构造煤结构演化及其应力-应变环境

基于不同变形类型和程度煤样品的X 射线衍射分析（XRD）,研究了构造煤的结构演化及其应力- 应变环境。结果显示, 弱变形构造煤芳香结构参数面网间距（d 002）随煤化程度增高呈阶跃式减小,阶跃点为最大油浸镜质组反射率等于0.69% 左 右,阶跃点后变化不大;鳞片煤Ⅱ的面网间距最小,揉皱糜棱煤与片状碎裂煤Ⅱ相当,介于弱变形构造煤与鳞片煤Ⅱ之间, 揉皱煤的面网间距稍大于揉皱糜棱煤;堆砌度随煤芳香结构演化与面网间距协调变化。认为应力- 应变作用类型和程度的 差异控制了不同变形类型和程度构造煤的形成,应力- 应变作用不仅改变煤体宏观和微观结构,也影响着煤芳香结构的演 化,且不同类型和程度应力－应变作用的影响程度存在较大差异。形成构造煤的应力- 应变环境可分为脆性碎裂变形环境、 韧性变形环境和剪切变形环境三类。弱和中等脆性碎裂变形作用对煤芳香结构影响不大;韧性和剪切变形作用分别以一定 的温压条件和定向的应力作用为主要特征,前者有利于煤中杂原子团的脱落和新芳环的形成,后者有助于煤中分子结构的 有序化,均可促进煤中芳核的生长。     

高温高压下煤超微构造的变形特征

本文通过不同温、压实验条件下,不同煤级煤的应力-应变曲线及超微变形构造特征分析,深入探讨了不同煤化程度煤的变形行为及其影响因素。阐明了高温高压和差异应力作用是促使煤结构由无序向有序方向转化,使大分子结构有序畴和定向性增大的重要因素。论述了温度和压力在不同的煤级和不同的实验条件下,具有不同的作用。在中煤级阶段,虽然围压的增大可在一定程度上提高煤的强度,但温度的影响更为重要。较高煤级在小应变阶段,温度起主导作用;而到了大变形阶段,围压的作用又逐渐上升到主导地位。在整个变形过程中,定向压力都是不容忽视的重要因素。     

柴达木盆地西部阿拉尔断裂新生代构造变形特征及意义

依据二维、三维地震资料,精细分析位于柴达木盆地西南部的阿拉尔断裂的几何学特征、水平缩短量及活动时间等,并探讨了其整个新生代的运动学特征、形成机制和油气地质意义。结果表明,阿拉尔断裂平面上可分为NWW走向的西段和近SN走向的东段,两段近于垂直;剖面上,其西段倾向南,倾角相对较小,而东段倾向西,断面近乎直立。阿拉尔断裂自新生代初期开始活动,西段以逆冲为主,水平缩短量和竖直抬升量均达到3 km以上,走滑量约为1 km;东段以右旋走滑为主,水平缩短量和竖直抬升量为1 km左右,走滑量达到3 km。阿拉尔断裂的形成和活动受南侧祁漫塔格造山带向北挤压和西侧阿尔金左旋走滑断裂的共同影响,柴西南地区断裂活动与油气形成具有良好的时空匹配关系,对形成油气藏具有重要意义。     

初论构造应力-应变系统的复杂性

地球内部构造应力主要集中于岩石圈上层。通过岩石变形的微观机制与宏观表现的研究 ,可以看出 :构造应力应变作用绝不仅仅是一种简单的、线性的力学过程 ,而是多圈层相互作用、受多种物理和化学因素控制的、非线性作用过程。地球构造应力场在不可逆演化过程中是一种具有某种阵发式变化的复杂系统。     

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。     

层滑构造煤岩体微观特征及其应力应变分析

层滑构造在煤层及其顶、底板间普遍发育,它对地质勘探、煤矿生产、矿井工程灾害防治以及煤层气的开发等方面都有着重要影响。本文以淮北煤田海孜煤矿为例,在研究宏观层滑构造带组合特征的基础上,探讨了层滑构造的微观特征和形成机理。构造煤是层滑引起的煤层流变最显著的特征之一。通过对构造煤与构造岩的微观特征测试,发现层滑运动除了产生脆性变形外,还产生较强烈的塑性变形。利用煤镜质组光率体各向异性和构造岩组构,结合层滑构造的实测数据进行了煤岩体应力、有限应变分析。结果表明:层滑构造以顺层剪切为主,煤层受力的主要方向为NW-SE向。     

鄂西丹江口水库区域周边断裂构造解析及特征

鄂西地区位于中国大陆构造演化的关键节点上,地质构造十分复杂,而其中的丹江口水库区域更是我国南水北调工程的核心区域.在此处开展断裂构造研究对于深化南水北调工程的地震安全系统的建设具有重要意义.利用浅层地震反射波勘探技术对丹江口水库周边的3条主要断裂,即丹江、两郧和白河-谷城断裂进行分析,将各断裂内的断层构造进行地震剖面成像,得到了0~300 m深度范围内的断层结构特征.研究结果显示,3条断裂内的断层多为北东走向,丹江和白河-谷城断裂内的断层型态以正断层为主,但两郧断裂以逆断层为主,此特征可能与水库蓄水后,局部应力分布受到影响有关.研究成果不仅刻画出鄂西丹江口地区的断层形态,同时也对将来深入剖析此区域内背景应力及其周边构造单元之间的关系提供了重要的地震学参考资料.      

柴达木盆地北缘地区新生代构造特征及变形规律

柴达木盆地北缘地区的新生代构造主要为一系列断层转折褶皱、断层传播褶皱。在邻近祁连山山前的北东背斜带中主要发育规模相对较小、隆升幅度较低的断层传播褶皱和与之相伴产出的突破断层,开始形成于古新世上新世早期;中部背斜带中发育的构造主要为断层转折褶皱和少量断层传播褶皱,开始形成于中新世上新世中期;远离山前的南西背斜带主要发育断层转折褶皱和少量滑脱褶皱,开始于上新世晚期更新世。研究区的台阶状逆断层及其相关褶皱是由祁连山山前向盆地按照一定的序次、以背驮式渐次扩展的,这个扩展过程自古新世一直持续到现在。     

阿尔金断裂对柴达木盆地西南地区的影响——来自构造节理分析的证据

阿尔金断裂在100～85 Ma、40～25 Ma、10～8 Ma具有多期活动的特征。通过对柴达木盆地西南地区中-新生代地层中构造节理数据的采集、层面校正和综合分析,认为阿尔金断裂多期活动在柴达木盆地西南地区的表征存在差异：即晚白垩世断裂走滑活动对该地区的影响范围较窄,限于阿尔金山前附近;始新世上干柴沟组、中新世下油砂山组沉积之后,阿尔金断裂2期明显的走滑逆冲活动影响范围逐渐增大,可分别达到干柴沟、油砂山一带。这可能与南部青藏高原的多期推覆逆冲导致阿尔金断裂被动活化有关。因此,盆地西南地区油气勘探过程中阿尔金断裂3期走滑逆冲活动的影响值得重视。     

柴达木盆地北缘盆-山耦合特征及对砂岩型铀成矿的控制作用

柴达木盆地北缘盆地-造山带体系在西北地区有一定的代表性,盆-山耦合过程与成矿的研究是当代地质科学研究的热点之一。以盆-山耦合体系演化、铀矿化目的层改造作用、砂岩型铀成矿理论为基础,将柴达木盆地北缘划分成四大构造单元,讨论了主要构造运动时期的盆-山耦合特征,分析了盆-山耦合体系对侏罗系、古近系和新近系的改造作用,指出了该区的主要找矿类型。     

柴达木盆地资源环境科学钻探工程实践与认识

为应对柴达木盆地资源环境科学钻探工程项目施工地区岩层中固结程度松软、碎脆、富水、易变形、怕冲刷及易溶蚀等特点,钻进中不易采取岩矿心,钻进粘土及淤泥时缩径严重,孔壁不稳定及地层内广泛分布着层间高承压卤水和天然气,极易发生涌水或井喷的问题,机械岩心深孔钻进施工中合理解决岩心采取率低,护孔压井防喷。是确保科学钻探工程顺利实施的关键点。本项目采用专为资源环境科学钻探设计的隔水单动三重管取心钻具。常规钻杆取心;适宜的钻进方法;借鉴石油钻井泥浆压喷护壁工艺和压喷设施及措施。保证了环境科学钻探工程的施工要求和实验要求。     

苏北盆地高邮凹陷隐蔽性断层构造特征分析与预测

晚白垩世晚期—新生代发育的高邮凹陷,是苏北盆地南部典型富含油气的半地堑式断陷盆地,自南向北分为南断阶、深凹带与北斜坡。该凹陷复杂断裂构造系统与相应的沉积格局受印支期NEE向逆冲基底断层系与晚侏罗世伊泽纳崎板块高速斜向俯冲形成的NNE向左行平移基底断层系影响,同时受古近纪期间区域近SN向拉张应力状态控制。北斜坡东部花瓦构造带主体EW向正断层与NNE向隐蔽性断层发育了限制型、连接型、复合型3类隐蔽性断块圈闭模式,同时在平面上形成多种组合样式。通过研究花瓦区隐蔽性断块圈闭实例与有限差分法数值模拟,分析总结出高邮凹陷NNE向隐蔽性断层的成因机制与构造特征,并推断了5条隐蔽性断层发育带。     

四川盆地中部高陡断裂构造变形特征与断裂性质

四川盆地中部高陡断裂发育,作为沟通多层系源、储、盖层的核心断层网络,对其构造变形特征的准确理解是认识其油气地质意义的关键,也是准确厘定其断裂性质的基础。本研究利用高精度三维连片资料,通过精细的层面、剖面综合构造解析,对川中地区高陡断裂的构造变形特征进行了准确厘定,对其断裂性质展开了深入探讨,得出如下结论：1）川中地区的高陡断裂,不论NWW-SEE向（或近E-W向）还是NE-SW向,不论Ⅰ级、Ⅱ级还是Ⅲ级,均具有显著的伸展变形分量。在剖面上,这些断裂产状陡直,呈板状斜列分布,具有正断层的一系列变形特征。2）证实川中地区的F_I5、F_I6、F_I7、F_I8、F_I9及F_NE01等主要断裂带存在走滑变形,且剪切变形机制均为右旋剪切。3）明确川中地区的大部分高陡断裂是加里东—海西早期发育并定型,部分在海西晚期—印支期复活的“右行张扭走滑断裂”。

     

晚三叠世留山盆地沉积特征与构造环境分析

本文在实测剖面的基础上,通过薄片观察、粒度分析和阴极发光测试等手段,以沉积相的研究为切入点,将沉积作用和构造作用紧密联系,分析了留山盆地的沉积特征和构造性质。研究表明,留山盆地上三叠统沉积相主要为扇三角洲相,经历了早期的退积作用和晚期的进积作用。沉积相的演化和源区分析综合表现出,留山盆地是一个孤立的陆相盆地,沉积物来源主要为盆地周围的造山带物质。盆地演化经历了盆地形成阶段、平稳沉降阶段、快速沉降阶段和快速充填阶段,其构造动力与盆地周缘的构造作用强度相呼应。盆地性质可能为压坳性盆地,进而推测留山盆地是华北与扬子板块在晚三叠世碰撞期间向南大规模推覆而产生的背驼式盆地。     

柴东盆地重磁场特征及构造单元划分

本文通过对柴东盆地各地质体（层）物性参数和重磁场特征分析，推断解释盆地的基底结构、岩相特征，磁源体埋深，断裂构造性质及其控盆作用和对沉积覆盖层凹凸格局的影响，对柴东盆地的基底及盖层构造单元进行了划分。笔者建议在相对稳定的地区，寻找基底埋藏浅、沉积盖层厚度较薄，有利于轴成矿的斜坡带。     

琼东南盆地松东凹陷断裂发育特征

松东凹陷位于琼东南盆地东北部,是受琼东南盆地6号断裂控制、总体呈南断北超的新生代凹陷。松东凹陷断裂复杂,理清断裂的发育特征有助于加深对琼东南盆地区域构造演化的认识,具有重要油气地质意义。基于近几年新采集的地震资料,结合区域地质背景,从剖面上和平面上多方位对松东凹陷的各种类型断层进行了系统解释和厘定,分析了断裂的组合样式、活动期次、发育规律及展布特征。结果表明:松东凹陷单条断层剖面上多呈犁式、平直式,多条断层组合常呈复合"Y"字形、羽状、帚状和网状;平面上单条断层多为弧形、直线形,多条断层组合常呈帚状、斜交式和平行式;松东凹陷断层按期次可划分为始新世NE向、渐新世近EW向和中新世NWW向三组,NE向断层控制松东凹陷的边界及其内部次级构造,渐新世近EW向断层和中新世NWW向断层组合形成六组断裂带成排分布,并伴有多条近SN向走滑断层发育;松东凹陷不同期次断裂的发育是区域应力场伸展方向随时间发生顺时针旋转的结果。结合松东凹陷的断裂发育特征和成因机制分析,最终认为该区断裂对油气成藏起到控烃源、控运移和控圈闭的作用,SN向走滑断层周缘以及构造变换带是油气成藏有利位置。     

固化粉质土应力应变特性试验研究

对固化粉质土进行了单轴和三轴应力应变试验,分析了单轴应力-应变曲线和不固结不排水三轴应力-应变曲线的特点,初步探讨了龄期、固化剂掺量及围压对曲线形状的影响。单轴应力应变试验结果表明,固化粉质土后期的强度和变形特性变化较小,随着固化剂掺量的增加,单轴应力-应变曲线形状变化明显。三轴应力应变试验结果表明,随着固化剂掺量的增加,其破坏应变和破坏偏应力均呈现正向增长的态势,曲线在高围压下呈现弱软化型,在较低围压时呈现软化型。     

汾河裂谷晋中盆地内第四纪沉积序列与沉积环境恢复

晋中盆地是位于汾渭地堑系中部的新生代陆内断陷沉积盆地,研究晋中盆地第四纪的沉积序列对于进一步认识该盆地区域构造和区域气候环境变化具有重要意义。为查明晋中盆地第四纪沉积序列结构、研究揭示晋中盆地第四纪沉积环境及演化,通过构造岩相学方法,对晋中盆地地表和钻孔内第四纪沉积物和沉积环境进行了研究。结果表明：晋中盆地清徐地区地表第四纪沉积序列结构为盆地内部沱阳组河床相和河漫滩相-盆地边缘汾河组河流相—盆山过渡带峙峪组河流相、汾河组冲积扇相及马兰组风积相-基岩山地（盆地外围）二叠系浅海相。钻孔岩芯内第四纪沉积序列结构为下更新统浅湖相和滨湖相—中更新统浅湖相和河流相—上更新统河流相和冲积扇相—全新统冲积扇相。研究认为晋中新生代陆内断陷盆地内沉积序列和演化结构为早更新世陆相湖盆沉积环境—中更新世萎缩湖泊环境—晚更新世强烈萎缩的湖泊和河流环境—全新世再度沉降的陆相湖盆;陆相湖盆从中心向山地沉积环境分带为湖泊沉积环境—河流和湖泊沉积环境—冲积扇沉积环境（盆地边缘出山口区）。盆山过渡带地区上更新世沉积物错位现象与同沉积活动断裂有关,断裂活动性揭示了晋中盆地阶梯式断陷成盆的动力学机制。这些研究成果为区域气候环境变化和晋中盆地区域构造研究提供了新证据,也为太原市城市群建设中工程场址的选择提了供参考。     

Geochemical characteristics and depositional environment of the Middle Permian mudstones from central Qiangtang Basin,northern Tibet

Geochemical characteristics of the Middle Permian mudstones from the Longge Formation in the Jiaomuri area, central uplift zone of Qiangtang Basin have been analysed to constrain their provenance, tectonic setting, depositional redox condition and palaeoclimate. Based on the geochemical parameters like CIA, PIA, ICV values and Th/U, K/Rb ratios indicate that the source rocks were affected by low degree weathering conditions. The U/Th, V/Cr, Ni/Co, V/Sc ratios and U_au, C‐values of samples suggest that the mudstones were formed in an oxic environment, with arid palaeoclimate. Bulk‐rock geochemistry analysis indicates that they are mainly arkose and subarkose, derived from dominantly andesitic rocks, probably a mixing of felsic and mafic provenance. The CIA, PIA and ICV values of these samples suggest that the Longge mudstones are compositionally immature and related to moderate weathering. The tectonic discrimination diagrams, as well as critical trace and REE characteristic parameters imply an oceanic arc or continental arc setting for the depositional basin of mudstones from the Longge Formation, probably back‐arc basin. This study supports an occurrence of archipelagic oceanic basins in the Jiaomuri area in the Middle Permian, which provides evidence for the research of the Longmu Co–Shuanghu–Lancangjiang Suture. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.