷盆地韧性伸展量计算模型及其在渤海湾盆地的应用

裂陷盆地在拉张过程中存在的韧性变形一直没有得到理论界的关注。两种常用的伸展量计算方法("地壳厚度变化计算法"和"断层平衡复原法")的巨大差异是由于盆地的韧性伸展分量导致的。本文建立了一套基于以上两种方法耦合应用的盆地韧性伸展量和断层滑移伸展量计算模型,并应用于渤海湾盆地。经计算,渤海湾盆地的韧性伸展量大约占总伸展量的40%左右,这是用"断层平衡复原法"计算的伸展量总是小于"地壳厚度变化计算法"计算的伸展量的真正原因。渤海湾歧口凹陷的伸展计算结果显示韧性变形速率与断层滑移速率呈正比关系,盆地在裂陷期不仅断层滑移剧烈,韧性变形速率也很大。     

裂陷盆地与强拆离盆地：陆内伸展盆地的两个端元

大陆伸展构造体系具有两种端元特征，即裂谷环境和强烈的伸展地体。这些不同的构造样式形成并被记录在不同的伸展盆地中，陆内的裂陷作用通常出现在具有正常地壳厚度和热均衡的地区。裂陷沉降普遍伴随阗碱性－拉斑玄武岩岩浆活动具有大倾角的边界断层，小于１ｍｍ／ａ的滑移速率，以及小幅度伸展特征。     

拉张盆地伸展量的分形分析——以渤海盆地为例

研究表明脆性断层的位移分布具有自相似结构，并且服从幂指数定律，即具有分形特征。该特征提供了一种计算拉张盆地伸展量的方法（即分数维法）。以此来阐明小断层的滑移对冲伸展量的贡献，从而弥补了由平衡复原法计算伸展量时产生的差值。以渤海盆地为例，本文详细介绍这种方法的原理及操作，取得了较好的拟合效果。     

中国东部中新生代裂陷盆地与伸展山岭耦合机制

中国东部中、新生代伸展构造系包括由松辽盆地、华北盆地和江汉盆地等构成的裂陷盆地 ,以及由大兴安岭、太行山及雪峰山等构成的伸展山岭。从大陆裂解和伸展构造动力学来看 ,主要存在底侵作用、对流作用和拆层作用 3种机制。因此裂陷盆地与伸展山岭耦合关系主要是深部壳幔作用在浅层的响应。     

转换-伸展盆地——莺歌海的演化

在系统研究莺歌海盆地沉降史、变形史、充填史和埋藏史和基础上，确定了莺歌海盆地的演化阶段和分地类型，并建立了转换－－伸展盆地的演化模式，莺歌海盆地演可分为４个主要发展阶段；（１）初始断陷；（２）裂陷；（３）拗陷（４）再次裂陷，盆地的沉降机理是：初始断陷为岩石圈刚性体的简单伸展；裂陷为与先期切断裂带重新活动腾的走滑－－伸展；拗陷走滑－伸展相对较弱，叠加热沉降；再次裂陷以走滑－伸展为离，叠加重力沉降和压     

陆内裂陷盆地构造动力学分析

陆内裂陷盆地区形成和演化过程中的构造力包括4方面：（1）地幔对流由岩石圈板块底面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F1;（2）板块相对运动通过岩石圈板块侧面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F2;（3）岩石圈受热膨胀和冷却收缩在地壳内部产生的构造力F3;（4）地壳质量在地壳内部产生的围压F4。地壳中的应力是这4方面的构造力的函数S(Fi),其中,F1和 F2的大小和方向对三轴应力状态的主应力大小和方向起决定作用。地壳发育正断层的条件是应力状态方程S（Fi）中σ2 σ3主应力平面大致处于水平面状态、σ1近直立。当F1和F2的方向一致且F1＞F2或F1和F2的作用方向相互垂直的情况下,F1和F2合成的应力场中的最小主应力方向与X轴方向一致,地壳发生正向裂陷作用。在F1和F2的方向既不平行也不垂直的情况下, F1和F2叠加产生最小主应力（σ3）的方向与X轴方向不一致,地壳发生斜向裂陷作用。当地幔对流从岩石圈底部对岩石圈产生的引张作用力减小、板块之间相对运动从岩石圈侧面边界对岩石圈产生的挤压作用力增强的情形下,地壳应力状态S（Fi）在X轴和Y轴构成的水平面上的最大主应力可能超过Z轴方向的主应力,使σZ相当于三轴应力状态的σ2,裂陷盆地发生走滑构造变形。如果地壳应力状态S（Fi）在X轴和Y轴构成的水平面上的最小主应力也超过Z轴方向的主应力,则σZ相当于三轴应力状态的σ3,裂陷盆地发生收缩构造变形,可能发育逆冲断层或使早期的正断层发生反转位移。随着裂陷作用的渐进发展,不同时期F1和F2的大小和方向的变化导致地壳应力场的主应力轴方向也相应发生变化,使裂陷盆地在不同演化阶段表现出不同的构造变形特征。     

曲折边界斜向裂陷伸展的砂箱实验模拟

根据黄骅盆地边界几何特征简化所设计的３个砂箱实验模型表明,同一裂陷伸过程可以形成不同走向的正断层,基底菜边界方向的变化可以引起裂陷内部断层走向的变化,陷盆地断瞳向受基底展边界方向和裂陷伸展方向的共同影响,裂陷边界及其附近断层走向主要受基底伸展边界方向的影响,裂陷内部、离伸展边界较远部位的断层走向主要受展方向影响,凸菜曲折边界可以引起断层转向,而凹工折边界的复合方向构成对断层走向的控制,黄骅新生代盆     

渤海湾盆地黄骅坳陷新生代伸展量的时空分布特征*

以渤海湾盆地黄骅坳陷22条区域地震剖面的构造解释为基础,利用平衡剖面技术计算了不同位置剖面的伸展量、伸展率和伸展系数,并分析了伸展量的时空分布规律。研究表明,黄骅坳陷新生代具有幕式伸展的特点,而且伸展量的时空分布极不均匀。空间上,伸展量主要是由盆地主边界断层伸展位移造成的,主边界断层位移较大处的伸展量也相应较大;时间上,水平伸展运动可以分为始新世、渐新世和新近纪3个时期,其中,始新世伸展主要发生在盆地南部,渐新世发生在中北部,新近纪伸展量较小,主要发生在中部。伸展量时空分布是受盆地构造变形、构造演化控制的。始新世,NNE向沧东断层的伸展位移是控制盆地伸展变形的主要因素,且沧东断层在盆地南区的伸展位移量较大。渐新世,NNE向沧东断层在盆地中北区的伸展位移量相对较大,同时盆地内部NNE向基底断层的右旋走滑诱导的NE向基底正断层对盆地伸展变形做出贡献。新近纪,盆地在后裂陷的热沉降过程中NNE向基底断层仍然有右旋走滑位移,致使盆地中部发育NE向盖层正断层。     

大陆裂陷作用及盆地发育系统

作为一种重要的大陆动力学过程，大陆裂陷作用的研究进展迅速，已形成了较为完善的系统理论。大陆裂陷作用模式包括：（1）宽裂陷作用；（2）窄裂陷作用；（3）变质核杂岩。在运动学体制上又可概括为纯剪切变形、简单剪切变形和双层混合式剪切变形。陆内裂陷盆地系统的发育与大陆岩石圈的拉伸率有密切关系。高度拉伸区发育上拆离盆地，而低拉伸率区形成一般裂陷盆地。这两种类型的盆地构成了大陆裂陷盆地系统的两种端元。     

“不协调伸展”作用下裂陷盆地断层的形成演化模式

应用“不协调伸展”的目标砂箱模拟实验成果和新的脆性断裂力学模型——“不协调性准则”,分析了裂陷盆地断层形成和演化的控制影响因素,建立了裂陷盆地断裂系统形成和演化的新模式——“不协调伸展”模式。该模式显示：“不协调伸展”的递进变形过程是导致裂陷盆地断裂系统的复杂性的根本原因,实质是不同方向、性质和规模的基底先存构造(主要是先存断裂)的活动性方面存在差异,导致所控制形成的断层在走向、形成的先后次序、规模等方面存在差异,从而形成复杂的断层组合;“不协调伸展”模式是裂陷盆地断裂系统形成和演化的基本型式,复杂的断裂系统可以在方向不变的区域伸展构造作用下在递进变形过程中逐渐形成;裂陷盆地断裂系统虽然比较复杂,但断层的形成和演化是有序的,分布是有规律的,可以通过“不协调性准则”加以分析和预测。     

成矿预测中的分形模型分维数估计的新方法

介绍了分形理论和方法近年来在成矿规律与成矿预测中的应用情况。通过研究分形模型及其曲率，提出了一种求分维数的新方法．该方法求出的分维数比用传统方法求出的分维数更精确（即估计误差更小），并且具有许多优点。最后通过例子说明分形理论在实际问题中应用的方法及步骤，并解释了分维数的实际意义     

活动断裂的分形结构特征

依据分形理论分析了活动断裂带几断裂系，水系及断层泥粒度分布的分形结构特征，指出断裂系及水系分维值的大小体现了活动断裂的结构复杂程度和构造活动性特征，探讨论了断层泥分维值同断层运动特征与基物理力学性质的关系，分维是定量研究活动断裂的一种度量指标。     

黄骅坳陷中区断裂系统分形研究

利用分形几何方法分析了黄骅坳陷中区断裂分布的分形特征,以探讨该区断裂系统的发育规律及其与油气的关系。利用数盒子方法进行分析表明,黄骅坳陷中区断裂系统在标度区间1.75～7km具有很好的统计自相似性。根据断裂分维值等值线可知,海岸线两侧断裂分维值分布规律有着明显不同,显示了两侧断裂系统在形成机制上的差异性。研究区分维值自西向东逐渐增大,在歧口凹陷南北两侧有着最高的分维值。结合黄骅坳陷中区断裂系统的形成机制及油田的分布,初步探讨了断裂分形特征与黄骅坳陷中区断裂系统的形成机制及断裂分形特征与油田分布之间的关系。研究结果表明,断裂系统分维值的变化特征与断裂的发育规律有着很好的相关性,断裂发育程度高的地区其分维值也更高,也将更有利于油气的运聚。     

四川盆地油气田空间分布的分形特征

本文运用分形理论对四川盆地油气田的空间分布特征了进研究。结果表明，油气田的空间分布可以统计地认为具有自相似性，分形几何学可以描述油气田的分布规律，应用盒维数方法计算了油气田空间分布的分维值，对不同区块的分维特征进行了比较，探讨了分维值的物理意义。实际资料计算结果显示，盒子数目与尺度有很好的相关性，其相关值均达０．９９以上。     

大陆伸展,剥离断层和被动大陆边缘的演化

在岩石圈伸展过程中,剥离断层起着重要的作用。剥离断层作用的一个显著特点是所形成的伸展构造和伸展区隆升拗陷历史具有不对称性。伸展区剥离断层模式同样适用于被动大陆边缘的形成和演化。大陆开裂、洋盆形成后,洋盆两侧对应发育两种被动大陆边缘,即上盘边缘和下盘边缘。这两种大陆边缘具有互补的不对称性,本文详细介绍了其构造特征。     

断层体系分维与油田分布

本文将分形几何学的原理和方法，应用于东营凹陷Ｔ２，Ｔ６和ＴＲ３个不同构造层的断层体系的二维平面分布特征研究，发现在研究的标度范围内（ｌ＝０．５－４ｋｍ）不仅具有统计自相似性，并且同一构造层不同子区域不同的分维值Ｄ．分维值分布特征为南区分维值略低于北区分维值，东区分维值略高于西区分维值，将本区断层体系的这种分维值布特征与油田分布特征对比，可发现分维值越高，油田规模越大。     

松辽盆地十层断陷沉积特征与油气前景

十屋断陷沉积特征表现为近物源、粗碎屑快速沉积、冲积扇、扇三角洲、湖底扇与深水湖组合构成了特有的“扇－湖”沉积面貌，正常三角洲缺乏。断陷沉积发展经历了早期充填、中期扩张、晚期萎缩3个阶段：早期充填阶段发育有冲积扇、辫状河及成煤沼泽；中期扩张阶段沉积特征为深水湖泊与湖底扇、扇三角洲组合；晚期萎缩阶段为浅湖与三角洲、湖岸洪泛平原组合。良好的沉积盆地类型决定了丰富的生油气物质基础，众多的沉积体系构成了多样化的复合圈闭，因此十屋断陷具有良好的找油气前景。     

任楼矿井72煤层断层构造分形特征研究

利用分形理论,对安徽皖北任搂煤矿72煤层断层分形特征进行了研究,计算了不同构造分区的维数。研究发现构造复杂性不同及断裂性质的不同其分形维数也有所不同,构造简单,断层分维数小,而构造复杂区,断层分为数相对较大;剪切断裂带具有较低的分维值,张扭性断裂带分维值较高。     

东莞断陷盆地第三系地层的工程岩土特征

东莞断陷盆地位于广州东部,基岩为第三系红色碎屑岩,属冲洪积相沉积。其特殊的岩性组合造成盆地的基岩岩性变化无常,风化不均,软弱夹层异常发育,形成了极其复杂的工程岩土条件,给工程基础设计和施工带来了不利影响。本文根据近几年在该地区进行的工程岩土勘察实践,对其第三系地层的工程岩土特征进行研究和总结,以期为该区今后的工程建设提供参考。     

塔西南坳陷侏罗系断陷盆地沉积特征

塔西南坳陷自中生代早期以来进入陆相沉积发育阶段,由于天山隆升及昆仑山的俯冲,塔西南地区侏罗地区侏罗系表现出西岸陡、东岸缓的断陷盆地特征。研究表明,侏罗纪断陷湖盆共发育Ｇｍｓ,Ｇｍ,Ｇｔ,Ｇｐｂ,Ｇｐ,等１９种岩石相类型和冲积扇相、扇三角洲相、辫状三角洲相、正常三角洲相及湖泊相等５种沉积相类型。西岸陡坡带以冲积扇和扇三角洲沉积为主,东岸缓坡带以河流三角洲、辫状三角洲占优势,盆地中心为湖相沉积。不同的