河北省构造应变场探讨

主要从构造应变场的概念出发，对河北省的构造变形进行板内构造的变形学研究，主要研究内容包括板内变形速度、板内变形量、板内变形时间及板内应变速率等问题。将印支晚期以来河北省的构造应变场划分为六期，利用271件火山岩和岩浆岩常量元素化学全分析资料进行了Sugisaki(1976)研究创立的石英指数公式计算，进而确定出板缘变形速度。构造应变场的基础仍然是纷繁复杂的构造变形(断层和褶皱)，构造现象的客观分析和正确认识对构造应变场研究至关重要。     

滇西主高黎贡韧性剪切带糜棱岩形成时限的初探

构造形成时限的研究,可以为相关地质事件提供重要的制约条件。本次工作利用应变速率法进行分析,以主高黎贡韧性剪切带长英质糜棱岩为实例,通过石英自由位错法测得其差异应力130.69MPa,进而得出应变速率为2.906×10-13s-1;利用质量等比线法分析得出其体积因子为0.7314;进而可以求出构造形成时限为3.41万年。这一时间段的确定,为特提斯构造系形成时限的研究,给出了一项可供参考的数据,同时也表明应用应变速率法研究构造形成时限是可行的。     

岩石应变测量与确定主构造期

笔者依据在四川天宝山铅锌矿控矿构造研究的成果，阐述岩石有限应变测量对确定主构造期的可行性与重要价值。     

断层的三维应变分析方法及其在康山金矿的应用

文中介绍了滑动模型、奇轴模型及其在康山金矿区的应用情况,认为该矿区北东和北北东向容矿断层呈斜方对称,是由区域应变场诱导的局部应力场引起的,并求出了三维应变场的主应变方位和主应变比率.     

山东阜山金矿区构造应力场及其转化

在估算了阜山金矿区成岩成矿期的构造差应力值后,获得约2km2区域内的主压应力和差异应力的空间分布规律。结果表明,矿体部位往往对应于应力或应变强烈变化的区段,而非应力或应变的极高值或极低值处。依据应变测量和磁组构分析,研究了阜山金矿成岩期和成矿期的构造应变场特征,指出:阜山金矿在成岩和成矿期间构造应力场经历了由NE向挤压转为NW向挤压,构造应力场的这种转化对该区的成矿意义重大。      

GPS数据揭示的喜马拉雅东构造结地区现今应变特征及其动力学机制

喜马拉雅东构造结位于印度与欧亚板块碰撞的前缘,是地壳缩短和构造旋转变形十分强烈的部位。本文收集东构造结及其周边区域大范围、长时段的最新GPS速度场资料,采用“二维张力样条”方法计算获得区域构造应变场,研究其现今地壳运动与构造变形特征。结果显示,高应变率区集中在喜马拉雅主逆冲断裂、实皆- 阿帕龙断裂、鲜水河- 小江断裂、东构造结的环形地区和印度东北部及缅甸西部的巴坎- 若开山脉地区,而在跨嘉黎断裂和红河断裂区域并无显著的应变。区域最大剪切应变率主要沿着实皆- 阿帕龙断裂、鲜水河- 小江断裂等构造带分布,区域最大面压缩率发生在阿萨姆东北部一带(N28°~29°、E95. 5°~96. 5°),最高量值为151. 8×10-9 a-1; 反映喜马拉雅东构造结的最强变形核心部位已经由南迦巴瓦峰地区向其东南方向发生了转移,移至位于阿萨姆东北部地区的喜马拉雅主边界逆冲断裂与阿帕龙断裂的交汇处。综合分析认为,喜马拉雅东构造结地区在印度板块强烈的楔入挤压作用下,大陆变形以地壳增厚为主,深部以黏塑性为特征的下地壳和上地幔物质的流动驱动着上覆脆性上地壳地块。     

阜山金矿区构造应力场及其转化的恢复

本文估算了阜山金矿区成岩成矿期构造差应力值，获得近2km^2内主压应力和差异应力的空间分布规律，结果表明矿体部位住住对应于应力应变强烈变化区段，而并非极高值或极低值处。通过应变测量和磁组构分析，得到阜山金矿区成岩期和成矿期构造应变场特征，指出阜山金矿构造应力场在成矿期经历了由NW向挤压转NE向挤压转化的特征，这次转化对该区成矿意义重大。     

大兴安岭阿尔山大山多金属矿区控矿断裂有限应变测量与分析

文章通过对大山多金属矿区的主控矿断裂的三维应变测量分析,确定了大山多金属矿区主干控矿断裂其北东段为右行剪切兼逆冲性质的韧性剪切带,带内显微构造变形机制以粒内滑动、位错为主;确定了大山多金属矿区晚侏罗世(主构造期)的应变缩短主轴方位,也间接取得这次运动对应的σ1(最大主应力)、σ2(中间主应力)、σ3(最小主应力)的方位分别为345°∠18°、247°∠9°、150°∠72°。对部分韧性剪切带来说,若在野外能够直接利用面状和线状组构要素确定主应变轴的方向,简易应变测量方法可行。大山地区今后的找矿远景区段是上奥陶统裸河组二段内的的次级剪切断裂是下一步寻找多金属矿的远景区段,次级剪切断裂与近EW向张节理交汇处是重点找矿靶区。矿床类型除了夕卡岩型、隐爆角砾岩型外,应重视剪切带型。     

基于广义SMP破坏准则的柱形孔扩张问题理论分析

采用应力跌落的简化应力-应变模型考虑土的应变软化特性,同时采用简化的体积应变?v与大主应变?1及大主应变?1与小主应变?3之间的相互关系反映土的剪胀特性,根据空间准滑动面(SMP)理论和平面应变轴对称问题的柱形孔扩张基本方程,推导并给出一般黏性土中柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力。通过算例分析,探讨了土的剪胀因素、软化特性对孔扩张问题的影响程度。为了反映中主应力的影响,将本文解与基于Mohr-Coulomb破坏准则的解答进行了比较。计算结果表明,土的剪胀性和软化特性及中主应力对孔扩张问题的影响是显著的,基于Mohr－Coulomb破坏准则的孔扩张解答往往偏于保守。     

GPS技术应用于中国地壳运动研究的方法及初步结果

文中主要就中国利用GPS等空间测地资料研究地壳运动、构造变形 ,以及用于地震预测探索方面 ,从方法技术和近年来取得的一些初步结果进行了概要性论述。介绍了利用GPS技术资料研究地壳水平运动速度场、水平应变场、建立地壳运动模型等方法研究的进展。由GPS观测给出的地壳水平运动初步结果表明 :中国大陆现时水平运动在全球参考系中为整体向东 ,并兼有顺时针扭转运动。西部地区构造形变强烈 ,整个青藏块体及其边界带 ,以及新疆西部是应变值最高的区域 ,水平应变场主压应变优势分布方向为近NE向 ,空间差异显著 ,反映了印度板块碰撞推挤和青藏块体强烈构造运动的影响。中国大陆东部水平运动的差异性不显著。强震分布于地壳运动的大小、方向显著变化的区域 ,大地震通常发生在水平剪应变高值区或其边缘 ,尤其是与区域主干断裂的构造活动背景相一致的剪应变率高值区。     

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。      

基于GPS速度场的四川地区1999～2018年应变场特征演化分析

基于1999～2018年GPS水平运动速度场数据,解算并分析了四川“Y”形构造区各周期网格速度场、地壳应变率场,并讨论了近20年尺度的地壳应变场演化过程。研究表明：1）2008年汶川地震前1999～2007期GPS速度场相对稳定,整体“Y”型构造区地壳运动变化不大,但汶川地震后龙门山断裂带发生较大变化,由4.0 mm/a增至10.0 mm/a。2）1999～2007年,整个四川“Y”型构造区应变场演化特征微弱,而汶川地震之后的两个周期,最大剪应变自龙门山山前断裂向西到汶川一带,形成了由高到低、平行于龙门山断裂带走向的高密度梯度带。龙门山断裂带以ES或EES向的主压应变为主,其量值变化范围为 5.0×10^-8 /a～12.0×10^-8 /a;鲜水河断裂由震前主拉应变,改为震后近EW向的主压应变特征。面膨胀结果则显示龙门山断裂带由震前低密度梯度带瞬间变为平行于龙门山断裂带走向的高密度变化区。3）2008年汶川地震和2013年芦山地震是最为重要的时刻分割点。近20年的应变率场变化,更似一个“时间—地壳构造运动”的大轮回,目前四川“Y”型构造区整体处于2008年汶川地震前较为稳定的活动周期。龙门山断裂带仍值得我们做出更为深入的研究。     

黔南地区~3 km油气深孔地应力测量与构造应力场分析

地应力大小和方向信息是非常规油气勘探开发及区域构造应力场特征分析的重要基础数据。为了解黔南紫云地区的现今地应力状态,采用基于钻孔岩心的非弹性应变恢复(ASR)地应力测量方法,获取了紫云地区2877～2985 m石炭系打屋坝组地层的地应力信息,分析了区域构造应力场特征,探讨了油气保存条件。结果表明:(1)黔南紫云地区近3 km处石炭纪地层现今地应力状态表现为以垂向应力为主的应力环境,测点处最大水平主应力方向近SN向。(2)紫云地区近3 km处岩心实测最大水平主应力方向与燕山早期古构造应力场最大主应力方向大致相同,一定程度上反映了燕山末期—喜马拉雅运动对次生油气藏的改造程度较小,有利于黔南坳陷内部油气藏的保存。     

雪峰山区韧性剪切构造带

雪峰山区存在着三条与山脉步向一致的北东向弧形韧性剪切带(Fl、F_2、F_3),F_1以左旋剪切为主,F_2、F_3以右旋剪切为主,但均系同一次构造剪切力所致。由变形岩石中的旅转应变体估算出剪切中心地带的剪切应力值大约是7-8,有限应变沿X最大拉伸量195％,沿Z方向最大缩短量为62％。其深部韧性剪切发生于加里东构造期,这之后又遭受浅部脆性应变叠加而构成断裂构造综合实体。     

Strain analysis in Jurassic argillites of the Monte Sirino area (Lagonegro Zone,southern Apennines,Italy) and implications for deformation paths in pelitic rocks

Analysis of strain in Jurassic argillites forming part of the folded and thrusted sedimentary succession of the Lagonegro basin (southern Italian Apennines) has been carried out using ellipsoid-shaped reduction spots as strain markers. Most of the determined finite strain ellipsoids are of oblate type and show a peculiar distribution of the maximum extension direction (X), with maxima either subparallel or subperpendicular to the local fold axes. Using the strain matrix method, two different deformation histories have been considered to assist the interpretation of the observed finite strain pattern. A first deformation history involved vertical compaction followed by horizontal shortening (occurring by a combination of true tectonic strain and volume loss), whereby all strain is coaxial and there is no change in the intermediate axis of the strain ellipsoid. By this type of deformation sequence, which produces a deformation path where total strain moves from the oblate to the prolate strain field and back to the oblate field, prolate strain ellipsoids can be generated and may be recorded where tectonic deformation has not been large enough to reverse pretectonic compaction. This type of deformation history may be of local importance within the study area (i.e. it may characterize some fold hinge regions) and, more generally, is probably of limited occurrence in deformed pelitic rocks. A second deformation sequence considered the superposition of pre-tectonic compaction and tectonic strain consisting of initial layer-parallel shortening followed by layer-parallel shear (related to flexural folding). Also in this instance, volume change during tectonic deformation and tectonic plane strain have been assumed. For geologically reasonable amounts of volume loss due to compaction and of initial layer-parallel shortening, this type of deformation history is capable of producing a deformation path entirely lying within the oblate strain field, but still characterized by a changeover, during deformation, of the maximum extension axis (X) from a position parallel to the fold axis to one perpendicular to it. This type of deformation sequence may explain the main strain features observed in the study area, where most of the measured finite strain ellipsoids, determined from the limb regions of flexural folds, display an oblate shape, irrespective of the orientation of their maximum extension direction (X) with respect to the local structural trends. More generally, this type of deformation history provides a mechanism to account for the predominance of oblate strains in deformed pelitic rocks.     

鄂尔多斯盆地沿河湾探区低渗储层长61构造裂缝主要形成期应力环境判识

开展储层裂缝预测研究,首先必须认识构造裂缝形成的期次及其古应力状态。通过上三叠统延长组长61储层岩石声发射实验得出的古构造历史有效最大主应力记忆出现率,厘定鄂尔多斯盆地沿河湾探区长61储层构造裂缝形成时最大主应力介于79.12~89.99 MPa之间。通过岩石古应力分期、裂缝充填物包裹体测温和期次测定,结合区域构造应力场演化分析,确定延长组储层构造裂缝主要形成期为燕山期。通过露头区地层和覆盖区定向岩心共轭裂缝或节理应变测量,恢复了沿河湾地区燕山期构造运动三轴应力状态,即最大主应力(δ1)方向为NW-SE向,优势方位129°∠10°,最小主应力(δ3)优势方位36°∠7°,中间主应力(δ2)近于垂直。裂缝主要形成期及其古应力状态研究成果为沿河湾探区长61低渗储层构造裂缝分布和发育规律定量预测研究提供了地质依据。     

南水北调西线第一期工程调水区水压致裂地应力测量及其工程意义

本文介绍了水压致裂地应力测量原理和方法及其在南水北调西线工程中的应用。在调水工程沿线测得主应力大小、方向,并分析了其相互关系和分布规律。结果表明现今地壳应力场水平主应力占主导地位,属逆断层状态,且σ_Hmax/σ_V较大,属于构造影响强烈地区,主压应力方向总体呈NE向,与区域构造线呈锐角相交,是造成区域大多数断裂压扭左行运动的主要动力。进一步分析了深埋隧道发生岩爆灾害的可能性,为南水北调西线工程各引水线路的优化设计和隧道灾害防治提供了可靠资料。      

Stress field analysis at the El Teniente Mine: evidence for N–S compression in the modern Andes

There is a large database of triaxial stress measurements at the El Teniente Mine, Central Chile, but the complex geology, severe topography, and proximity of all measurements to extensive mining excavations made interpretation of the stress field difficult. The measurements were analyzed using three-dimensional numerical stress analysis and decomposition of the stress field into gravitational and tectonic components. By removing gravitational stresses plus local effects from the tectonic component of the stress field a calculation of the far-field tectonic stress tensor is made. It is shown that variations in the tectonic component of stress are related to shear zones cutting through the mine. The far-field major principal component of the tectonic stress field was found to be oriented approximately N–S. This is consistent with the most recent direction of local shortening based on kinematic analysis of faults, but is perpendicular to the direction of regional crustal shortening. There appears to be a limiting envelope to the magnitude of the stress field implying that the shear zones are in a state of limiting equilibrium with regional tectonic driving forces.