古构造应力场数值模拟及危险性预测研究

在精确确定构造序列与构造格架的基础上,探索出一套从建立构造模型、确定边界条件、选取岩体力学参数与危险性判断准则、计算古构造应力值、预测危险区与安全岛的基本思路与方法。采用有限元法,建立了矿区平面应力与三维构造模型,从加载方式和加载大小两方面模拟历史时期作用于成庄煤矿上的古构造应力。根据地表岩体和深部煤层中的节理,计算其内摩擦角和岩体抵抗变形破坏的能力,获得了古构造应力作用下地表表层、3#煤层的临界区、危险区与安全区。结合研究区节理、断层、褶皱、陷落柱等构造形迹特征,对危险性分区进行综合预测。预测结果揭示,山西晋城成庄煤矿区存在先南北向、后东西向的两期大的古构造运动,即先东西向加载60 MPa,再南北向加载110～180 MPa,可能的危险区分东、西两带,该结论对煤层岩体应力集中带和瓦斯突出区的预测具有重要的意义。     

蒙古塔木察格盆地塔南凹陷下白垩统层序结构类型、控制因素与层序发育模式

利用录井及地震反射资料,采用层序地层学原理对蒙古塔木察格盆地塔南凹陷下白垩统地层层序进行了划分和对比,划分出了4个三级层序（SQ1-SQ4）。在此基础上,结合盆地的构造演化特点,研究了层序结构特征,划分了层序类型,其中,SQ1和SQ2为初始裂谷期湖泊层序,SQ3为裂谷深陷期层序,SQ4为裂谷后过渡层序。层序的结构主要受构造沉降方式控制,塔南凹陷不同时期构造沉降方式不同,形成了3种层序发育模式,即简单箕状斜坡模式、差异沉降构造反转模式、坳陷型层序发育模式,不同的层序发育模式,其地层岩性圈闭的发育和分布不同。     

河南井楼油田一区核三段Ⅲ5-6-Ⅳ1-3小层沉积微相与含油性的关系

针对河南井楼油田一区稠油油藏蒸汽吞吐过程中汽窜严重、低渗透层储量动用程度低等问题,应用高分辨率层序地层对主力油层逐级细分对比,核三段Ⅲ5-6-Ⅳ1-3小层划分为3个中期旋回、10短期旋回、25个超短期旋回。利用岩心、钻井、测井等资料,明确了Ⅲ5-6-Ⅳ1-3小层砂体成因类型,识别出扇三角洲前缘、前三角洲2个亚相和水下分流河道、河道侧翼、分流间湾、远砂坝4个微相。通过基础沉积图件的编制,明确了25个细分小层沉积微相的展布。水下分流河道砂体含油性好,河道侧翼较差,分流间湾为干层,充分说明井楼油田一区为构造岩性控制的油藏,这为井楼油田扩展油气勘探范围提供了一个新的思路。最后讨论了剩余油的分布问题,为下一步开发方案的编制提供可靠的地质依据。     

新疆卡拉麦里地区晚古生代以来不同构造层特征及大地构造意义

摘要：卡拉麦里地区石炭纪以来的岩石地层系统由三大套构造岩石地层单位构成, 分别是以劈理、紧闭褶皱极为发育的卡拉麦里蛇绿混杂岩带为代表的造山带基底层系,以开阔褶皱为主要构造变形的石炭纪后碰撞构造层,和高角度正断层及平缓褶皱较发育的二叠-侏罗纪陆内湖盆构造层。它们分别记录了卡拉麦里地区前石炭纪碰撞造山阶段、石炭纪后碰撞阶段和二叠纪后板内断陷 坳陷阶段的沉积 变形特征。     

库车坳陷-南天山盆山过渡带的收缩构造变形模式

用地面露头、地震和CEMP(连续电磁剖面法)勘探资料揭示的库车坳陷-南天山盆山过渡带构造变形特征难以用经典的“A型俯冲”冲断褶皱楔变形模型来解释,因而文中提出一种“分层变形、垂向叠置”的“非俯冲”收缩构造解释模型。所谓分层变形是指受古近系膏盐岩层和侏罗系含煤地层等软弱岩层分隔,不同深度的岩层发育不同的收缩变形样式;所谓垂向叠置是指不同层次的强变形带在垂向上叠置,不存在区域性大位移的拆离断层。位于盐岩层之上的新生界以滑脱褶皱变形为主,而盐下层的中生界沉积层及盆地基底则以收缩断裂变形为主。浅部的滑脱褶皱表现出紧闭背斜和宽缓向斜组合,背斜具有不对称形态,其核部在古近系盐岩层或侏罗系含煤地层中滑脱,可在陡翼发育破冲断层或缓翼发育顺层滑脱逆冲断层。深层断裂变形以向山脉倾斜的高角度基底卷入逆冲断层为主干断层,断层上盘形成冲断隆起,次级断层相对较少,下盘则发育一系列同向倾斜的次级逆冲断层构成楔状叠瓦冲断构造。深层断层向上延伸在古近系盐岩层中尖灭,部分次级断层向下延伸并在侏罗系含煤地层中或盆地基底面滑脱,但是主干逆冲断层高角度切入基底,向上则对应于浅层背斜的核部。基底卷入的高角度主干逆冲断层可能利用了先存正断层发生反转位移,并成为控制局部构造变形的主要构造要素。天山上升引起的垂直剪切作用是导致库车坳陷-南天山盆山过渡带发育高角度逆冲断层或促成先存正断层的反转的可能原因。     

天山两侧山前新生代构造变形特征及其成因刍议

摘要：天山两侧山前新生代构造变形强烈,是研究盆山耦合动力学机制的理想场所。文中在综合分析前人资料基础上,结合作者的野外观测和分析,综述了天山两侧盆山转换部位不同段的新生代构造变形特征,并进行对比分析。结果显示,新生代构造变形在天山南北山前相似性和差异性共存:变形由山体向盆地扩展,时间逐渐变新;但是南侧比北侧变形起始时间早,地壳缩短量和缩短率大。在东西方向上新生代构造变形也存在明显的分段相似性特征,整体上显示出斜方对称的变形图像:东天山博格达山前为基底式逆冲推覆,南侧为走滑变形;中天山南北两侧为多排子的褶皱 逆冲推覆构造,西天山南侧也为基底式的逆冲推覆,北侧为走滑变形。综合前人研究,认为印度和亚洲大陆的碰撞及其随后陆陆汇聚作用的远程效应,是形成天山两侧山前新生代构造变形在南北方向上相似性和差异性的主要原因;而天山山体内部先存的相对刚性地块和大型断裂,则导致了新生代构造变形的东西向分段差异性和斜方对称的特征。     

准噶尔盆地西北缘冲断构造新解

摘要：准噶尔盆地西北缘最重要的构造特征是发育一组冲断构造。对这组冲断构造的冲断时限和冲断性质的认识不同,导致对准噶尔盆地的属性存在断陷盆地与前陆盆地之争。西北缘花岗岩及其中发育的岩墙群的精确年龄限定了研究区在314～255 Ma中处于伸展状态。西北缘侏罗系沉积范围较三叠系广,早侏罗世发育碱性玄武岩,这些都表明准噶尔盆地在侏罗纪处于伸展阶段,盆地范围不断扩大。西北缘晚三叠世地层不整合覆盖于花岗岩之上,这种现象将本区冲断构造发生的时间限定为晚二叠世至早三叠世,最晚不超过晚三叠世。在地震资料解释的西北缘剖面上,冲断构造的前缘二叠纪地层平缓且厚度稳定。西北缘二叠系发育火山岩,沉积层序具从下到上粒度由粗变细的正旋回沉积特征,沉积速率稳定,沉降曲线由陡变缓,且古地温梯度和大地热流值均较高。西北缘的圈闭类型以岩性地层等非构造圈闭为主,以构造 岩性圈闭为辅。笔者认为西北缘冲断构造的性质是在314～255 Ma伸展阶段与侏罗纪伸展阶段之间发育的一次短期反转构造,发育基底卷入的高角度冲断带,并非大规模与造山作用相关的前陆冲断带。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷挤压构造的发现及其地质意义

海拉尔盆地是叠置于内蒙古-大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中-新生代盆地,总体上呈北东向展布,由三坳、两隆五个一级构造单元组成,自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷, 其中乌尔逊凹陷、贝尔凹陷是位于贝尔湖坳陷凹陷南部的两个二级构造单元。研究表明,乌尔逊-贝尔凹陷在早白垩世大磨拐河期-伊敏期早期、伊敏期末期分别经历了北西 南东向、近东西向两次较长时间的挤压作用,使伸展断陷中的部分控陷正断层发生反转作用,在研究区形成了新的断层传播褶皱、断层转折褶皱以及叠瓦构造和双重构造、突发构造、构造三角带等。由于挤压构造的几何学、运动学特征的不同及隆升速率与同构造生长地层沉积速率的比值在空间上的差异,同挤压地层层序在不同构造部位也表现出不同的沉积特点,其构造特征与造山带十分相似。乌尔逊-贝尔凹陷中两次挤压构造的发现,说明中国东北地区的地壳厚度在早白垩世并非一直处于伸展减薄状态,而是在上述两次挤压时期地壳处于叠置增厚的特点,在空间上形成挤压坳陷型盆地和陆内(板内)造山带相间分布的构造格局。     

南海西北次海盆新生代构造 沉积特征及伸展模式 探讨

通过对穿越西北次海盆的3条地震测线以及一条深反射地震剖面的解释,对其新生代的构造 沉积特征进行研究,探讨了伸展模型,并进而对其新生代的构造演化过程和动力学机制进行了分析。结果显示：西北次海盆在30 Ma时开始发育,断层的活动期集中在渐新世,并大致以海盆中部的岩浆岩凸起为轴对称分布,对渐新统的沉积起控制作用。海盆扩张东强西弱,西部显示出更多的陆缘裂谷盆地的特征。25 Ma后扩张轴向南跃迁,西北次海盆的海底扩张运动停止,进入裂后沉降阶段。构造展布方向受到其南侧的中-西沙地块的影响,大致沿其北部边界展布。深反射地震剖面所反映的深部地壳结构也显示出大致沿海盆中轴对称的特征,显示研究区很可能为纯剪的变形模式。     

中国前陆盆地构造地质特征综述与油气勘探

中国特定环境下发育的前陆盆地和冲断带在地质构造上具有许多的特殊性。在综述前人认识的基础上,笔者通过对中国前陆盆地的构造演化历程、沉积充填特征、构造成因及其空间分布规律、构造变形特征等的研究,提出了中国前陆盆地构造地质发育的5个主要特征:(1)两种不同性质的原型盆地发生正反转的叠合性,即挤压构造下作为“本体”的前陆层序与拉张构造下作为“基础”的裂谷、断陷盆地之间的叠置;(2)显生宙以来中国大陆先后发生了4期前陆冲断构造演化的多期性,它们分别是加里东晚期、海西晚期、印支期和喜马拉雅晚期;(3)基于小克拉通基底拼贴后在造山带前缘复活再生的继承性,即统一拼合大陆内部的构造变形导致古造山带的复活,在古造山带边缘发育新生代前陆盆地或前陆冲断带;(4)在空间分布上受环青藏高原巨型盆山体系控制发生陆内变形的系统性,在环青藏高原巨型盆山体系内构造变形强度、盆地沉降幅度、盆山耦合程度等从内环向外环依次降低,从古造山带向克拉通方向构造变形强度依次降低,构造变形样式逐渐简单、构造变形时间依次变新;(5)前陆冲断带的构造样式由于受边界力学条件和沉积地层介质作用而具有多变性,存在沉积盖层内脆性变形的断层相关褶皱、造山带前缘韧性变形的基底卷入构造、与走滑构造相伴生的基底卷入的断层相关褶皱、盆地内部塑性变形的盐构造。正是因为上述地质构造的特殊性,决定了油气聚集与分布特征的规律性和复杂性,由此提出了相应的一些构造地质研究与油气勘探工作的建议。