鄂西地区燕山期古构造应力场初步定量研究

鄂西地区主要的构造变形为一系列NNE向褶皱,该区域主要构造形迹已经得到比较系统的研究,但对于发生褶皱时期的古构造应力场则至今尚无较深入的研究,前人仅根据褶皱构造形态特征和断层滑动方向进行过一些古构造应力场的定向研究,导致对齐岳山、利川等燕山期构造演化有了一些不同的观点。本文对燕山期古构造应力场的应力作用方向和作用力大小进行了比较系统的研究。根据研究区地层接触关系,侏罗系与三叠系为同一构造层,而白垩系与该构造层的角度不整合接触关系指示发生构造事件的时间为侏罗纪之后、早白垩世之前;根据野外测量的共轭剪切节理的产状、褶皱两翼地层产状等数据,结合区域整体构造形变特征来判断压缩区,确定了当时最大主压应力轴方向,总体上均为NW SE向;依据野外采集侏罗系、三叠系的石英砂岩标本进行实验测试,在透射电子显微镜下对采集标本进行晶内位错构造的观测统计,使用晶体内自由位错密度与差应力值的经验关系公式,计算出古差应力值的大小,为定量研究该区古构造应力场打下了扎实的基础。     

冀东宽城-青龙-金厂峪金矿集中区早燕山期构造应力场及其对金矿化的控制作用

冀东宽城-青龙-金厂峪金矿集中区早燕山期地壳运动与构造-岩浆活动强烈,形成了区内NE向、EW向与NW向压扭性-扭性主干断裂构造-岩浆带与20多个金矿床。早燕山期构造应力场对这些断裂的形成演化与金矿的成矿作用有重要的控制意义。在野外调研与古构造应力测量的基础上,确定受力方式、位移方向与若干地点的差应力值,进而应用有限元计算模拟方法,剖析早燕山期区域平面构造应力场及其与金矿化的关系。结果表明,该金矿集中区早燕山期区域最大主压应力方向以NW-SE向为主,最小主压应力方向以NE-SW向为主;区域构造应力值变化于2.5-220MPa;构造应力方向、构造应力大小与应力梯度带对金矿化均有明显的控制作用。      

沉积盆地构造应力场研究综述

阐述了构造应力场在盆地演化分析、油气的生成和运聚、裂缝形成等方面的应用现状及发展趋向,指出在盆地演化分析中构造应力场的研究应以盆地形成演化过程中的原始沉积特征为依据,构造应力与流体（油、气、水）之间的相互作用表现为应力场、温度场、渗流场的相互耦合,定量研究它们的耦合关系及时空变化规律是认识构造应力和流体作用的主要途径。比较客观地探讨了构造应力场模拟、构造应力大小和方向、起源等问题。     

广西灵山断裂带构造应力场地质分析及活动性预测

构造应力是地壳中较为活跃的作用力之一,弄清构造应力作用方式和转变形式,对断裂活动性研究有重要的指导意义。以轴面近直立褶皱、共轭节理、断裂面擦痕等各种构造形迹为研究对象,采用构造解析分析方法,研究灵山地区构造应力场演化特征,确定灵山地区构造应力作用方式以及期次,认为整个研究区的构造格局在近SN向挤压应力的作用下而定型,该方向的挤压应力作用一直持续到现今。同时在构造应力场地质分析的指导下,运用有限元数值模拟手段,定量刻画了灵山地区现今构造应力场分布状态,确定最大主应力高值集中区与最大主应变量低值集中区的叠合部位:断裂弯曲、交汇与断裂尖灭相结合部位,具有能量集中程度较高特点,后期活动的可能性相对较大,并以此为依据圈定了灵山地区发生活动的高危区域和发生活动的次高危区域。     

关于古构造应力大小的估算

关于应力分析,从来都认为应该包括应力方向,应力大小以及其它有关因素的讨论。然而在构造应力场的地质研究中,七十年代以前却一直停留在应力方向的探讨上,无法深入地探讨古构造应力大小。七十年代末期以来,国外利用显微构造估算古构造应力值,取得了新进展,有了很大的突破。这个方法的基本原理是根据超显微构造中晶体的位错密室(Disloc-     

塔里木盆地大北气田构造应力场解析与数值模拟

构造应力场研究对于塔里木盆地大北气田的开发具有重要理论与现实意义。通过区域断裂与背斜长轴走向、钻井诱导缝走向与井壁坍塌方位分别确定了古、今构造应力场的方向,采用测井资料计算了古、今构造应力场的大小。在此基础上,利用ANSYS有限元分析软件建立了大北气田主体气藏区大北102区块和大北201区块的地质模型,并通过测井资料计算及动静态转换确定岩石力学参数,利用构造应力场解析结果确定边界条件,进行了大北气田古今构造应力场的数值模拟,分析了构造应力场的分布规律以及构造应力场与构造裂缝和产能的关系。结果表明:大北气田古、今水平最大主应力方向分别约NNW336°和NWW305°,应力大小分别具有σHσhσv和σHσvσh的特征,分别属于Ⅱ类和Ⅲ类地应力;主应力和主差应力在平面上表现为背斜高部位为低值、翼部为高值,纵向上随深度增加而增大;构造裂缝的走向受控于水平最大古构造应力方向,与现今水平最大主应力方向近似平行或呈小角度相交,构造裂缝可沿走向继续延伸,开度也不会因构造挤压作用大幅降低,有效性可得到很好的保存,气藏区构造裂缝发育程度与主差应力的大小呈正相关关系;背斜高点是构造应力的低值区,油气在应力势差和浮力的共同驱动下聚集成藏,其中主差应力较大的井点构造裂缝较发育,无阻流量较高,因此在背斜高点主差应力较大的区域部署井位,有较大概率获得天然气的高产。     

一种求解倾斜滑动断层差应力的方法

构造地质学与其他科学一样以定量化作为其目标之一,构造的应力分析和应变分析是构造地质学定量化发展的手段。在应力分析中,已有一些方法手段确定应力的主方向,但应力大小的计算仍没有得到很好的解决。本文通过固体力学和断裂力学的分析,推导出一套求解正断层和逆断层发生的差应力大小的求解公式。正、逆断层发生时的差应力大小随埋深的增大而增大;在地表条件下,正、逆断层发生时的差应力与岩石初始抗剪强度和岩石的内摩擦角有关。本文中的公式与已有的共轭剪节理求解古差应力大小的公式结合,可做出某个地区的差应力值图,恢复古应力场。      

鄂尔多斯盆地东部晚侏罗世-早白垩世应力场

鄂尔多斯盆地是近年研究的热点区域.以鄂尔多斯盆地东部上古生界在燕山运动主幕期间 (晚侏罗世-早白垩世) 的应力场量化研究为目标,以期为应力场数值模拟及储层裂缝预测提供边界条件.通过盆地边界同构造期构造形迹应力反演和地层剥蚀量恢复结果探讨了晚侏罗世-早白垩世三轴应力状态及水平最大主应力方向;基于泥岩压实曲线及Newberry力学模型计算了附加构造应力及垂直地应力,进而获得了研究区上古生界在晚侏罗世-早白垩世的三轴主应力大小及差应力值.研究结果显示,研究区在燕山运动主幕期间最大主应力近水平,方向为SEE98°,中间主应力近竖直,最小主应力为NWW方向;上古生界储层 (平均恢复埋深为4 600 m) 在燕山运动主幕的三轴主应力大小分别为93.2~101.3 MPa、65.8~67.2 MPa、53.1~53.6 MPa,差应力为40.1~48.0 MPa.研究结果为区域构造应力场数值模拟、储层裂缝预测及裂缝型油气藏有利区优选等油气勘探工作提供了必要的基础.      

利用断层滑动资料反演构造应力场的方法

本文综合介绍了近十多年来国际上利用断层滑动资料定量反演构造应力场的基本原理和基本方法,并以一种技术为用系统地阐明了定量反演构造应力方向和大小的全过程.这种方法对脆性变形地区的构造定量分析具有重要意义.     

延川南区块古构造应力场特征及其反演方法

古构造应力控制煤层构造发育程度及其分布,影响煤层储层渗透性。通过现场对煤层及其上覆岩层中节理裂隙的实测,并应用赤平投影方法将实测节理裂隙进行分期和配套分析,研究了延川南区块构造演化规律、古构造应力场特征和古构造应力的反演方法。根据摩尔库伦破裂准则,通过共轭剪断裂破裂角的大小变化来估算古构造应力场主应力值。利用ANSYS有限元软件,模拟了本区两期古构造应力场分布,揭示出其古构造应力场的分布规律为:燕山期构造应力场最大主应力值由东南区域的70~80 MPa逐渐降至西北区域的20~30 MPa;喜马拉雅期构造应力场最大主应力值由东北区域的60~70 MPa逐渐降至西南区域的20 MPa。      

构造应力场研究与实践

由李四光教授开创的构造应力场研究自20世纪20年代至今已经历70多年。回顾其研究过程,展望未来发展,可以分为两个研究时期:①开创研究时期(1926-1966).主要运用构造形迹力学性质及组合规律分析推断构造应力状态,重点研究构造体系及其典型构造型式的构造应力场。②实测研究时期(1966-).最初通过实测地应力、地形变、断层位移以及现今构造活动的各种相关资料,配合模拟实验研究现今构造应力场;尔后对地质时期古构造应力场进行研究,主要采用应力、应变矿物进行应力状态定量或半定量分析,并配合模拟实验进行研究。实测研究时期可分为3个研究阶段:实测平面构造应力场研究阶段。主要以进行平面构造应力场研究为主;实测三维构造应力场研究阶段。以三维构造应力场研究为主并对构造应力场学科进行研究总结;深部构造应力场研究阶段。未来将会开展对地壳整体及地壳深部进行全面的构造应力场研究。构造应力场研究对认识地壳运动问题具有深远意义,在地质找矿、地质环境与灾害、工程建设中均可发挥积极的作用。      

福建厦门地区中、新生代构造应力场研究

本文通过野外构造形变资料的研究,确定了厦门地区中生代的两期（侏罗纪、白垩纪）构造应力场及其主应力方向;利用最新一期共轭剪节理和震源机制解资料,确定了第四纪以来的构造应力场及其主应力方向。最大主压应力轴的优选方位分别为:侏罗纪SE138°,∠8°,白垩纪SW205,∠12°,第四纪以来NW312°,∠21°。 采用石英错密度法,估算了中生代古构造应力值,侏罗纪为88.5MPa,白垩纪为81.5MPa。利用岩石力学声发射技术,测定了现代构造应力大小,在标高为3——-151m（埋深为18——151m）的范围内,最大主压应力值为2.55——16.2MPa,最小主压应力值为1.1——10.1MPa。     

低级序复杂断块构造应力场定量模型与油气分布

在对现河低级序帚状断块构造体系研究的基础上,建立了沙一、东营及现今3期构造应力场定量模型,研究了构造应力场特征及其与油气分布的关系。研究表明,不同地质时期应力强度不同,应力的方向和大小都有变化,认为应力值由老到新呈增大趋势。最大水平主应力在平面上自帚状构造的撒开端向收敛端逐渐变低,在剖面上随深度增加而增加,断裂带是应力低值区,也是油气富集区。提出应力转换带为应力低值区,也是低幅断鼻构造的有利分布区,还是开发中后期复杂断块油藏剩余油富集区。      

南堡凹陷北部东营末期构造应力场与油气运移关系的探讨

依据翔实的勘探开发资料 ,利用构造应力场数值模拟方法 ,计算了南堡凹陷新生代东营末期构造应力场的分布特征 ;进而计算出流体势的分布特征 ;探讨了应力作用对油气运移的影响 ,分析了地应力与孔隙压力和流体势的关系 ;指出了油气运移的优选方向。     

共轭雁行节理系的应力分析

岩块、地块在两组或两组以上外力同时作用下所产生的应力和应变,可以依据弹性理论的叠加原理,处理为各组外力分别单独作用所产生的应力和应变的总和。作者曾应用这个原理分析过一些构造型式及其构造应力场,但比较概略。本文根据叠加原理,推导出两个纯剪应力状态同时作用于物体内同一点时的应力叠加公式,对共轭剪切带交叉部位的构造应力场进行定量或半定量的解析,用以解释某些共轭雁行节理系的构造图象及其变形分区现象。     

构造应力场边界载荷反演的有限元逆逼近法

构造应力场问题的边界条件、加载方式是地应力场分析的难题,由于构造运动未知和地质构造复杂,无法直接求解。边界力反演是进行构造应力场研究的重要手段。从弹性力学基本方程出发,针对油气储层地应力场反问题,结合对区域构造应力场认识,利用阻尼最小二乘法建立了应力场反演的约束模型,提出了一种用于反演构造应力场边界力的反分析方法,该方法根据部分实测点的应力值进行边界力反演,并与有限元方法和有限差分法相结合,以边界力为参量逼近目标函数。根据研究区少量地应力实测资料采用该方法进行最优化计算,使得计算应力场与实测应力达到最优拟合,以弥补目前的回归反演方法和边界载荷调整法的不足来提高计算精度。算例表明了该方法的有效性,可用于解决构造应力场边界力的反演问题。     

旋扭构造应力场初析

岩体受外力作用时,它内部的应力呈现某种分布规律性为了突出的指明它具有这种规律性,我们就把这种物质连同它内部的应力分布称为应力场。地应力分布是有一定规律的。它的方向、大小和性质,取决于外力的大小作用方式边界条件,以及外力作用下的岩石力学性质。在地质力学中,构造体系和构造型式展布的状况也反映了地应力的规     

武夷山西南缘构造应力场演化及其与成矿的关系

武夷山西南缘及邻区地处华南特提斯与环太平洋构造域交接地带,自元古宙以来历经了多期次的构造演化,形成了相应的构造应力场。通过对主要古构造运动应力值大小的测定和3个主要构造演化阶段构造应力场数值模拟,得出古应力值自早到晚总体上有增大的趋势,到中生代古应力值强度大且持续时间较长。重要的成矿阶段主要对应区域拉张构造应力场。不同阶段构造应力场模拟结果表明,自前泥盆纪至燕山期,该区主构造线方向从EW—NEE向NE—NNE向转变,与主构造应力场的变化相对应。同时不同时代构造应力的分布为多金属矿产的形成创造了良好的成矿地质条件。     

渤中坳陷中部地区构造应力场光弹模拟实验研究

在对渤中地区沉积构造详细分析的基础上,明确了其中部地区断裂的分布特征,采用以E44-6101型环氧树脂为基体,顺丁烯二酸酐为固化剂,邻苯二甲酸二丁脂为增塑所配制的材料制成渤中中部地质结构模型,对渤中坳陷中部地区构造应力场进行了光弹实验模拟,再现了近北北东向和近东西向断裂在晚近构造格局下的应力状态及分布。试验证明,在构造应力场的作用下,油气往往由高应力值区向低应力值区迁移,而且渤中地区自新近系以来,最大主压应力方向比较稳定。基于试验结果的分析,对北北东向和近东西向两组断裂在晚近应力场的作用下的构造特征及其对油气的控制作用进行讨论。由于渤中坳陷是中国的油气主要产地,通过研究盆地构造应力场的分布,可为盆地的油气勘探和开发提供依据。     

构造应力场研究的新进展

本文阐明构造应力（主应力与剪应力）方向的研究方法以及最新研究成果，指出全球各地区在某一时期的应力方向可以是各不相同的，同一地区在不同地质时期内的构造应力方向也是截然不同的，并且应力方向的转变周期也不相等。在概述了应力大小的研究方法之后，作者介绍了构造应力大小研究中的两个新成果：（１）构造应力主要集中在岩石圈内，（２）构造应力从板块边缘向内部具有明显的衰减趋势。至于构造应力积累时间，一般认为是ｎ×１０￣７年的缓慢过程，而应力释放时间则为ｎ×１０￣６年的过程，是一种灾变性、较快的流变过程。构造应力场数学模拟方法已经比较成熟，构造应力的起源问题则为当今构造地质学的前沿性课题之一，对此本文较客观地进行了探讨。