渤中凹陷北部中生界顶面断层破碎带量化研究

渤中凹陷是渤海海域最大的生烃凹陷,环渤中凹陷北部潜山带是目前重要的油气勘探区带。渤中凹陷北部中生界以火成岩为主,裂缝对火成岩储层的形成具有重要影响。利用地震方差属性值量化断层破碎带,建立断层破碎带宽度与断层斜距之间的数量关系,构建方差属性值等值线图的方式,结合前人研究的图版和薄片资料,对渤中凹陷北部中生界顶面断层破碎带进行量化、验证和分析。结果显示:研究区内的断层均有多个断层核,断层系统复杂,断层破碎带宽度由几百米至几千米不等,断层破碎带对中生界火山岩影响作用显著;断层破碎带的影响程度与距断层的距离呈负相关,即距离断层越远,影响程度越弱,方差属性值越小;利用地震方差属性值量化断层破碎带的结果与相关研究的图版规律、薄片资料的显示结果契合度高,对断层破碎带的量化研究具有较高的可行性。     

走滑断层弯曲破碎带特征及对深部岩溶储集层发育的控制作用

为了提出断层弯曲破碎带概念,并探讨其对岩溶储集层发育的控制作用,调研了前人对断层破碎带的研究成果,以塔中北斜坡的三维地震数据体为基础,对断层弯曲破碎带进行识别,并利用均方根振幅属性等多种储集层预测技术对岩溶储集层进行预测。结果表明,断层弯曲破碎带是断层破碎带的一种重要类型,走滑断层破碎带可划分为端部、连接、弯曲、围岩4种破碎带类型。塔中ZG8-ZG11井区发育走滑断层弯曲破碎带,破碎带区域内奥陶系深部岩溶储集层发育。分析认为,弯曲破碎带内发育与主干走滑断层大角度相交的伴生断层,形成连通的网状断层系统,深部热液通过主干走滑断层进入网状断层系统,在埋藏溶蚀作用下围绕断层交叉区域形成优质岩溶储集层。综上所述,走滑断层弯曲破碎带对塔中深部岩溶储集层发育有控制作用。     

塔里木盆地碳酸盐岩走滑断层破碎带宽度—高差相关性分析

断层破碎带的宽度—位移关系对断层发育机制研究与致密储层的勘探开发具有重要意义。露头研究一般认为断层破碎带的宽度与位移呈幂律关系,但往往难以获得地下走滑断层破碎带的宽度与位移数据。在走滑断裂精细解析基础上,结合断层破碎带的井—震响应分析,通过塔里木盆地塔中、塔北地区10条走滑断裂带三维地震资料测量断层破碎带的宽度与高差,研究断层破碎带宽度与高差的分布及其相关关系,探讨碳酸盐岩断层破碎带的分布规律。结果表明：① 塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩断层破碎带发育,破碎带宽度达3000 m,一般在100~700 m,不同地区与不同岩性碳酸盐岩断层破碎带具有相似的宽度分布范围;② 碳酸盐岩断层破碎带的宽度与高差具有较好的正相关性,断层破碎带宽度/高差比值高达70,一般在3~16,回归分析同一条断层的破碎带宽度是高差的4~12倍;③ 大多碳酸盐岩断层破碎带的宽度与位移以幂律关系继承性发育,但其中部分快速生长,而另一部分减速生长,并造成数据的分散性。结果揭示：① 断层破碎带的宽度与高差相关性分析的方法可以用来预测碳酸盐岩断层破碎带的分布;② 即便在相同的构造背景与岩性条件下,同一条断层破碎带的宽度与位移也可能不是简单的线性或幂律关系,而是呈现多趋势或多阶段的分布规律。     

塔里木盆地碳酸盐岩走滑断层破碎带宽度—高差相关性分析

断层破碎带的宽度—位移关系对断层发育机制研究与致密储层的勘探开发具有重要意义。露头研究一般认为断层破碎带的宽度与位移呈幂律关系,但往往难以获得地下走滑断层破碎带的宽度与位移数据。在走滑断裂精细解析基础上,结合断层破碎带的井—震响应分析,通过塔里木盆地塔中、塔北地区10条走滑断裂带三维地震资料测量断层破碎带的宽度与高差,研究断层破碎带宽度与高差的分布及其相关关系,探讨碳酸盐岩断层破碎带的分布规律。结果表明：① 塔里木盆地寒武—奥陶系碳酸盐岩断层破碎带发育,破碎带宽度达3000 m,一般在100~700 m,不同地区与不同岩性碳酸盐岩断层破碎带具有相似的宽度分布范围;② 碳酸盐岩断层破碎带的宽度与高差具有较好的正相关性,断层破碎带宽度/高差比值高达70,一般在3~16,回归分析同一条断层的破碎带宽度是高差的4~12倍;③ 大多碳酸盐岩断层破碎带的宽度与位移以幂律关系继承性发育,但其中部分快速生长,而另一部分减速生长,并造成数据的分散性。结果揭示：① 断层破碎带的宽度与高差相关性分析的方法可以用来预测碳酸盐岩断层破碎带的分布;② 即便在相同的构造背景与岩性条件下,同一条断层破碎带的宽度与位移也可能不是简单的线性或幂律关系,而是呈现多趋势或多阶段的分布规律。     

断层破碎带剪切作用下力链结构及演化光弹试验研究

断层破碎带颗粒介质体系中力链形成机制及其演化规律,是研究含破碎带断层蠕滑、黏滑以及地震等地质灾害发生的重要基础。借助颗粒体双轴加载双向流动光弹试验装置,对断层破碎带剪切作用下的宏观力学特性、破碎带中光弹力链网络结构及演化、力链空间分布及强度等特征进行研究。结果表明:(1)断层破碎带中,岩体颗粒之间通过力链传递力的相互作用;破碎带与断层诱导裂隙带之间存在易滑段与不易滑段,揭示了剪切作用下破碎带空间变形非均匀特征;破碎带中岩体颗粒物质的重新排列,引起易滑段与不易滑段的动态演化。(2)破碎带中较大粒径角砾岩颗粒承载了断层上下盘之间的主要挤压及摩擦力,起到了骨架支撑的作用;随着剪力的增长,强力链方向发生偏转,向竖直方向靠拢。(3)处于高应力状态的断层远离破碎带边缘位置岩体颗粒更容易发生破坏、碎裂、重新排列,从而引起强力链空间方位的变化;随着竖向荷载的增大,强力链空间方位由明显各向非均匀性向各向均匀性转变。(4)竖向荷载变化对断层破碎带中力链比例和颗粒接触力分布频率影响较小,对力链空间分布及强度影响较大。     

不同应力条件下断裂带结构发育特征探讨

脆性断层断裂带内部结构主要包括破碎带和诱导裂缝带两部分。断层性质、断层活动性、埋深、断层两盘（主动盘、被动盘）、岩石力学性质、距离断层远近、断层组合规律等都可以成为影响断裂带内部结构发育的因素。通过讨论不同的应力条件下断裂带内部结构的发育特征,认为正断层形成的破碎带范围较小,裂隙形态不规则,诱导裂缝带中发育张裂隙和剪裂隙;由逆断层作用形成的破碎带范围较大,诱导裂缝带主要是由张裂隙和剪裂隙组成。由平移断层作用形成的破碎带延伸较稳定。     

云南香格里拉市热林铅锌银矿特征及找矿标志

云南香格里拉市热林铅锌银矿,矿体呈似层状赋存于三叠系上统曲嘎寺组三段(T3q3)之大理岩与板岩的层间构造破碎带中,矿体明显受断层构造及特定的岩性控制.该矿床属断层破碎带控制的热液型铅锌银矿床,断层破碎带和地球化学异常是直接的找矿标志,沿断层带出现的硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和角岩化是间接的找矿标志.     

碳酸盐岩断裂破碎带结构、分布与发育机制

断裂带通常包括狭窄的断层核与宽阔的破碎带,并对岩石物理及其水力学、流体与渗透性具有重要作用。根据断裂破碎带结构的差异,将碳酸盐岩断层核划分为颗粒支撑、基质支撑与胶结支撑等3种类型,将碳酸盐岩破碎带划分碎裂带与裂缝带。不同类型碳酸盐岩断层核与破碎带形成多种类型组合,并造成断裂破碎带多种复杂的渗流结构。通过井—震资料的结合,可以判识沉积盆地内部较宽的碳酸盐岩断裂破碎带,其宽度—位移关系可以指示断裂破碎带的不同生长方式与机制。复杂内部结构、多期构造成岩作用与non-Andersonian破裂机制可能导致碳酸盐岩断裂破碎带的异常生长,也是碳酸盐岩断裂破碎带机理研究的重要方向。     

沿江断裂在南京长江第四大桥的位置确定

为了确定沿江断裂在南京长江第四大桥桥址区的位置及对设计和施工的影响,根据遥感、物探及钻探等多种方法取得的有关沿江断裂的资料,归纳出断层破碎带的各种不同特征,较为准确地确定了断层破碎带的具体位置、产状及规模。根据断层破碎带的特征,进行了科学评价,提出了工程设计和施工措施建议,对涉及断层破碎带的工程设计和施工具有一定的指导意义。     

基于流固耦合的断层活化导水数值模拟研究

运用FLAC3D数值模拟软件,建立了包括断层影响带及断层破碎带的断层活化模型,以此开展安徽某井田SF15断层活化研究。通过对模拟过程中监测点数据统计分析,探究了SF15断层影响带、断层破碎带与断层上下盘位移、水压变化规律,并结合太原组灰岩含水层水压变化规律,明确了SF15断层活化机制。研究表明:随着工作面不断推进,断层上下盘位移、水压及位移差、水压差变化幅度均较小,受采动影响不明显。断层破碎带和断层影响带水压变化范围为0～0.89 Mpa,远小于太灰水初始水压,表明断层内水不是由断层导入;太灰水一直向顶部岩层导升,但没有发育到SF15断层,即采动影响下SF15断层没有活化。该结果对指导矿山安全生产提供了重要的参考依据。     

断层侧向封闭性及对断圈油水关系的控制

张性正断层断裂带内部结构具有二分性:即断层核和破碎带,断层核由多个滑动面和不同类型的断层岩组成,其渗透性取决于带内泥质含量所决定的断层岩的类型,破碎带表现为高密度裂缝切割围岩,总体表现为高渗透的特征,因此,断裂带渗透能力取决于断层核与破碎带相对发育程度,侧向封闭能力主要取决于断裂带中泥质含量.存在5种侧向封闭类型:即对...     

碳酸盐岩断裂破碎带结构、分布与发育机制

断裂带通常包括狭窄的断层核与宽阔的破碎带,并对岩石物理及其水力学、流体与渗透性具有重要作用。根据断裂破碎带结构的差异,将碳酸盐岩断层核划分为颗粒支撑、基质支撑与胶结支撑等3种类型,将碳酸盐岩破碎带划分碎裂带与裂缝带。不同类型碳酸盐岩断层核与破碎带形成多种类型组合,并造成断裂破碎带多种复杂的渗流结构。通过井一震资料的结合,可以判识沉积盆地内部较宽的碳酸盐岩断裂破碎带,其宽度一位移关系可以指示断裂破碎带的不同生长方式与机制。复杂内部结构、多期构造成岩作用与non-Andersonian破裂机制可能导致碳酸盐岩断裂破碎带的异常生长,也是碳酸盐岩断裂破碎带机理研究的重要方向。     

穿越富水断层破碎带隧道塌方机理分析与预防

穿越山岭隧道常遇到断层破碎带。由于缺乏断层复杂岩体稳定性机理的研究与理解,隧道施工曾导致多起大变形甚至塌方事故。本文使用理论分析、离散元数值模拟方法,结合现场监测结果,对江西某高速铁路隧道过断层施工案例进行综合分析。在考虑断层破碎带地下水影响的前提下,开展富水断层破碎带施工过程中围岩失稳塌方的内在机理研究。研究得出：隧道穿越富水断层破碎带时,岩体结构面发育,且结构面间多充填碎屑或黏土充填物。随着施工扰动引发结构面发生错动,流动的地下水进一步对结构面形成冲刷,从而降低围岩的完整性与力学强度。断层破碎带抗剪强度越低,围岩松动范围越大,塌方概率与范围越大。根据“防水排水,强化围岩”的思路,本文提出了穿越断层破碎带防塌方的措施：设置迂回导坑、地层预加固、增加支护强度、优化施工工法及加强监控量测,可为此类隧道工程的安全施工提供参考。     

音频大地电磁测深法对正、逆断层的精细解释

在隧道勘察中,使用音频大地电磁测深法（AMT）寻找断层、破碎带等。从正、逆断层地电模型的二维正演模拟出发,使用合成数据进行一维、二维反演,研究正、逆断层及低阻破碎带在实测数据拟断面和一维反演、二维反演结果上的区别,以确定如何利于现有的技术手段对断层破碎带D的倾向进行有效的定性、定量解释。从所获结果中可以得出,实测数据解释应以TM模式数据分层,TE模式数据判断倾向。     

碳酸盐岩断层破碎带构造成岩作用——以塔中Ⅰ号断裂带为例

多旋回叠合盆地断层具有异常复杂的构造变形与成岩演变,跨学科结合的构造成岩作用研究为断层破碎带演变机制与流体-岩石作用分析提供了新思路。结合塔中Ⅰ号断裂带构造解析和地化资料分析,探讨古老碳酸盐岩断层破碎带构造成岩作用的特殊性。结果表明,塔中Ⅰ号断裂带上奥陶统台缘带碳酸盐岩断层破碎带发育多类、多期构造成岩作用,明显不同于围岩。断层破碎带宽度高达2~4km,裂缝类型多样、纵横向变化大、开启程度较高。沿断裂带压实作用较弱且有差异,发现有碳酸盐岩压实变形带发育,并有后期裂缝与溶蚀作用形成的局部高渗透带。断层破碎带观测到多期压溶低角度缝合线与高角度构造缝合线,部分具有渗透性。多达4~5期不同类型胶结作用沿裂缝带发育,大气淡水胶结较多,胶结程度相对较弱。准同生期大气淡水溶蚀与局部风化壳岩溶主要沿断层破碎带发育,而且埋藏溶蚀作用较强,发育大型缝洞体与溶蚀孔洞。构造成岩作用揭示塔中Ⅰ号断裂带东段上奥陶统碳酸盐岩断层破碎带经历断裂萌芽期-形成期-定型期-复活扩张期-局部开启期等5期演变,不同演化期构造成岩作用有明显差异。构造成岩作用的多期差异活动是造成古老碳酸盐岩断层破碎带复杂性的重要因素。     

瑞利波探测公路施工隧道含水断层破碎带

断层破碎带的出现必然使岩体的硬度发生明显改善,而瑞利波的传播速度恰与介质的物理力学特性有关。利用瑞利波探测技术,对泉三高速公路某施工隧道含水大断层进行超前探测,并与地质雷达和钻探探测结果比较,结果显示,锐利波探测的断层破碎带宽度与隧道施工揭露的极其吻合,瑞利波是超前预报含水断层破碎带的一种简便、高效的技术。      

崔家冲隧洞软弱围岩注浆工法的研究应用

长沙引水及水质环境工程崔家冲隧洞要穿越区域性高棱山压扭性断层F86,断层宽度达100余米,长度达1000余米,洞顶以上地表覆盖层达110 m,其规模为同类工程所罕见。由于断层破碎带岩体强度低,透水性好,穿越断层破碎带洞段的施工成为工程建设中的重点和难点。所以隧洞在施工过程中需采用多种方法穿越众多的不良地质段。主要介绍和探讨了该隧洞穿越F86断层破碎带所采用的超前预注浆技术、超前支护技术及长管棚施工技术,为今后在类似工程中提供施工借鉴。     

复杂条件下隧道开挖循环进尺优化方法研究

复杂条件下如何选择合理的开挖进尺一直是隧道施工的难题之一。在已有的研究成果基础上,提出了圆形或近圆形隧道开挖过程的时空关系表达式,并给出基于现场位移监测数据的参数计算方法。结合关角隧道9#工区二郎洞断层破碎带现场施工情况及监测资料,建立了该断层破碎带开挖过程的时空效应关系式,结果表明,该关系式能够反映开挖过程中洞周位移的时空的变化。在此基础上提出了断层破碎带软岩开挖过程的时空效应分析及进尺优化的方法,对关角隧道9#工区几条较大断层破碎带隧道开挖的进尺进行了优化,优化后的开挖进尺是可行的,也解释了断层破碎带围岩隧道开挖“短进尺”的合理性。同时文中也分析了该方法的优点及适用范围。     

浅埋隧道注浆技术研究

正断层破碎带是隧道开挖过程中常见的不良地质现象,在多数情况下,断层破碎带是作为低强度、易变形、透水性大、抗水性差的软弱带存在的,与其两侧岩体在物理力学特性上具有显著的差异。在断层破碎带地段进行隧道施工时,仅靠常规的隧道施工技术和施工方法很难克服隧道塌方、突水、突泥等地质灾害。因此,施工除了遵守一般技术要求外,还应     

断层破碎带突水突泥演化特征试验研究

为了研究富水断层破碎带隧道突水突泥灾害演化机制,自行研制了一套可考虑质量迁移及地应力状态的大型室内突水突泥试验系统。利用该装置开展了不同水压加载方式、不同破碎带介质参数等条件的断层破碎带突水突泥灾害演化过程模拟试验。结果表明：（1）断层破碎带突水突泥灾害演化是渗流?侵蚀强耦合过程,在水压作用下,破碎带介质中的细颗粒首先发生迁移,导致充填介质孔隙结构增加,进而加速细颗粒流失,促使涌水率不断增长,随着细颗粒不断迁移流失,水流流态由层流转换为紊流,最终诱发突水突泥灾害;（2）破碎带介质初始孔隙率和施加水压越大越易诱发突水突泥,介质渗流演化特征越明显,渗流场参量如渗透率、孔隙率、雷诺数增加越快,且渗流场参量演化曲线出现突增现象;（3）梯度水压加载模式下断层破碎带介质较恒定水压加载条件下突水突泥演化特征更明显,介质发生突水突泥的临界水压更小。在此基础上,基于涌水率?时间（Q-t）、水力梯度?涌水率（i-Q）关系的流态转换分析和基于渗透率?水力梯度（k-i）关系的渗透性演化特征,建立了断层破碎带渗透演化特征概化模型。该研究结果对于断层破碎带突水突泥灾害演化机制与防治措施具有一定的理论指导价值。