基于物理-数值联合模拟的多期断裂形成机制及演化研究

针对多期叠加构造体系形成机制研究中存在的问题,以南堡凹陷3号构造古近系中大量存在的"X"型断裂样式为例,应用构造体系复合理论、构造物理-数值联合模拟分析裂陷盆地深部先期构造对晚期断裂形成和演化控制作用以及叠加构造形成力学机理,建立空间展布几何模式。研究认为:两期断裂系统的叠加规律主要受控于先期断裂的力学强度、晚期应力强度、先期断裂走向与后期应力方向之间的关系;先期断裂可以影响局部应力场的分布以及地层的力学强度,进而影响后期发育断裂的分布,后期应力场既可以使早期断裂继续扩展,也可以导致地层发生破裂产生新的断裂;伸展背景下,当后期张应力与早期断裂夹角小于30°时,只沿先期断裂扩展而不产生新的断裂;以不整合面分割形成的空间地质力学结构层,受后期强烈作用时,容易发生"变形不协调"现象,垂向上断裂系统具有明显不连续性,产状发生改变。因此,多期叠加断裂系统的形成和发育直接受控于郯庐断裂古近纪以来地质力学性质的转变。     

磨溪-高石梯区块断层对裂缝分布的控制作用

为了查明磨溪-高石梯区块断层展布与裂缝分布特征，以地质力学理论为指导，利用地震、测录井、岩芯及相关实验测试资料，识别不同断层类型，划分断层级别，开展裂缝定量预测工作，建立断层与裂缝分布关系模式。结果表明，磨溪-高石梯区块断层在纵向上规模大，延伸长，断开层位多，具有明显的分层性，可划分为3个构造层，且在平面上具有显著的分区性和分带性。不同规模、走向及性质的断层对裂缝的分布影响显著，裂缝密度普遍在1.5~5.0条/m，最高为7.0条/m，高值区主要分布于断层及其周缘。裂缝开度在断层发育带最高可达3 mm。磨溪-高石梯区块是一套断层-裂缝共生系统，主断裂控制次级断裂及裂缝的发育，次级断层控制局部裂缝发育。