裂缝性岩石裂缝扩展的光弹构造物理模拟——以南华北盆地户部寨沙河阶组为例

以南华北盆地户部寨第三系沙河阶组粉砂岩低渗透储层为例,总结了其中发育的5种类型构造裂缝组合,即:①南北向雁形张节理组成的共轭剪节理带;②东西向雁形张节理组成的共轭剪节理带;③缠结状多组剪切构造裂缝;④组合状交切的多组剪切构造裂缝及张裂缝;⑤散状无序排列的构造裂缝。在此基础上,建立光弹性试验构造物理模型,沿现应力场96°方向,均匀地对该模型逐步增加外载力。结果表明,沿各组合裂缝尖端分别形成对称于裂缝走向、且主轴垂直于裂缝的Ⅰ型等色线条纹;对称于裂缝走向、且主轴平行于裂缝走向的Ⅱ型条纹和斜交于裂缝走向的复合型(Ⅲ型)条纹。第①类组合裂缝尖端以Ⅰ型等色线条纹的拉张应力和张剪应力为主;第②类组合裂缝尖端以复合型(Ⅲ型)等色线条纹的挤压应力为主;第③、④和⑤类组合裂缝尖端的应力分布较为复杂。当模型外载荷接近1000kg时,裂缝尖端起裂,并开始发育显微裂缝,而当外载荷达1100-1200 kg时,沿裂缝尖端部位形成宏观裂缝,并开始扩展。5种类型的裂缝组合扩展发育程度由强至弱依次为:①,③,⑤,②,④。其中第①类共轭裂缝组合起裂最早,扩展最快,裂缝间的连通趋势最好,说明规则分布的构造裂缝组合,在垂直于外施加载衙时更易达到连通的目的。     

青藏高原东缘龙门山晚新生代剥蚀厚度与弹性挠曲模拟

龙门山是青藏高原东缘边界山脉,具有青藏高原地貌、龙门山高山地貌和山前冲积平原三个一级地貌单元。利用数字高程模式图像和裂变径迹年代测定方法研究和计算龙门山晚新生代剥蚀厚度与剥蚀速率,结果表明:3.6 Ma以来龙门山的剥蚀厚度介于1.91-2.16 km之间,剥蚀速率介于0.53-0.60 mm/a之间。在此基础上,开展了该地区岩石圈的弹性挠曲模拟,结果表明龙门山的隆升机制具有以构造缩短隆升和剥蚀卸载隆升相叠合的特点。3.6 Ma之前,龙门山的隆升与逆冲推覆构造负载有关,以构造缩短驱动的构造隆升为特色;3.6 Ma之后,龙门山的隆升与剥蚀卸载驱动的抬升有关,并以剥蚀卸载隆升为特色,进而提出了龙门山晚新生代以来的隆升机制以剥蚀成山作用为主的认识。     

南海西南部曾母盆地早中新世以来沉降史分析

采用回剥法和局部均衡模式研究曾母盆地早中新世以来的沉降史，并探讨了该盆地构造演化特征。曾母盆地自早中新世以来经历了17．5-11．6Ma、11．6-5．5Ma、5．5-3．0Ma和3．0-0Ma的4次快速沉降作用，其构造演化受控于曾母地块与南沙地块及婆罗洲地块的碰撞和盆地两侧的万安-卢帕尔断裂与廷贾走滑断裂的综合作用，可划分为南北双向挤压（晚始新世-早中新世）、走滑改造（中中新世-晚中新世）和区域沉降（上新世-第四纪）3个演化阶段。     

邯峰矿区古构造应力场与构造演化

采用共轭剪节理应力反演方法,恢复了邯郸-峰峰矿区晚古生代以来的3期古构造应力场,进而探讨了煤田构造的演化历史,将其分为4大阶段：①中生代早期近NS向挤压,煤系后期改造初动期;②中生代晚期SE-NW向挤压,奠定煤田构造格架的基础;③中生代末至古近纪NW-SE向拉张,煤田构造格架定型;④新近纪以来近东西向拉张,煤田构造的现代活动.     

阿尔金地区构造应力场及其对金属矿产分布的控制作用

构造应力场研究可以为区域矿产预测提供依据。主要根据节理、擦痕的测试分析，结合区域构造解析，确定阿尔金山东西向拉配泉－－红柳沟构造带经历了三期不同方向的应力作用：印支期以前的南北向挤压作用，印支－燕山期的北西－南东向的挤压和中生代晚期－新生代北东东－南南西向的挤压；并利用有限元数值模拟前两期构造应力场的演变过程，进而讨论了区域构造应力场对内生金属矿产分布规律的控制作用指出了区域寻找大型内生金属矿产的有利地段。     

东乡铜矿断裂带构造地球化学及找矿标志

东乡铜矿区主要断裂带SiO2明显为带入组分，K^ ,Na^ ,Ca^2 ,Mg^2 属带出组分，Fe^3 /Fe^2 比值相对较低，成矿元素Cu,Pb,Zn,Ag,Au,As,Sb,Mo,Sn含量增高，属于明显的带入组分，可作为储矿断裂的找矿标志。     

地质雷达及浅层地震在泥质粉砂岩中断裂带上的曲线特征

探讨了如何利用地质雷达及浅层地震有关原理判释泥质粉砂岩中隐伏断裂带的性质和特征。主要的工作方法是通过现场实测，分析地质雷达反映在张性断裂带和压性断裂带上的曲线特征，分析浅层地震相遇时距曲线在断裂带上的曲线特征。后者的主要特征有：（1）在断裂带上初至时间延长；（2）在断裂带上左右支时距曲线上下跳动的幅度均等；（3）在断裂带上跳动的长度不一；（4）在断裂带左右支时距曲线上下跳动或反相；（5）时距曲线呈喇叭口。阐明了地质雷达和浅层地震的原理及其在泥质粉砂岩中勘查断裂构造的效果     

大别山晓天—磨子潭断裂带石英脉流体包裹体的特征及其构造意义

晓天—磨子潭断裂流体包裹体的均一温度、盐度和捕俘压力研究结果表明:晓天—磨子潭断裂中石英脉中流体主要来自浅部,有多期次流体包裹体,流体包裹体的均一温度分为三个区间:140～180℃、190～240℃和270～340℃,反映了至少经历了三次强烈的流体活动。流体包裹体的盐度<10%,捕获压力<1.350×108Pa。总体上越靠近晓天—磨子潭断裂,包裹体的均一温度和盐度越高,捕获压力越大,局部地区的差异,能从断裂对流体控制上得到合理的解释;另外,流体包裹体的均一温度、盐度和捕获压力,在不同的显微构造,围岩性质、构造环境和时空范围中,发生不同的变化。一方面多次构造活动和热事件的驱动流体活动,另一方面流体的活动,降低了岩石脆—韧性变形的温压条件,促进了岩石的变形。     

华北板块北缘活动带元古宙构造岩片

新的研究证实 ,华北板块北缘残存一条元古宙构造岩片堆集带 ,包括古元古代、中元古代、新元古代等多期构造岩片。并相伴有 180 0Ma±、140 0Ma±、10 0 0Ma±、6 5 0Ma±的花岗岩类的侵入活动和构造变质成矿等热事件的年代记录 ,并在华北板块北部金镶边带中保存了相一致的信息 ,揭示了它们是陆缘多期拼贴造山的产物。这为超大陆旋回 ,特别是元古宙两次超大陆的聚合与裂解及其构造演化过程的研究提供了良好的野外实验园地 ,并为元古宙、特别是古元古代大陆的增生及Rodinia超大陆在北半球的存在或构造响应提出新的课题。     

准噶尔盆地基底火山岩中的辉石及其对盆地基底性质的示踪

根据钻井和航磁资料，准噶尔盆地基底可划分为西、北、南三区。3个地区火山岩中辉石的化学成分、种属名称各不相同。辉石化学成分反映出来的寄主岩的碱度、碱度演化趋势以及寄主岩形成的构造环境、构造环境演化史均各有差异，佐证了准噶尔盆地基底是由哈萨克斯坦板块东南缘、西伯利亚板块西南缘和塔里木板块北缘增生大陆拼合而成。其中西、北两区拼合较早，早石炭世末的早海西运动时抬升成陆；南区成陆较晚，晚古炭世末的晚海西运动使南区与西、北两区联合大陆对接，形成完整的准噶尔盆地海西褶皱基底。