褶皱相关断层——以库车坳陷新生界盐上构造层为例

以盐构造解析的方法,综合地震与地质资料,表明库车坳陷新生界中的盐上断层受控于褶皱作用。盐上地层首先发生褶皱变形,随着褶皱作用的加强,然后发生断裂作用,盐上构造层的变形方式为褶皱相关断层,其变形特征不同于断层相关褶皱。从断层成因机制可见:断层相关褶皱理论不适用于库车新生代坳陷盐构造发育区。库车坳陷膏盐层的发育造成盐上构造层与盐下构造层变形有差异,盐上构造层以褶皱作用为主,盐下构造层以冲断作用为主。库车坳陷盐上构造层主要为褶皱相关断层,发育张性断块、后翼突破断层、前翼突破断层及褶皱相关断层组合等构造样式,根据盐上构造层的变形特征总结了褶皱相关断层的演化。     

准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带分析

讨论了与准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带有关的4个问题。(1)准噶尔盆地南缘褶皱-逆冲断层带具有纵向分带、横向分段和垂向构造分层的特征:纵向上由南至北可分为逆冲推覆构造带、基底卷入褶皱-冲断带和滑脱型褶皱-冲断带三个带;横向上,基底卷入褶皱-冲断带从西至东按横向调节带分为5个段,构造特征表现为反冲断层从不发育到向南反冲的位移逐渐增大、反冲断层所滑脱的层位亦逐渐加深;滑脱型褶皱-冲断带以红车断裂为界划分为西段和东段,西段构造运动弱,构造变形具双层结构;东段构造运动较强,发育大型冲向后陆的反向逆冲断层,构造变形多具有3层结构。(2)逆冲断层-褶皱类型按其形成机制分为基底卷入型冲断-褶皱、滑脱型冲断-褶皱以及基底卷入-滑脱混合型冲断-褶皱3大类,其中,基底卷入型冲断-褶皱的特征是褶皱作用发生在逆冲断裂之前,而滑脱型冲断-褶皱以冲断和褶皱同时或冲断层先于褶皱形成为特征。(3)本区存在横向和纵向传递带。横向调节带一般分布于基底卷入型褶皱-冲断带,主要为左旋走滑断层;纵向传递带分布于滑脱型褶皱-冲断带,以逆冲断层系斜列分布和位移纵向斜列传递为特征。(4)褶皱-冲断带形成的主控因素主要有:近南北向的水平挤压作用,上新世末—早更新世末和晚侏罗世末发生的构造变形以及古近系、下白垩统和下—中侏罗统发育的三套异常高压泥岩层相关的滑脱作用。     

山西省地区中生代构造特征

通过对山西省地区中生代断层性质及褶皱排列方式的总结分析,目的是探讨其运动学及动力学特征。结论:侏罗纪受NW—SE向挤压兼具左行扭动形成(N)NE向褶皱及压扭性断层,局部并形成次级近EW向或NE(E)向褶断带、NW向及近SN向张性正断层。白垩纪受左行走滑扭动应力作用形成NW向唐河断陷及向北东凸出的弧形褶皱,南部受秦岭构造带右行扭动应力影响,形成NWW向构造带及近EW向次级褶断带。     

川东高陡构造成因地质模式与含气性分析

川东高陡构造位于四川盆地东部，由一系列NE－NNE向的事挡式褶皱组成，其构造变形经历了由隔槽式褶皱到“两背一断”，最终形成隔挡式褶皱的演化过程，在“两背一断”先存构造研究基础上，按继承发展的观点，综合运用伸展构造，反转构造，断层相关褶皱等构造新理论，系统探讨了川东高陡构造形成演化的成因地质模式，结合志留系主力生烃层的生气高峰期，对地膜不同成因类型的构造圈闭含气性进行了分析。     

雪峰山西侧贵州地区中生代构造特征及其演化

贵州中生代变形主要发生在燕山期,发育三幕褶皱变形、两幕逆冲和三幕走滑。根据区域对比、卷入褶皱的地层和褶皱间的叠加关系,判断三期褶皱的形成顺序依次为近东西向、北东向和南北向,时限在J3—K2之间。逆冲推覆构造主要由向北西或西逆冲的近南北向逆冲断层组成,大体与南北向褶皱同时形成; 自雪峰构造带西缘向西,依次划分出根部带、中部带和前锋带。但是,在根部带识别出两幕逆冲推覆,其它两带各识别出一幕。走滑断层也有3个方向：东西向、北东向和近南北向。东西向走滑断层呈现出右行压扭的运动学特征,而大多数北东向走滑断层是左行张扭性质的。依据各个方向断层间的切割和限制关系,推测东西向走滑断层最早形成,其次是南北向逆冲断层,北东向走滑断层最晚活动。这些断裂和褶皱特征,总体表现出贵州多重多种复合联合的构造特征,最后,探讨了本区的构造成因模式。     

雪峰山西侧贵州地区中生代构造特征及其演化

贵州中生代变形主要发生在燕山期,发育三幕褶皱变形、两幕逆冲和三幕走滑。根据区域对比、卷入褶皱的地层和褶皱间的叠加关系,判断三期褶皱的形成顺序依次为近东西向、北东向和南北向,时限在J_3—K_2之间。逆冲推覆构造主要由向北西或西逆冲的近南北向逆冲断层组成,大体与南北向褶皱同时形成;自雪峰构造带西缘向西,依次划分出根部带、中部带和前锋带。但是,在根部带识别出两幕逆冲推覆,其它两带各识别出一幕。走滑断层也有3个方向:东西向、北东向和近南北向。东西向走滑断层呈现出右行压扭的运动学特征,而大多数北东向走滑断层是左行张扭性质的。依据各个方向断层间的切割和限制关系,推测东西向走滑断层最早形成,其次是南北向逆冲断层,北东向走滑断层最晚活动。这些断裂和褶皱特征,总体表现出贵州多重多种复合联合的构造特征,最后,探讨了本区的构造成因模式。     

徐州新山构造特征及成因分析

新山位于徐州市北郊,地处徐-宿薄皮型逆冲系统的中部锋带,NNE与NE向构造转折部。基于研究区野外实际观测,结合区域地质资料分析其构造特征及成因,认为印支末期至燕山早期太平洋板块向华北板块俯冲形成新山NE向逆冲断层、倒转褶皱与层间褶皱的组合,而层间褶皱则形成于强烈挤压背景下逆冲断裂导致地层间的右旋剪切。     

山西天池煤矿构造特征及其形成机制

基于天池煤矿地质勘探资料,结合区域构造背景研究了矿井地质构造特征及形成机制。天池煤矿构造属简单构造,地层总体呈走向北东、倾向北西的单斜构造,矿井内褶皱发育程度较低,断层以正断层为主,其次为低角度逆掩断层。陷落柱分布较为杂乱,成群出现,常见于褶皱轴部。自三叠纪末期开始一直受到区域构造活动的控制作用,印支期受SN向的挤压,形成了一些近EW向的构造;燕山期经历两期NWW--SEE向挤压使井田内地层及煤层主体呈NE走向;喜山早期的NE—SW向挤压,导致NE向断层的性质发生转变;上新世开始表现为区域上的伸展作用。     

大巴山弧形构造带中段渔渡地区侏罗纪叠加变形研究

大巴山构造带是秦岭造山带南部发育的一个以逆冲推覆构造为特征的构造带。通过在大巴山弧形构造带中段渔渡地区进行的详细构造解析发现,大巴山构造带在侏罗纪以来经历了至少两期变形叠加,变形地层三叠系嘉陵江组—侏罗系沙溪庙组。早期变形以与滑脱构造相关的轴向北西—北北西向箱状或隔挡状褶皱为主,并在深部发育顺层滑脱构造,变形时代为晚侏罗世到早白垩世。晚期变形与北侧逆冲相关,导致右行走滑变形,主要形成右行走滑断层和北西—北北西向紧闭褶皱,变形时代比第一期稍晚,为晚侏罗世之后到早白垩世。两期变形形成的褶皱延伸方向一致,与区域构造线的方向协调,而且在远离北侧镇巴断裂的地区变形强度有减弱的趋势,两期变形叠加形成共轴或斜交叠加构造。研究表明,变形与大巴山冲断—推覆构造带向南逆冲有关。     

库车坳陷克拉苏-依奇克里克构造带的构造演化

野外露头上的小尺度构造记录着整个褶皱逆冲带运动学演化进程。通过对库车褶皱逆冲带坎亚肯褶皱发育的小尺度构造的特征和相互叠加、切割关系的分析,认为克拉苏-依奇克里克构造带在新生代的构造挤压变形中经历了三个阶段,即平行层面的挤压缩短作用阶段、弯滑与弯流褶皱作用阶段和逆冲断层改造作用阶段。同时,对不同阶段出现的断层滑动数据进行反演和古应力恢复的结果表明,整个变形过程,最大主应力方向σ1(即构造缩短方向)集中分布在NNW—SSE,没有发生大的变化,说明三个阶段的构造变形是在同一稳定应力场下发生的,从而进一步证明所有的变形是同一次构造挤压下的渐进式序列变形,而不是多期构造挤压变形的结果。此次构造挤压变形主要发生在康村沉积期(12～5Ma),对于克依构造带的构造圈闭最终定型起着决定性作用。     

唐山矿区构造应力场特征及其对冲击地压的影响

河北唐山矿冲击地压的发生除了受开采技术条件、煤层顶底板岩石学特征等因素影响外,主要受赋存环境的影响,其中地应力条件是一个重要的影响因素。以唐山矿构造应力分布规律为背景,对不同水平构造应力条件下回采工作面煤层及其顶底板围岩的三维场进行了数值分析,系统研究了构造应力对煤层及其顶底板围岩的冲击地压的影响。结果表明,在煤矿开采过程中,高水平构造应力对采区煤层及其顶底板围岩的应力场和能量场的分布规律具有重要影响。高构造应力条件下,煤层及其顶底板围岩中的高水平应力为冲击地压的发生提供了力源条件,而在高地应力环境下所积聚的大量弹性应变能为冲击地压的发生提供了能量条件。      

断层作用下深部开采诱发冲击地压相似试验研究

以典型断层型冲击地压矿井为例,采用相似材料模拟试验方法,基于覆岩空间结构失稳与断层活化耦合致灾原理,分析了巨型逆冲断层下盘煤层开采采场覆岩运动过程、工作面倾向支承压力及断层面的应力变化规律,研究了巨型逆冲断层影响下巨厚坚硬顶板易冲击煤层冲击地压显现特征。试验结果表明：煤层开采诱发巨型逆冲断层冲击灾变过程分为3阶段：第1阶段,受煤层采动影响,上覆岩层发生空间运动,煤体中形成明显高应力集中区;第2阶段,覆岩多层空间结构演化诱发断层活化,断层活化导致空间结构外部岩体回转,给空间结构施加外部载荷,造成空间结构失稳加剧,煤岩体的应力激增,影响范围扩大;第3阶段,断层滑移释放能量,提供动载荷。根据应力监测数据变化规律,划分了逆冲断层的明显影响区域,研究结果为断层影响下煤层开采的防冲策略与设计提供可靠依据。     

准东煤田构造特征及控煤作用研究

构造控煤在采矿安全中扮演着重要的角色,但现有资料对准东煤田构造研究较少,为使煤炭安全高效开采,需有针对性地进行煤田开采地质条件研究。以准东煤田构造特征为研究对象,通过统计断裂构造信息,使用分形维数(分维)定量表征了构造复杂程度,探讨了准东煤田现今构造特征和构造动力成因,分析了构造特征对煤田开采地质条件的影响。结果表明：准东煤田断裂以正断层发育为主,少量大型走滑断层;通过对构造复杂程度的定量表征,煤田大部分区域构造分维为0.5～0.9,表明煤田的总体构造格局较复杂。准东地区主要经历了晚海西期、印支期、燕山期及喜马拉雅期四期构造运动,其中在侏罗系煤层形成后,燕山期南北和东北向挤压应力对煤田改造作用较大,且在该期构造运动后准东煤田构造格局基本形成。受多期构造演化作用的控制,准东煤田形成了多种典型控煤构造样式：复向斜型褶皱构造划分了卡拉美丽山前凹陷带的构造格局;叠瓦式逆冲构造主要表现为构造上盘剥蚀严重,含煤性较差,而下盘煤系保存较好,两侧逆冲断层使得煤层遭受切割,煤层在断层的分界处工程地质条件较为复杂,增大了开采难度;推覆式构造主要表现为使煤系在垂向上重复出现,在煤田勘探时增加了找煤难度,发育...     

矿井瞬变电磁法探测井下工作面顶、底板的含水构造

将地面瞬变电磁法应用于煤矿井下，探测矿井下采煤工作面顶、底板的含水构造。对矿井瞬变电磁法的基础理论进行了分析，对矿井瞬变电磁法探测工作面顶、底板的含水构造应用技术进行了系统研究。     

长江三峡工程的地质构造环境及地球动力学演变分析

根据卫星遥感影像特征和区域地质调查与地球应力分析的综合材料,运用遥感地质学和地球动力学及地质环境演变的分析方法,对长江三峡工程的背景构造(区域构造)-岩块构造(体域构造)-坝区构造(局域构造)进行了多层次的系统研究,查清了地质构造环境演变过程及其变化规律,发现了多级构造序次及多级构造应力场之间的相互转变关系,提出区域应力场与库区荷载应力场和周边采矿卸载应力场的共振效应,是对工程安全运行和长周期工程寿命的最大潜在威胁,为大型工程优化管理和工程灾害风险预防及国家建设合理决策等方面提供科学依据。     

红庆梁煤矿地应力场特征及巷道稳定性分析

针对红庆梁煤矿回采巷道变形严重问题,采用空心包体地应力测量方法对红庆梁煤矿3-1煤的地应力进行了实测,获得地应力场分布特征。应用地质动力区划法划分红庆梁井田Ⅰ—Ⅴ级断裂构造,应用“岩体应力状态分析系统”,进行应力区划分和巷道稳定性分析。研究表明:红庆梁煤矿地应力场属于以水平压应力为主导的水平构造应力场,地应力场方向对巷道稳定性影响较小;井田范围内共划分4个应力区:低应力区、正常应力区、应力梯度区、高应力区,分别占井田面积的5.9%、55.7%、27.0%、11.4%;应力大小是影响巷道稳定性的主要原因,致使处于应力梯度区和高应力区内的巷道变形严重。地应力场的分布特征分析和应力区的划分对红庆梁煤矿及类似条件矿井的采掘部署和支护设计具有重要作用。移动阅读      

潘集矿区煤层层滑构造特征及其与潘集背斜的关系

通过对潘集矿区构造特征及矿区构造应力场分析,对潘集背斜两翼的潘北井田和潘一井田中的层滑构造进行研究,将矿区分为10个主层滑区及29个层滑亚区。研究结果显示:矿区层滑构造的产生与南北向主应力场及大型断裂所构建的局部应力场密切相关;层滑构造导致矿区形成近东西向薄煤带,发育以Ⅱ和Ⅲ类型为主的构造煤;层滑构造多发育在背斜两翼,且以断滑型和揉皱型为主,而在背斜核部则以断裂型为主;在纵向上,层滑构造类型也具有明显的规律性,在相对浅的区域,层滑构造以断裂型为主,往下是断滑型,而在较深部位及断裂构造交汇处,则主要表现为揉皱型。      

基于岩体阻水能力测试的煤层底板突水评价方法

以金牛能源股份有限公司邢台矿9号煤开采为例,对底板岩体质量及阻水性能进行了评价。首先分析了开采煤层的底板岩体地质结构,获取了岩石力学参数;进行了地应力测试,掌握了该区域地应力性质;进行了矿山压力显现规律研究,获取了工作面的初次垮落步距、周期来压步距和来压强度;在综放和综采工作面进行了底板破坏深度测试,得到了不同开采条件下煤层底板破坏深度;采用三维非线性固-液耦合岩石水力学计算方法,以非线性数值模拟软件ANSYS为手段,建立了三维数值仿真模型,根据矿井水文地质、工程地质特征和开采技术条件,分4种工况,对不同开采阶段、不同深度煤层底板应力分布、破坏状态的影响进行了分析研究。数值模拟结果表明,从突水的必要条件(底板破裂带贯通)和充分条件(水平应力小于承压水压力)来考察,在本次计算采用的工作面开采条件和正常的地质条件下,突水的可能性由大到小依此为:工况Ⅳ >工况Ⅲ >工况Ⅱ >工况Ⅰ,由此为该矿首个9号煤工作面开采选择提供了依据。      

准格尔煤田不连沟矿井构造特征及其对煤矿生产的影响

准格尔煤田位于鄂尔多斯盆地伊盟隆起和晋西褶曲带的转折部位，煤田内的矿井构造样式多样，而且矿井生产揭露前后构造复杂程度发生了重大变化。以不连沟矿井地质勘查和矿井揭露的褶皱、断层、岩溶陷落柱、火成岩侵入体等地质构造为主要研究对象，通过数理统计方法对矿井内的构造发育特征进行了定量或半定量评价，分析不同地质构造的形成机制、演化背景及矿井构造复杂程度变化的主要原因，统计分析不同类型地质构造对矿井采掘生产的影响，总结矿井地质构造探查经验，提出适应于该区的构造探查思路。结果表明:不连沟煤矿构造样式多样，构造发育的分区特征明显，构造组合具有耦合性；矿井中部的弧形坡折带及波状褶皱形成开始于加里东构造运动，属于黄河断裂和呼-清断裂的伴生构造；区内走向EW （或近EW向）和NW断层组合是鄂尔多斯盆地印支期S—N向挤压应力和燕山期NW—SE向挤压应力共同作用的结果。各类地质构造制约着矿井采区部署、巷道掘进、工作面回采速度，造成大量资源损失，给矿井防治水带来巨大挑战。针对类似研究区的复杂矿区，建议采用三维地震勘探扫面，井下槽波、电法勘探靶区圈定，定向钻验证的“物探、钻探，地面、井下”相结合的综合探查方案。      

南京石膏矿特大突水灾害机理研究

发生于2006年9月11日的南京石膏矿特大突水灾害不仅改变了矿区及外围的地下水流场, 并引发了矿区地面沉降变形, 对地表附属物产生了一定的破坏作用, 造成了包括矿山关闭在内的巨大财产损失。南京石膏矿涉及典型的深部矿山地质工程问题, 影响地下开采稳定、矿山灾害和环境问题的主要因素是矿体及围岩的岩性结构及岩体结构构造, 特别是断裂构造及其影响带裂隙发育情况、富水性、导水率。围岩的岩溶强烈富水带的存在是矿坑突水的直接水源; 矿体的软岩特性、矿山开采扰动使采场周围的应力场重新分布、开采对断裂构造及裂隙带等结构体的活化作用都加剧了突水灾害的发生。