断块构造|活动断块构造与地震活动

张文佑院士是我国最杰出的构造地质学家和大地构造学家,他提出和倡导的地质构造力学分析和历史分析相结合及断块构造理论符合当代构造地质和构造运动研究的新方向。断块构造是地球构造运动最基本的型式,板块构造是全球范围内的岩石圈构造,是最高一级的岩石圈断块构造。活动断块是现今构造运动最基本的型式,它既控制主要活动构造带和地震活动带的分布,也控制不同地区地震活动特征的差异。断块边界构造带是在构造变形和运动场中的不连续变形带,应力在此释放,应变在此局部化,位移在此发生,其差异活动最为强烈,因此,断块边界构造带是强震发生带,其活动性质会控制震源断层的特性。大地震孕育和发生在边界活动构造带的某些特殊部位,对其成核的构造和物理过程尚需深入进行研究。要特别注意断块整体性活动对地震活动的控制作用,断块的这种整体性活动与一定时期内地震活动主体地区分布有密切关系,所以,在活动构造研究中,要把断块的整体性活动与活动构造带的个体活动结合起来。     

Nodal-based three-dimensional discontinuous deformation analysis (3-D DDA)

This paper presents a new numerical model that can add a finite element mesh into each block of the three-dimensional discontinuous deformation analysis (3-D DDA), originally developed by Gen-hua Shi. The main objectives of this research are to enhance DDA block’s deformability. Formulations of stiffness and force matrices in 3-D DDA with conventional Trilinear (8-node) and Serendipity (20-node) hexahedral isoparametric finite elements meshed block system due to elastic stress, initial stress, point load, body force, displacement constraints, inertia force, normal and shear contact forces are derived in detail for program coding. The program code for the Trilinear and Serendipity hexahedron elements have been developed, and it has been applied to some examples to show the advantages achieved when finite element is associated with 3-D DDA to handle problems under large displacements and deformations. Results calculated for the same models by use of the original 3-D DDA are far from the theoretical solutions while the results of new numerical model are quite good in agreement with theoretical solutions; however, for the Trilinear elements, more number of elements are needed.     

青海都兰地区前泥盆纪古陆块的物质组成和重大地质事件

通过对青海都兰地区前泥盆纪地块的地质、地球化学和同位素年代学研究,将其由北向南划分为欧龙布鲁克微陆块、沙柳河超高压碰撞带和柴达木陆块三个构造单元.基本查明了欧龙布鲁克古陆块主要由德令哈片麻岩、莫河片麻岩、达肯大坂岩群、万洞沟群和全吉群组成,柴达木盆地北缘高压碰撞带主要为中新元古代沙柳河岩群、花岗闪长质片麻岩、英云闪长质片麻岩、钾长花岗片麻岩、榴辉岩、滩间山群和蛇绿岩,柴达木古陆块主要由古元古代金水口岩群和夕线堇青花岗片麻岩组成.详细厘定了本区前泥盆纪重要地质事件,特别是与Rodinia超大陆有关的汇聚与裂解事件.同时,利用先进的同位素地质年代学手段,确定了本区重要地质事件的地质时代和序列,为研究我国中-新元古代古陆块汇聚与裂解关系,以及它们在整个超大陆中的位置提供了证据.     

华北中部构造带不同前寒武纪地块主要特征对比研究

古元古代是华北克拉通构造演化的关键时期,主要体现在由新太古代大陆地壳垂向增生到古元古代侧向增生的转换。华北中部构造带的构造性质是近年来华北克拉通构造演化研究争论的焦点之一,构造带中段出露恒山、五台和阜平等多个前寒武纪变质杂岩,其中发育多条大型韧性剪切带,这些剪切带的主期活动时代均为1. 85～1. 80Ga。本文以这些剪切带为构造边界将变质杂岩划分为恒山地块、繁峙地块、五台地块和阜平地块,并在早期研究中解析了繁峙地块构造挤入事件和阜平地块西部的伸展构造事件,表明这些前寒武纪地块的构造位置在古元古代末前后可能有所不同。结合前人资料,本文对这些地块的岩石组成、形成时代、变质作用以及典型构造样式等特征进行详细对比研究。结果表明,恒山地块、阜平地块和五台地块共同组成华北克拉通早前寒武纪"高级区-绿岩带"的典型壳层结构,而繁峙地块与其他地块具有明显差异,具有外来地块特征。     

考虑填土强度的加筋土挡墙动位移计算

加筋土挡墙在地震荷载作用下的位移大小对结构的抗震性能影响显著。为了计算地震荷载作用下加筋土挡墙的位移,Newmark滑块法通常被用于设计中。由于传统的Newmark滑块法在计算中忽略了填土强度的变化,因而采用单一峰值或残余强度的计算将可能导致计算得到的位移小于或大于实际位移值。在二楔块破坏模式的假定条件下,根据楔块的力学平衡条件,建立了加筋土挡墙滑动安全系数计算式,同时通过引入位移阈值考虑了填土的应变软化特点。通过将计算结果与模型试验结果对比,得到以下结论：相较于单楔块法,二楔块法更能真实地反映出墙体的实际破坏模式,且计算得到的屈服加速度系数更接近试验值;相较于采用单一峰值或残余强度计算的位移,考虑填土应变软化的计算解更接近于模型测试值。     

微地震技术评价中牟区块体积压裂的效果

微地震监测技术是页岩气开采过程中对页岩气储层压裂效果评价和指导压裂过程的重要手段,可通过观察、分析压裂过程中诱发微地震事件,获取压裂裂缝参数、导流能力、裂缝展布发育方向等信息。中牟区块牟页1井具有低孔、低渗储层特征,对含气层段的三层储层,采用大排量水力压裂施工,进行地面微地震监测、井中微破裂成像技术压裂监测及微地震监测;牟页1井监测压裂结果显示为缝长251～496m,缝宽120～252m,改造体积约为237.5×104～387.7×104 m3,方位角64°～80°。压裂实施使储层裂缝开启含气层段得到改造,指导了实时压裂和压裂效果评价。     

高煤级煤储层含水性特征及其对吸附能力的影响

为了研究高煤级煤储层含水性对吸附能力的影响,对阳泉-寿阳区块8件代表性煤样开展了镜质体反射率、显微组分、孔隙度、压汞、核磁共振和甲烷等温吸附等实验,分析了煤储层孔径分布、核磁共振T2谱响应特征、核磁孔隙度以及煤岩吸附能力,同时对煤储层含水性和煤储层吸附能力的相互关系进行了分析。研究结果表明：高煤级煤储层孔隙以微孔发育为主,孔隙含水性以微小孔中的束缚水赋存状态为主,且其含水量随最大镜质体反射率(Ro,m)的增大而增加。在影响高煤级煤储层吸附能力的多种因素中,煤储层含水性对煤岩吸附能力起着决定性的作用,尤其体现在微小孔中的束缚水对吸附能力的影响,束缚水含量越高,煤岩吸附能力越差。     

不同界线符号实部相交的自动化处理方法

制图规范中要求不同界线实部相交,然而当前制图软件多未考虑界线相交处虚线的处理,而且国内外文献针对实部相交的研究较少,尚未形成完整的解决方案,基于此,本文根据单元循环配置法绘制地图线状符号的基本思想,首先拆分原始单元块,然后分解原始的数据图层,最后将新单元块和新图层对应配置,并据此设计了自动化处理方法。通过实际数据验证了算法的有效性和合理性,该方法顾及了不同等级、不同类别界线的差异,并通过自动化的处理方法提高了地图编辑的效率。     

柴北缘欧龙布鲁克地块中元古代晚期麻粒岩相变质作用——来自石榴夕线堇青石片麻岩的岩石学、相平衡模拟和U-Pb年代学的制约

在欧龙布鲁克地块乌兰北部地区察汗河岩群中识别出麻粒岩相石榴夕线堇青石片麻岩,其矿物组合为石榴子石、夕线石、堇青石、黑云母、斜长石、钛铁矿和少量钾长石等。岩相学观察显示,M1阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英,M2阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英+钛铁矿+黑云母,M3阶段矿物组合有堇青石+黑云母+钛铁矿+石英+石榴子石+斜长石±钾长石。相平衡模拟计算结果显示,该岩石的峰期温压条件为p=0.92～1.08 GPa,峰期温度t>790℃,峰期之后经历升温降压的p-T演化轨迹。锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究获得的变质年龄分别为1 133±14 Ma和1 125±37 Ma, 1 133～1 125 Ma应代表了该期麻粒岩相变质作用的时代。结合区域地质资料和已有的研究成果,我们认为乌兰北部察汗河岩群的石榴夕线堇青石片麻岩可能形成于大洋俯冲作用下的弧或弧后构造环境,乌兰北部的岩浆-变质杂岩带经历了从中元古代晚期-新元古代早期俯冲增生到碰撞造山的演化过程,是全球Rodinia超大陆汇聚过程的响应。     

海上复杂断块油田储层流动单元研究与应用——以北部湾A油田A1/A5断块为例

开展海上复杂断块油田储层流动单元研究对刻画储层连通程度、剩余油的分布情况有着十分重要的实际意义。以北部湾A油田A1/A5断块为例,首先对复合砂体内单砂体的识别来建立流动单元研究的精细地质格架,然后结合断层封闭性、隔夹层分布、砂体接触关系所形成的渗流屏障进行流动单元划分。利用主成分分析和相关性分析的方法进行参数优选,确定孔隙度、泥质含量、渗流系数作为研究区流动单元分类的主要参数,并通过神经网络聚类分析将流动单元分为3类。在单井、剖面、平面流动单元展布研究的基础上,运用截断高斯模拟方法建立流动单元三维地质模型。结果表明:Ⅰ类流动单元具有最好的储渗能力,所钻油井累计产量比较高,但分布范围局限,成土豆状分布于水下分流河道中心部分;Ⅱ类分布范围最广,储渗能力较好,分布在水下分流河道微相中,剩余油分布较多,通过调整挖潜可以开发其生产潜力;Ⅲ类大多成条带状分布,主要位于水下溢岸砂沉积部位,储渗能力最差,产量很低,其开发潜力也比较差。