鄂东南地区印支─燕山期区域构造变形的实验研究与动力学分析

运用实验模拟和动力学分析相结合的研究方法，对鄂东南地区印支－燕山期的区域构造特征及成因机理进行了整体尺度上的初步研究，提出了部分与前人研究结果不尽一致的认识。以此为基础，重建了该区三维控矿构造格架。     

鄂东南地区印支期以来构造变形特征及油气意义

利用区域地震大剖面及MT资料,结合地面地质调查成果,对鄂东南地区的深部地质结构及典型构造样式进行了分析,认为该区发育以基底岩系顶面和志留系顶面为主滑脱面的大型逆冲推覆构造,并识别出双重逆冲构造、叠瓦状构造、台阶式结构、对冲构造及反冲断层等典型构造样式;同时对上下地质结构的变异进行了探讨,提出志留系滑脱层之下的“原地体”具有变形相对较弱、褶皱宽缓开阔的特点,在后期拉张改造中受到上盘“异地体”的保护,应是有利的油气勘探领域,双重逆冲构造内部发育的断层相关褶皱(如随阳构造)是重点勘探目标。     

燕山地区印支期构造相研究

本文简单回顾了构造相的研究概况，分析了构造相的控制因素；笔者从岩石的能干性出发，提出了地层能干性的新概念，计算了燕山地区前中生代各地层的能干性和印支期变形的温压条件，并对燕山地区印支期构造相进行了系统的划发，建立了印支期的相结构。提出了本区印支期构造相以变流相为主的观点。     

燕山地区印支期构造应力场的计算分析

在区域构造解析的基础上,作者建立起燕山地区印支期古构造应力场,并利用有限元迭代法进行了构造应力场的数学模拟,取得了较为满意的结果。      

阴山地区印支期地壳构造变形研究

阴山地区位于阴山－燕山中生代板内造山带西部。印支期地壳活动以南北向水平挤压变形为主，形成一系列东西方向展布的大型褶皱构造和逆冲推覆构造，构成阴山地区中生代造山带主体构造格架。根据沉积作用、岩浆活动和不同构造要素之间叠加改造关系，把阴山地区印支期地壳构造演化划分为三同阶段：早期以小型山间盆地沉积作用为主，其内堆积了一套陆相粗碎屑沉积建造和火山沉积建造；中期以褶皱作用为主，形成了大青山复式向斜和一些紧闭同斜褶皱构造；晚期以逆冲作用为主，并伴随有强烈的岩浆活动，形成了大型逆冲推覆构造。     

南秦岭陆内造山构造变形特征与演化:石泉—汉阴北部一带晚印支—燕山期构造变形分析

陆内造山是一个非常复杂的地质过程。南秦岭造山带安康石泉—汉阴—旬阳一带研究区处于南秦岭陆内复合造山带与扬子板块北部衔接部位,早古生代志留系变形变质岩片发育,以逆冲推覆构造和多层次韧性滑脱逆冲推覆岩片为主。印支期以来广泛发育多期新生面理,可分出3期,面理置换清晰,盖层区以S2面理置换S1最为显著。从该区多期构造变形、晚期盖层花岗岩脉侵入、基底岩浆底劈-伸展热穹隆上升、与晚期花岗岩脉相伴的热变质及次生加大黑云母变斑晶和石榴子石斑晶高温矿物对、多类型热液蚀变的发育、不同期次面理产出的石英脉流体包裹体温压特征差异、石泉一带韧性剪切变形面理中黑云母Ar-Ar测年161~169 Ma、凤凰山穹隆北缘韧性剪切变形面理中云母Ar-Ar测年178~163 Ma等分析,表明该区至少经历过印支期和燕山期两期构造变形,尤其是S2期面理大致对应燕山期,为明显的陆内造山期构造变形,固态塑性流变和脆-韧性剪切变形特点显著。野外构造-岩相填图确定S2期面理最发育,优势走向为北西向,大部分新生矿物岩石沿S2面理分布,表明燕山期与陆内造山作用密切相关。构造变形强烈部位可形成脆-韧性剪切带。晚印支期—燕山期为褶皱-S2+3面理-逆冲推覆断裂组合样式,新生代为不同程度走滑-隆升差异的断块构造组合。陆内造山演化期分为三个亚阶段:(1)晚印支—早燕山期(T3-J1+2)陆内造山垮塌阶段;(2)中晚燕山期(J3-K2)陆内造山挤压推覆阶段;(3)喜马拉雅期断块隆升改造阶段(K2-Mz)。受陆内构造汇聚和走滑作用促使该区上地壳构造热动力聚集,形成凤凰山—牛山岩浆-热穹隆,造成地壳局部重熔,形成花岗岩脉侵位。燕山期调研区南部安康断裂带和北部宁陕断裂带在J1-2分别发生的右行走滑和左行走滑剪切变形造成该区较显著地向东挤出滑脱变形,显示陆内造山晚期走滑分量较重要。     

鄂东南地区控岩构造及隐伏岩体特征的地球物理解释

利用小波多尺度分析、边界识别、连续复小波频谱分析、3D磁化强度反演等方法处理解释鄂东南地区重磁资料得出:(1)山坡-枫林超壳断裂北倾,由于印支期与燕山期的改造,浅部断裂在平面上呈"S"形,中西段向南偏移,东段向北偏移.它控制了印支期与燕山期岩体的形成与分布.断裂北盘的鄂城、铁山、金山店及灵乡岩体主要以铁矿为主,而南盘的阳新、殷祖、郭家桥等岩体则以铜多金属为主.(2)深部存在岩浆房,深度约5km.岩浆通过构造薄弱位置上侵就位,以岩株、岩枝和岩墙的形式构成中浅部和出露岩体.(3)鄂城岩体南、铁山岩体北、金山店岩体南缘东段可能存在隐伏矿体.陈家湾隐伏岩体、金牛-肖家边隐伏岩体、灵乡西段隐伏岩体与碳酸盐地层接触的位置是成矿的有利位置.     

川南綦江-赤水地区晚燕山期以来差异构造变形

受到燕山晚期先后两期不同方向的挤压应力:大娄山SN向水平推挤作用、江南雪峰造山带SE-NW向的递进变形作用和喜山期整体的剧烈隆升作用,川南綦江-赤水地区晚白垩世以来发生显著差异构造变形。根据在多边界的条件下形成的多构造体系的联合与叠加现象,分析了本区构造演化时序。通过对本区典型地震剖面的的解释得出差异构造变形方式为滑脱褶皱冲断作用造成的收缩变形,并运用平衡剖面演化分析,计算了水平方向上的伸缩率;由点到线及面,运用声波时差法、磷灰石裂变径迹法、地震剖面趋势法和地质对比法恢复了各地区晚白垩世以来的剥蚀量,以此分析了研究区垂直方向上的隆升幅度。最后综合上述2个方向的构造形变量分级评价了各个构造单元的差异构造变形强度。     

构造高差分析原理及其在地学研究中的应用

构造高差分析是构造解析及平衡剖面制作与恢复的基础.长期以来,构造高差并没有一个严格的定义,也缺乏原理性描述;构造高差分析也主要局限在构造地貌和地形高差的分析.本文在分析前人有关构造解析、地貌高差和构造高差研究的基础上,提出构造高程概念,将构造高差定义为构造高程之差,拓展了构造高差的内涵;并将构造高程定义为地质点所在构造...     

煤岩构造变形与动力变质作用

煤岩是一种对温度、压力等地质环境因素十分敏感的有机岩,地质演化过程中的各种构造-热事件必然导致煤岩发生一系列物理与化学结构的变化,并形成不同类型的构造煤。在构造应力作用下,煤岩不仅发生脆性和韧性变形,而且还产生不同程度的动力变质作用。因而,关于煤岩构造变形与动力变质作用的研究不仅具有重要的科学意义,而且在煤层气资源评价以及煤与瓦斯突出危险性预测方面也具有重要的实际意义。文中在已有研究成果基础上,通过对构造煤系列Ro,max、XRD和NMR(CP/MAS+TOSS)等测试和实验方法的对比研究,深入分析了煤岩不同构造变形和动力变质特征,进一步探讨了构造应力下煤岩动力变质作用的机理。研究成果表明,在构造应力作用下,煤岩脆性变形主要是通过破裂面上快速机械摩擦转化为热能而引起煤岩化学结构与其成分的改变;而韧性变形煤主要是通过局部区域应变能的积累而引起煤岩化学结构的破坏,从而发生不同机制的动力变质作用。     

湖北省构造演化与成矿规律探讨

至2018年底,湖北省已探明资源储量矿产有91个矿种及1418个矿产地。本文采用最新同位素年代学数据,讨论了吕梁旋回、晋宁旋回、加里东旋回、印支旋回、燕山旋回和喜马拉雅旋回等6个构造旋回的构造-地层-岩浆时空演化过程,探讨了各构造旋回演化过程中发生的岩浆成矿作用、沉积成矿作用、变质成矿作用、表生成矿作用、流体成矿作用,划定了6个成矿系列组和32个矿床成矿(亚)系列,总结了成矿规律。湖北省有3个爆发性成矿时期:早震旦世在神农架—宜昌—钟祥地区生物化学沉积形成了磷矿矿集区,晚侏罗世到早白垩世在鄂东南地区发生了与岩浆成矿作用有关的大规模铁铜多金属成矿作用,白垩纪—古近纪在江汉盆地沉积形成了石膏-盐-石油等矿床。     

冻结粉质黏土三轴抗压强度和变形特性试验研究

通过对-6℃冻结粉质黏土在1～9 MPa的围压范围内进行一系列的三轴压缩试验,分析了冻土的变形和强度特性.结果表明：不同围压下,冻结粉质黏土的应力-应变曲线形态基本相似,而软化程度及初始阶段的硬化速率则有所不同.根据摩尔-库仑准则,得到广义黏聚力和广义内摩擦角随围压的变化规律,同时基于包络线理论建立非线性强度准则,以描述冻结粉质黏土强度随围压先增大后减小的变化规律.     

沉管隧道含垄沟卵石垫层变形特性试验研究

采用含垄沟卵石垫层作为大型沉管隧道的基础是一种创新,为研究水下该垫层在工程荷载下的变形特性,开展了7种不同工况模型静载试验,得到各工况下卵石垫层沉降量、压缩模量等参数以及荷载值与沉降量之间的关系,分析了垫层厚度、垄沟尺寸、预压荷载、级配大小等指标对卵石垫层力学特性的影响。试验结果表明,不同于碎石垫层卵石垫层承受的竖向荷载与其沉降量开始成非线性变化;随着荷载值的增加,垫层沉降速率逐渐减小,垫层被压密一定程度后荷载与沉降趋于线性关系;卵石的最大粒径越大,垫层的压缩模量越大,沉降量越小;预压导致卵石垫层再压缩时沉降明显减小,且压缩模量增大;垄沟的间距越大,卵石垫层的压缩模量越小,沉降量越大。垫层厚度越大,卵石垫层的压缩模量与沉降越大。研究成果可为沉管隧道垫层的设计提供参考。     

老挝及邻区构造单元划分与构造演化

藏东南三江—印支地区是世界构造地质研究的热点地区之一,而老挝位于中南半岛中北部,相比于周边邻区地质研究程度较低。文章结合近年来参加项目研究成果,综合前人研究资料,通过区域对比分析,总结归纳区内各构造单元的延伸趋势及其相互关系,对老挝及邻区进行构造单元划分,并初步概括了老挝及邻区的大地构造演化史。基于区域构造-岩石组合的分布发育及时空属性特征,文章将该区划分为7个三级构造单元:景洪—素可泰火山弧、难河—程逸缝合带、思茅—彭世洛地块、奠边府—黎府缝合带、万象—昆嵩地块、色潘—三岐缝合带、长山地块。研究区在不同地质历史阶段具有多重大地构造属性,总体上经历了3个重要大地构造演化阶段:前特提斯演化、特提斯演化和中新生代陆内演化阶段。前特提斯演化时期,主体表现为昆嵩、长山古地块的形成,一直到早古生代都具有亲扬子—华南地块的大地构造属性。自中晚古生代至早中生代为古特提斯演化时期,表现为以奠边府—黎府洋、色潘—三岐洋、难河—程逸弧后洋及邻区马江洋为主导的洋陆构造演化格局。晚中生代—新生代则为板内伸展、走滑、地壳物质均衡调整及伴生的盆地形成、碱性岩浆活动等作用期,也是区内现今地质构造格局的定形期。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。     

煤的变形产气机理探讨

对煤在不同变形机制作用下的化学结构变化与产气等方面的研究成果进行了调研分析,对比总结了国内外有关煤的高温高压实验,提出了一些新的认识和研究方向。①研究表明,不同的变形作用,如脆性变形和韧性变形对煤分子的结构演化趋势和影响机理明显不同;②在煤的高温高压实验方面,许多实验过程都发现了气体的产生,但因实验设计温度过高,超过实验煤的热解甚至裂解温度,因此造成对产气机理的多解性,即气体是煤热解甚至高温裂解产生的,还是由于煤发生变形作用产生的,或者两者均有贡献。利用次高温高压实验探讨变形作用能否促使气体的产生是可行的。综合前人的研究成果认为,煤在构造应力作用下发生变形时能够产生气体,这可能是超量煤层气的来源之一。同时,产出的超量煤层气的赋存状态可能并非仅仅是传统观念的物理吸附,而可能是以低键能的化学键形式存在于煤体结构中。