2025, 31(2): 169-196.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024106
2025, 31(2): 197-210.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2023169
2025, 31(2): 211-222.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024114
2025, 31(2): 223-234.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024039
2025, 31(2): 235-247.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024124
2025, 31(2): 248-266.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024059
2025, 31(2): 267-277.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024084
2025, 31(2): 278-286.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024136
2025, 31(2): 287-300.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024127
2025, 31(2): 301-312.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024093
2025, 31(2): 313-324.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024036
2025, 31(2): 325-339.
doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024083
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025043
摘要:
鲁西位于华北克拉通东部,是太古宙基底典型分布区域之一,且整体呈NW—SE向带状展布。该地区不仅保留了新太古代不同阶段、不同类型的岩浆作用记录,同时保存了丰富的深熔-流变构造及韧性变形叠加记录,对我们深入了解华北克拉通该时期构造演化历史具有重要意义。徂徕山地区位于鲁西构造带中部(B带),深熔作用和韧性变形均十分发育,是深入认识鲁西地壳深熔作用及叠加变形的最佳场所。因此,选择该地区黄石崖村典型露头的混合岩作为研究对象,通过系统的野外构造解析、室内岩相学及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,进而限定新太古代晚期深熔作用和韧性变形的时空耦合关系及其构造演化。野外观察显示该地区构造线整体呈NW—SE向展布,斜长角闪岩中发育大量长英质熔体,主要沿其面理呈条带状展布,少数呈网脉状或浸染状,揉流褶皱发育。岩相学观察可见石英颗粒沿着受到侵蚀的钾长石和斜长石的不规则边界分布,含有小熔体囊、串珠状和熔体膜。二者综合指示该区发生强烈深熔作用,且新生的熔体降低了整体的岩石强度,更令其容易受到后期韧性变形的叠加。同时,NE—SW向水平挤压应力又进一步促进了区域NW—SE向伸展,与斜长角闪岩形成一致的近直立面理和近水平矿物拉伸线理,显示出区域水平向近压扁型应变为主导的变形特征。为限定区域变形时代,我们选取该区域典型的残留体-熔体-脉体并开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试。结果显示,残留相斜长角闪岩的熔体结晶年龄为~2503 Ma,代表了区域深熔作用的时代。同构造二长花岗岩获得了~2497 Ma的结晶年龄,代表了区域同构造岩浆事件的时代,而未变形的伟晶岩脉体形成于~2465 Ma,进而限定了区域韧性变形时代为2497~2465 Ma。综上所述,鲁西在新太古代晚期经历了强烈的深熔作用,并快速叠加了NE—SW水平向挤压应力场下以近压扁型应变为主的变形,深熔作用又促进了NW—SE向伸展韧性变形的发育。二者时空上密切协同作用,最终造就了鲁西地区新太古代地壳构造变形样式。
鲁西位于华北克拉通东部,是太古宙基底典型分布区域之一,且整体呈NW—SE向带状展布。该地区不仅保留了新太古代不同阶段、不同类型的岩浆作用记录,同时保存了丰富的深熔-流变构造及韧性变形叠加记录,对我们深入了解华北克拉通该时期构造演化历史具有重要意义。徂徕山地区位于鲁西构造带中部(B带),深熔作用和韧性变形均十分发育,是深入认识鲁西地壳深熔作用及叠加变形的最佳场所。因此,选择该地区黄石崖村典型露头的混合岩作为研究对象,通过系统的野外构造解析、室内岩相学及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,进而限定新太古代晚期深熔作用和韧性变形的时空耦合关系及其构造演化。野外观察显示该地区构造线整体呈NW—SE向展布,斜长角闪岩中发育大量长英质熔体,主要沿其面理呈条带状展布,少数呈网脉状或浸染状,揉流褶皱发育。岩相学观察可见石英颗粒沿着受到侵蚀的钾长石和斜长石的不规则边界分布,含有小熔体囊、串珠状和熔体膜。二者综合指示该区发生强烈深熔作用,且新生的熔体降低了整体的岩石强度,更令其容易受到后期韧性变形的叠加。同时,NE—SW向水平挤压应力又进一步促进了区域NW—SE向伸展,与斜长角闪岩形成一致的近直立面理和近水平矿物拉伸线理,显示出区域水平向近压扁型应变为主导的变形特征。为限定区域变形时代,我们选取该区域典型的残留体-熔体-脉体并开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试。结果显示,残留相斜长角闪岩的熔体结晶年龄为~2503 Ma,代表了区域深熔作用的时代。同构造二长花岗岩获得了~2497 Ma的结晶年龄,代表了区域同构造岩浆事件的时代,而未变形的伟晶岩脉体形成于~2465 Ma,进而限定了区域韧性变形时代为2497~2465 Ma。综上所述,鲁西在新太古代晚期经历了强烈的深熔作用,并快速叠加了NE—SW水平向挤压应力场下以近压扁型应变为主的变形,深熔作用又促进了NW—SE向伸展韧性变形的发育。二者时空上密切协同作用,最终造就了鲁西地区新太古代地壳构造变形样式。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025021
摘要:
川藏铁路沿线高地应力问题突出,导致硬岩岩爆和软岩大变形等灾变现象频发,严重影响着川藏铁路隧道建设。通过搜集川藏铁路雅林段沿线地应力实测数据366组以及川藏铁路沿线区域内28座隧道灾变案例,从应力分区角度刻画沿线地应力特征,梳理总结高地应力灾变案例并对川藏铁路廊道沿线区域的高地应力特征进行评价。研究结果表明,川藏铁路雅林段所经过的B218、B219和B222应力分区,其间最大、最小水平主应力量值随着埋深的不断增加而增大,埋深1000 m的应力量值范围为30.80~37.50 MPa和21.40~23.56 MPa,埋深2500 m的应力量值范围为69.80~90.00 MPa和48.40~56.56 MPa。其最大水平主应力优势方向分别为北西西向、北西向和北东向,并与震源机制解结果基本一致,局部有所偏转。侧压力系数kH普遍大于1,表明川藏铁路沿线主要受最大水平主应力影响。各应力分区应力值在埋深500 m以下主要深部范围表现为SH>SV>Sh,表明该沿线地应力状态主要为走滑型。各应力分区的μm值均集中在0.3附近,表明该沿线地应力积累水平较低。28个隧道灾变案例中(12个为硬岩岩爆,16个为软岩大变形),发生岩爆的隧道最小埋深为700 m,发生大变形的隧道最小埋深为275 m。其中有9座隧道地应力评价等级为高,19座隧道地应力等级评价为极高,表明高地应力是灾变频发的根本原因。通过对比各类隧道灾变判据与实际隧道灾变等级,得出相对适用于川藏铁路隧道岩爆预测和大变形预测的判据,为后续川藏铁路隧道建设提供了案例依据。研究结果为川藏铁路沿线区域的地应力状态分析与高地应力灾变防控提供了关键依据,对提升隧道工程安全性和施工效率具有重要工程指导意义。
川藏铁路沿线高地应力问题突出,导致硬岩岩爆和软岩大变形等灾变现象频发,严重影响着川藏铁路隧道建设。通过搜集川藏铁路雅林段沿线地应力实测数据366组以及川藏铁路沿线区域内28座隧道灾变案例,从应力分区角度刻画沿线地应力特征,梳理总结高地应力灾变案例并对川藏铁路廊道沿线区域的高地应力特征进行评价。研究结果表明,川藏铁路雅林段所经过的B218、B219和B222应力分区,其间最大、最小水平主应力量值随着埋深的不断增加而增大,埋深1000 m的应力量值范围为30.80~37.50 MPa和21.40~23.56 MPa,埋深2500 m的应力量值范围为69.80~90.00 MPa和48.40~56.56 MPa。其最大水平主应力优势方向分别为北西西向、北西向和北东向,并与震源机制解结果基本一致,局部有所偏转。侧压力系数kH普遍大于1,表明川藏铁路沿线主要受最大水平主应力影响。各应力分区应力值在埋深500 m以下主要深部范围表现为SH>SV>Sh,表明该沿线地应力状态主要为走滑型。各应力分区的μm值均集中在0.3附近,表明该沿线地应力积累水平较低。28个隧道灾变案例中(12个为硬岩岩爆,16个为软岩大变形),发生岩爆的隧道最小埋深为700 m,发生大变形的隧道最小埋深为275 m。其中有9座隧道地应力评价等级为高,19座隧道地应力等级评价为极高,表明高地应力是灾变频发的根本原因。通过对比各类隧道灾变判据与实际隧道灾变等级,得出相对适用于川藏铁路隧道岩爆预测和大变形预测的判据,为后续川藏铁路隧道建设提供了案例依据。研究结果为川藏铁路沿线区域的地应力状态分析与高地应力灾变防控提供了关键依据,对提升隧道工程安全性和施工效率具有重要工程指导意义。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025037
摘要:
青藏高原东北缘弧形构造带是青藏高原侧向生长的独特边界,以垂直于高原扩展方向的盆-山相间的弧形地貌为特征,代表了青藏高原扩展的独特生长方式。本研究旨在运用三维有限元粘-塑性大变形数值模拟方法再现青藏高原东北缘弧形构造带的形成和演化过程,提出弧形构造生长的新构造样式和变形机制。本次模拟基于大量地质与地球物理资料,测试了银川盆地阻挡和弱的下地壳对弧形构造带内断裂发育的控制作用,结果表明在青藏高原向东北扩展的过程中,地壳缩短增厚变形由高原向东北传播,受NE-SW向挤压作用,地块围限的中-新生代盆地区(弧形构造带)的深部物质向东北迁移,在受到刚性的鄂尔多斯和阿拉善地块阻挡后,向强度相对较弱的银川盆地有限挤入。银川盆地的阻挡是弧形构造带断裂在浅部地壳形成和发育的重要条件。弱的下地壳对弧形构造带内断裂发育有促进作用,但不是断裂形成的必要条件。本文通过分析青藏高原东北缘弧形构造带地表和三条剖面最大剪应变率分布特征及其随时间演化的规律,提出弧形构造带在深部总体上表现为“对冲”构造样式,变形机制表现为深-浅解耦。弧形构造带岩石圈沿20 km和40 km深度发生变形解耦,形成3个构造层,即中-上地壳以逆冲-褶皱构造为主,调节地壳水平缩短和垂向增厚;弱的下地壳则以韧-塑性变形完成地壳水平缩短和垂向增厚,并作为弧形构造发育的滑脱层;岩石圈地幔由于Moho面的调节作用,存在一定程度的缩短增厚。在南、北缘先存断裂的控制下,弧形构造主控断裂同步发育,随后向深部扩展,最终切入中地壳。本研究深化了对青藏高原隆升和横向生长过程的认识,为研究弧形构造形成的深-浅作用过程提供了参考。
青藏高原东北缘弧形构造带是青藏高原侧向生长的独特边界,以垂直于高原扩展方向的盆-山相间的弧形地貌为特征,代表了青藏高原扩展的独特生长方式。本研究旨在运用三维有限元粘-塑性大变形数值模拟方法再现青藏高原东北缘弧形构造带的形成和演化过程,提出弧形构造生长的新构造样式和变形机制。本次模拟基于大量地质与地球物理资料,测试了银川盆地阻挡和弱的下地壳对弧形构造带内断裂发育的控制作用,结果表明在青藏高原向东北扩展的过程中,地壳缩短增厚变形由高原向东北传播,受NE-SW向挤压作用,地块围限的中-新生代盆地区(弧形构造带)的深部物质向东北迁移,在受到刚性的鄂尔多斯和阿拉善地块阻挡后,向强度相对较弱的银川盆地有限挤入。银川盆地的阻挡是弧形构造带断裂在浅部地壳形成和发育的重要条件。弱的下地壳对弧形构造带内断裂发育有促进作用,但不是断裂形成的必要条件。本文通过分析青藏高原东北缘弧形构造带地表和三条剖面最大剪应变率分布特征及其随时间演化的规律,提出弧形构造带在深部总体上表现为“对冲”构造样式,变形机制表现为深-浅解耦。弧形构造带岩石圈沿20 km和40 km深度发生变形解耦,形成3个构造层,即中-上地壳以逆冲-褶皱构造为主,调节地壳水平缩短和垂向增厚;弱的下地壳则以韧-塑性变形完成地壳水平缩短和垂向增厚,并作为弧形构造发育的滑脱层;岩石圈地幔由于Moho面的调节作用,存在一定程度的缩短增厚。在南、北缘先存断裂的控制下,弧形构造主控断裂同步发育,随后向深部扩展,最终切入中地壳。本研究深化了对青藏高原隆升和横向生长过程的认识,为研究弧形构造形成的深-浅作用过程提供了参考。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024075
摘要:
哈山山前超剥带油气资源丰富,具有多层系含油、源藏关系复杂的特点,超浅层是目前哈山地区储量及勘探的重点层系,分析超浅层油气藏充注时期和调整过程等成藏机理问题,对于哈山油藏富集规律研究具有重要的理论和实际意义。本文通过对哈山山前地区油气藏内岩石样品,进行流体包裹体的均一温度、盐水包裹体的盐度特征以及定量颗粒荧光、方解石U-Pb定年等分析,开展油气包裹体特征、地层古温度和古油藏流体界面的研究,标定热事件时间,探讨了该区域超浅层油藏成藏成因、特征及成藏期次和聚集机理。研究结果表明,研究区受到至少两次热事件影响,流体包裹体的类型多样,发育三种荧光颜色的烃类包裹体,发现油藏后期调整的证据,揭示研究区经历三期油气充注和调整过程,油气成藏时间为中晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世。应用流体包裹体、定量颗粒荧光和方解石U-Pb定年耦合技术为复杂构造带油气成藏提供了重要的方法手段。
哈山山前超剥带油气资源丰富,具有多层系含油、源藏关系复杂的特点,超浅层是目前哈山地区储量及勘探的重点层系,分析超浅层油气藏充注时期和调整过程等成藏机理问题,对于哈山油藏富集规律研究具有重要的理论和实际意义。本文通过对哈山山前地区油气藏内岩石样品,进行流体包裹体的均一温度、盐水包裹体的盐度特征以及定量颗粒荧光、方解石U-Pb定年等分析,开展油气包裹体特征、地层古温度和古油藏流体界面的研究,标定热事件时间,探讨了该区域超浅层油藏成藏成因、特征及成藏期次和聚集机理。研究结果表明,研究区受到至少两次热事件影响,流体包裹体的类型多样,发育三种荧光颜色的烃类包裹体,发现油藏后期调整的证据,揭示研究区经历三期油气充注和调整过程,油气成藏时间为中晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世。应用流体包裹体、定量颗粒荧光和方解石U-Pb定年耦合技术为复杂构造带油气成藏提供了重要的方法手段。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024126
摘要:
软弱层作为控制构造变形的重要地质单元,广泛存在于沉积盆地中,具有相对较低的抗剪强度、硬度和显著的塑性流动性等特征。这些特性使其在侧向挤压的条件下不易发生脆性破裂,同时具有较高的封闭性,为油气成藏提供了优良的盖层条件。然而,软弱层的广泛发育也使得盆地内的构造变形样式更加复杂。因此,基于对软弱层力学特性及其相关构造变形演化分析的研究,选取典型的“坪-坡-坪”式断裂作为先存断裂构造,设置先存断裂之上有无软弱层的对照试验,利用有限元计算方法,对两组模型施加侧向挤压的条件进行数值模拟试验。通过对比两组模型的模拟结果,系统分析先存断裂上覆的软弱层在构造运动过程中对构造变形的控制作用,并探讨软弱层厚度与上覆褶皱波长的关系。研究结果表明:(1)软弱层是引发构造分层变形的重要因素之一。在侧向挤压条件下,软弱层发生塑性流动并伴随局部的增厚与减薄,其对下伏构造变形的应变具有显著吸收作用,从而在软弱层上下形成垂向解耦的变形模式;(2)软弱层的厚度与其上覆褶皱波长呈正相关关系。软弱层越厚,上覆褶皱的波长越大、波幅越小、水平延展规模越广,且分层变形的特征越明显;(3)软弱层对下伏构造变形具有调控作用。软弱层的存在使下伏构造的变形样式更趋陡倾,而上覆构造变形表现为相对平缓的褶皱形态。
软弱层作为控制构造变形的重要地质单元,广泛存在于沉积盆地中,具有相对较低的抗剪强度、硬度和显著的塑性流动性等特征。这些特性使其在侧向挤压的条件下不易发生脆性破裂,同时具有较高的封闭性,为油气成藏提供了优良的盖层条件。然而,软弱层的广泛发育也使得盆地内的构造变形样式更加复杂。因此,基于对软弱层力学特性及其相关构造变形演化分析的研究,选取典型的“坪-坡-坪”式断裂作为先存断裂构造,设置先存断裂之上有无软弱层的对照试验,利用有限元计算方法,对两组模型施加侧向挤压的条件进行数值模拟试验。通过对比两组模型的模拟结果,系统分析先存断裂上覆的软弱层在构造运动过程中对构造变形的控制作用,并探讨软弱层厚度与上覆褶皱波长的关系。研究结果表明:(1)软弱层是引发构造分层变形的重要因素之一。在侧向挤压条件下,软弱层发生塑性流动并伴随局部的增厚与减薄,其对下伏构造变形的应变具有显著吸收作用,从而在软弱层上下形成垂向解耦的变形模式;(2)软弱层的厚度与其上覆褶皱波长呈正相关关系。软弱层越厚,上覆褶皱的波长越大、波幅越小、水平延展规模越广,且分层变形的特征越明显;(3)软弱层对下伏构造变形具有调控作用。软弱层的存在使下伏构造的变形样式更趋陡倾,而上覆构造变形表现为相对平缓的褶皱形态。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024089
摘要:
断裂及其影响带作为构造地质学中基本的构造单元之一,其在揭示区域构造演化规律、探究断裂构造演化特征、指示地下流体运移路径、评价重大工程岩体稳定性等方面具有重要的研究和工程意义。然而,传统研究方法多依赖人工编录获取断裂及周边的节理构造信息,存在着效率低下、易受复杂地形限制等问题。近年新兴起的无人机航测技术很好了弥补了传统方法中的不足,该方法集数据采集、地形测绘和动态监测为一体,其生成的高分辨率数字模型和影像,能更有效的减少野外工作量,更直观的展现地貌特征,更方便的提取构造信息。为了更好地该方法推广至构造地质,尤其是断裂及影响带研究这一领域。我们在开展了大量文献调研的基础上,介绍了无人机航测技术的基本原理、断裂影响带的定义及伴生构造,列举了目前应用较多的断裂影响带范围、构造特征的识别方法以及应用案例。并归纳整理了部分无人机航测技术在断裂影响带中的应用场景。总的来说,目前无人机航测技术在前端(构造信息拾取)和后端(构造信息解译)中还存在尚未解决的问题,但因其便利性、直观性等优势,使得这种方法在未来仍然拥有广阔的应用空间。
断裂及其影响带作为构造地质学中基本的构造单元之一,其在揭示区域构造演化规律、探究断裂构造演化特征、指示地下流体运移路径、评价重大工程岩体稳定性等方面具有重要的研究和工程意义。然而,传统研究方法多依赖人工编录获取断裂及周边的节理构造信息,存在着效率低下、易受复杂地形限制等问题。近年新兴起的无人机航测技术很好了弥补了传统方法中的不足,该方法集数据采集、地形测绘和动态监测为一体,其生成的高分辨率数字模型和影像,能更有效的减少野外工作量,更直观的展现地貌特征,更方便的提取构造信息。为了更好地该方法推广至构造地质,尤其是断裂及影响带研究这一领域。我们在开展了大量文献调研的基础上,介绍了无人机航测技术的基本原理、断裂影响带的定义及伴生构造,列举了目前应用较多的断裂影响带范围、构造特征的识别方法以及应用案例。并归纳整理了部分无人机航测技术在断裂影响带中的应用场景。总的来说,目前无人机航测技术在前端(构造信息拾取)和后端(构造信息解译)中还存在尚未解决的问题,但因其便利性、直观性等优势,使得这种方法在未来仍然拥有广阔的应用空间。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025015
摘要:
胶东半岛是中国最大的金矿矿集区,也是全球第三大金矿富集区。区内绝大部分金矿床形成于早白垩世,受北东—北北东走向正断层控制,然而,该区大型金矿床主要分布于胶西北,胶东东部金矿探明储量相对较少。郭城金矿是位于胶莱盆地东北缘的一个中型金矿床,矿区内构造复杂且以断裂构造为主,矿体主要产于断层内,但分布规律性较差,控矿规律有待深入研究。文章通过详细的地表和井下构造调查发现,矿体受控于逆冲断裂系统,主要赋存于荆山群大理岩和牧牛山花岗岩内。精细构造解析表明,矿区经历了多期次的缩短和伸展变形:第一期北西—南东向挤压作用形成了矿区北东向主断层及一系列次级断层;第二期北西—南东向伸展作用导致北东向中基性岩墙群侵位、以土堆断裂为代表的正断层发育,以及北东向先存断层的伸展活化;第三期为北东—南西向缩短变形,形成了一系列破矿断层和先存断层的再活动。该研究厘定了北东向断层为主要控矿断层,建立了含矿断层与郭城断裂、后夼东断裂间的耦合关系,提出了容矿构造属于北东向主断裂下盘的张剪性次级构造。该结论也预测了后夼东断裂下盘的工程空白区存在潜在矿体,并得到钻探工程的成功验证。结合前期研究成果发现,郭城金矿床尽管也形成于早白垩世,但其控矿构造特征与胶西北金矿床具有明显的差异,指示胶东半岛金成矿期的伸展变形具有明显的不均一性。因此,成矿前北西—南东向挤压作用形成的逆冲断裂系统在胶东东部地区也是一种重要的控矿构造。
胶东半岛是中国最大的金矿矿集区,也是全球第三大金矿富集区。区内绝大部分金矿床形成于早白垩世,受北东—北北东走向正断层控制,然而,该区大型金矿床主要分布于胶西北,胶东东部金矿探明储量相对较少。郭城金矿是位于胶莱盆地东北缘的一个中型金矿床,矿区内构造复杂且以断裂构造为主,矿体主要产于断层内,但分布规律性较差,控矿规律有待深入研究。文章通过详细的地表和井下构造调查发现,矿体受控于逆冲断裂系统,主要赋存于荆山群大理岩和牧牛山花岗岩内。精细构造解析表明,矿区经历了多期次的缩短和伸展变形:第一期北西—南东向挤压作用形成了矿区北东向主断层及一系列次级断层;第二期北西—南东向伸展作用导致北东向中基性岩墙群侵位、以土堆断裂为代表的正断层发育,以及北东向先存断层的伸展活化;第三期为北东—南西向缩短变形,形成了一系列破矿断层和先存断层的再活动。该研究厘定了北东向断层为主要控矿断层,建立了含矿断层与郭城断裂、后夼东断裂间的耦合关系,提出了容矿构造属于北东向主断裂下盘的张剪性次级构造。该结论也预测了后夼东断裂下盘的工程空白区存在潜在矿体,并得到钻探工程的成功验证。结合前期研究成果发现,郭城金矿床尽管也形成于早白垩世,但其控矿构造特征与胶西北金矿床具有明显的差异,指示胶东半岛金成矿期的伸展变形具有明显的不均一性。因此,成矿前北西—南东向挤压作用形成的逆冲断裂系统在胶东东部地区也是一种重要的控矿构造。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024094
摘要:
文章针对人工样品的不可逆变形,通过一系列标准化试验深入探究其力学行为。研究的主要思路在于制备具有预定本构行为模型的人造材料。借助这些材料特性描述清晰的优势,未来有望针对类岩石材料开展各类机械过程的可控试验,为岩石力学领域理论模型的进一步发展与验证提供有力支撑。通过对一组制备的人工样品进行加在试验并全面评估,旨在确定三轴压缩试验和单轴拉伸条件下样品的流变特性。对 9 个样品进行了不同径向应力水平(0~5 MPa)的三轴加载试验。在控制径向应变和体积应变的情况下,将样品加载至屈服点。试验结果包含轴向和径向应力与应变之间的相互关系,并使用德鲁克-普拉格屈服面进行分析。材料硬化通过非关联塑性流动规律与盖模型加以考虑。采用有限差分法对样品加载进行数值建模。通过调整数学模型参数,尽量减少数值模型结果与试验数据之间的差异。对确定模型所有参数所需的一系列试验研究的设计进行了深入探讨。研究表明,所建立的数学模型能够可靠地再现所研究材料的非弹性行为,并可用于解决连续介质力学中的一系列应用问题,特别是弹塑性介质中水力断裂增长的数值模拟问题。研究结果表明,在施加横向载荷(0~5 MPa)的整个范围内,弹性极限在 2~4 MPa之间变化,之后材料开始出现塑性行为。进一步的研究表明,当侧向载荷≥ 3 MPa时,材料开始出现超过屈服点的压实现象。根据横向载荷等于 1.4 MPa时体积应变的相关性判断,即使横向载荷低于 3 MPa,压实也应开始出现。同时,在对这种材料的水力压裂过程进行建模时,必须考虑到材料的塑性行为,由此得出的模型材料塑性参数可用于对所考虑岩石的弹塑性变形进行数值建模,包括孔隙弹塑性介质中的水力压裂增长过程。 文章提出的用于解释试验研究结果的程序能够为具有非弹性应变累积的岩体中的力学行为数值建模提供有力支持,从而提高用于优化油气田开发的地质力学模型的可靠性。
文章针对人工样品的不可逆变形,通过一系列标准化试验深入探究其力学行为。研究的主要思路在于制备具有预定本构行为模型的人造材料。借助这些材料特性描述清晰的优势,未来有望针对类岩石材料开展各类机械过程的可控试验,为岩石力学领域理论模型的进一步发展与验证提供有力支撑。通过对一组制备的人工样品进行加在试验并全面评估,旨在确定三轴压缩试验和单轴拉伸条件下样品的流变特性。对 9 个样品进行了不同径向应力水平(0~5 MPa)的三轴加载试验。在控制径向应变和体积应变的情况下,将样品加载至屈服点。试验结果包含轴向和径向应力与应变之间的相互关系,并使用德鲁克-普拉格屈服面进行分析。材料硬化通过非关联塑性流动规律与盖模型加以考虑。采用有限差分法对样品加载进行数值建模。通过调整数学模型参数,尽量减少数值模型结果与试验数据之间的差异。对确定模型所有参数所需的一系列试验研究的设计进行了深入探讨。研究表明,所建立的数学模型能够可靠地再现所研究材料的非弹性行为,并可用于解决连续介质力学中的一系列应用问题,特别是弹塑性介质中水力断裂增长的数值模拟问题。研究结果表明,在施加横向载荷(0~5 MPa)的整个范围内,弹性极限在 2~4 MPa之间变化,之后材料开始出现塑性行为。进一步的研究表明,当侧向载荷≥ 3 MPa时,材料开始出现超过屈服点的压实现象。根据横向载荷等于 1.4 MPa时体积应变的相关性判断,即使横向载荷低于 3 MPa,压实也应开始出现。同时,在对这种材料的水力压裂过程进行建模时,必须考虑到材料的塑性行为,由此得出的模型材料塑性参数可用于对所考虑岩石的弹塑性变形进行数值建模,包括孔隙弹塑性介质中的水力压裂增长过程。 文章提出的用于解释试验研究结果的程序能够为具有非弹性应变累积的岩体中的力学行为数值建模提供有力支持,从而提高用于优化油气田开发的地质力学模型的可靠性。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025001
摘要:
小南海地震作为重庆地区震级最大的历史地震事件,其地震学参数解析对区域地震危险性评价及抗震设防标准制定具有重要科学意义。针对历史地震研究受限于观测资料缺失的瓶颈问题,一种通过典型地震遗迹反演地震参数的方法被提出,系统重建了小南海历史地震参数。基于对地震地质灾害遗迹高精度遥感解译与现场调查,显示小南海地震触发的滑坡群具有显著近南北向优势展布特征,与历史记载的有感范围椭圆长轴方向近似一致,指示该地震的发震构造可能为NNW向仰头山断层。通过地质灾害体的高精度遥感解译,获得滑坡朝向、堆积物的滑动方向和展布特征,首次发现多个滑坡体的堆积物都具有向SE方向运动特征,据此推断地震动力学过程以SE向错动为主。进一步结合鲁甸地震的地质灾害分布特征与发震构造之间的关系,以及渝东南地震成因机理,论证地震学参数的合理性。研究创新性揭示该地震具有"岩溶-构造"复合致灾机制:在NW-SE向构造应力持续作用下,沿断裂带或优势节理方向发育的串珠状岩溶洞穴形成天然弱化带,导致应力集中,发生左旋走滑兼逆冲性质的错动,最终引发兼具构造地震与岩溶塌陷特征的特殊震例。该成果为历史地震参数重建提供了"地质遗迹-动力学反演"新方法,对岩溶地区地震危险性评估具有重要指导价值。
小南海地震作为重庆地区震级最大的历史地震事件,其地震学参数解析对区域地震危险性评价及抗震设防标准制定具有重要科学意义。针对历史地震研究受限于观测资料缺失的瓶颈问题,一种通过典型地震遗迹反演地震参数的方法被提出,系统重建了小南海历史地震参数。基于对地震地质灾害遗迹高精度遥感解译与现场调查,显示小南海地震触发的滑坡群具有显著近南北向优势展布特征,与历史记载的有感范围椭圆长轴方向近似一致,指示该地震的发震构造可能为NNW向仰头山断层。通过地质灾害体的高精度遥感解译,获得滑坡朝向、堆积物的滑动方向和展布特征,首次发现多个滑坡体的堆积物都具有向SE方向运动特征,据此推断地震动力学过程以SE向错动为主。进一步结合鲁甸地震的地质灾害分布特征与发震构造之间的关系,以及渝东南地震成因机理,论证地震学参数的合理性。研究创新性揭示该地震具有"岩溶-构造"复合致灾机制:在NW-SE向构造应力持续作用下,沿断裂带或优势节理方向发育的串珠状岩溶洞穴形成天然弱化带,导致应力集中,发生左旋走滑兼逆冲性质的错动,最终引发兼具构造地震与岩溶塌陷特征的特殊震例。该成果为历史地震参数重建提供了"地质遗迹-动力学反演"新方法,对岩溶地区地震危险性评估具有重要指导价值。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025011
摘要:
延长组长7段作为安塞油田的关键开发层位,其储层的成因和孔隙结构控制着储层质量,进而对页岩油的产量有显著影响。安塞油田面临常规资源潜力匮乏,储量接替难度大的难题,目前增储的主要目标为页岩油储层,因此明确不同储层的孔隙结构与成因,对于油田勘探开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地安塞油田延长组长7段夹层型页岩油储层为研究对象,通过开展扫描电镜、铸体薄片、低温氮气吸附、高压压汞和核磁共振等实验,明确不同尺寸孔隙对于储层品质的影响,并从沉积环境与成岩作用的角度揭示不同储层的成因。结果表明:(1):储层孔隙类型主要有长石溶孔、残余粒间孔、粒间溶孔、黏土晶间孔以及少量的微裂缝;其中长石溶孔主要发育微米级孔隙,而黏土晶间孔以纳米级孔隙为主。(2)储层整体排驱压力较高,进汞饱和度较低,吼道半径以纳米为主,储层孔径在500μm以下的孔隙多呈开放型的平行板状和狭缝形,同时发育少量的墨水瓶型孔隙。(3)储层孔径主要小于300μm,且随着样品物性变好,储层内较大尺寸的孔隙占比也在逐渐增大。(4)优质储层的成因主要划分为两类:东北方向靠近物源,水动力强,颗粒分选性好,容易发育绿泥石膜,而绿泥石膜保护了颗粒之间的原生粒间孔,在发生压实作用后保留了较多的残余粒间孔形成优质储层;西南方向远离物源方向,水体深度增加水动力弱,靠近烃源岩发育区,容易被烃源岩产生的有机酸溶蚀改造,发育较多溶蚀孔隙,也可以形成大量优质储层。
延长组长7段作为安塞油田的关键开发层位,其储层的成因和孔隙结构控制着储层质量,进而对页岩油的产量有显著影响。安塞油田面临常规资源潜力匮乏,储量接替难度大的难题,目前增储的主要目标为页岩油储层,因此明确不同储层的孔隙结构与成因,对于油田勘探开发具有重要意义。以鄂尔多斯盆地安塞油田延长组长7段夹层型页岩油储层为研究对象,通过开展扫描电镜、铸体薄片、低温氮气吸附、高压压汞和核磁共振等实验,明确不同尺寸孔隙对于储层品质的影响,并从沉积环境与成岩作用的角度揭示不同储层的成因。结果表明:(1):储层孔隙类型主要有长石溶孔、残余粒间孔、粒间溶孔、黏土晶间孔以及少量的微裂缝;其中长石溶孔主要发育微米级孔隙,而黏土晶间孔以纳米级孔隙为主。(2)储层整体排驱压力较高,进汞饱和度较低,吼道半径以纳米为主,储层孔径在500μm以下的孔隙多呈开放型的平行板状和狭缝形,同时发育少量的墨水瓶型孔隙。(3)储层孔径主要小于300μm,且随着样品物性变好,储层内较大尺寸的孔隙占比也在逐渐增大。(4)优质储层的成因主要划分为两类:东北方向靠近物源,水动力强,颗粒分选性好,容易发育绿泥石膜,而绿泥石膜保护了颗粒之间的原生粒间孔,在发生压实作用后保留了较多的残余粒间孔形成优质储层;西南方向远离物源方向,水体深度增加水动力弱,靠近烃源岩发育区,容易被烃源岩产生的有机酸溶蚀改造,发育较多溶蚀孔隙,也可以形成大量优质储层。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024125
摘要:
拉脊山-积石山是青藏高原东北缘向北东方向挤压扩展的一条重要的弧形构造带,受拉脊山南缘断裂和拉脊山北缘断裂两条挤压逆冲断裂带控制。晚新生代以来,拉脊山地区构造活动强烈,形成了显著的盆山耦合构造地貌格局,是利用构造地貌学方法研究其地貌发育演化规律和构造活动的理想地区。本文使用30m分辨率的DEM数据,基于ArcGIS和MatLab平台以及插件工具和开源代码包,提取了拉脊山北缘出水口位于断裂之上的105条小微河道的河流陡峭指数(Ksn)值,以及沿该断裂提取的河头位于基岩区的54条小微河道的HI值,并计算了拉脊山-积石山地区的面积-高程积分值(HI)插值。从Ksn值分布结果来看,整个拉脊山北缘隆升速率呈自西向东总体升高的趋势,但在拉脊山北缘断裂中段向NE凸出段出现低值,推测与日月山右旋走滑断裂向东推挤的影响自西向东减弱有关,这也揭示出该区域构造活动的复杂性、差异性和分段性。根据Ksn值统计分段结果,其中拉脊山东-积石山段隆升速率最快,活动性最强,很可能也是2023年积石山6.2级地震发生在该段的重要原因。HI值显示,拉脊山北缘的西宁-民和盆地内部存在多处高值区,结合路线地质调查和石油勘探剖面综合解释结果,表明拉脊山北缘断裂带晚第四纪构造活动除了自身继续活动之外,已向北东延展到盆地内部,表现为逆断裂-褶皱变形特征,导致盆地内部十余次中强地震发生,这种构造活动的迁移特征及其地震活动值得关注。
拉脊山-积石山是青藏高原东北缘向北东方向挤压扩展的一条重要的弧形构造带,受拉脊山南缘断裂和拉脊山北缘断裂两条挤压逆冲断裂带控制。晚新生代以来,拉脊山地区构造活动强烈,形成了显著的盆山耦合构造地貌格局,是利用构造地貌学方法研究其地貌发育演化规律和构造活动的理想地区。本文使用30m分辨率的DEM数据,基于ArcGIS和MatLab平台以及插件工具和开源代码包,提取了拉脊山北缘出水口位于断裂之上的105条小微河道的河流陡峭指数(Ksn)值,以及沿该断裂提取的河头位于基岩区的54条小微河道的HI值,并计算了拉脊山-积石山地区的面积-高程积分值(HI)插值。从Ksn值分布结果来看,整个拉脊山北缘隆升速率呈自西向东总体升高的趋势,但在拉脊山北缘断裂中段向NE凸出段出现低值,推测与日月山右旋走滑断裂向东推挤的影响自西向东减弱有关,这也揭示出该区域构造活动的复杂性、差异性和分段性。根据Ksn值统计分段结果,其中拉脊山东-积石山段隆升速率最快,活动性最强,很可能也是2023年积石山6.2级地震发生在该段的重要原因。HI值显示,拉脊山北缘的西宁-民和盆地内部存在多处高值区,结合路线地质调查和石油勘探剖面综合解释结果,表明拉脊山北缘断裂带晚第四纪构造活动除了自身继续活动之外,已向北东延展到盆地内部,表现为逆断裂-褶皱变形特征,导致盆地内部十余次中强地震发生,这种构造活动的迁移特征及其地震活动值得关注。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025008
摘要:
秦岭造山带的佛坪地区集中发育麻粒岩-混合岩-片麻岩穹窿,是研究大陆中下地壳流变机制和秦岭中生代构造演化的关键地区。在佛坪穹窿南缘的秧田坝-十亩地韧性剪切带,记录了造山过程的中-深层次构造变形的丰富信息。多尺度构造解析以及运动学涡度分析指示该剪切带受控于纯剪为主的右旋韧性剪切变形。长英质糜棱岩中石英主要发育柱面滑移系与柱面滑移系,表明变形发生在约550-650 ℃的角闪岩相条件下。变质矿物组合特征及其石榴子石-黑云母-斜长石温压计结果指示顺时针的P-T路径,峰期变质条件为568 ℃-611 ℃/5.2-5.3 kbar,630-654 ℃/7.1-7.9 kbar,等温降压阶段M2的温压条件为590-616 ℃/3.5-4.5 kbar。剪切带中混合岩浅色体锆石U-Pb测年结果为 180.8±3.8 Ma,代表韧性剪切变形的下限。结合区域地质资料,认为研究区经历的变质变形作用如下,~210 Ma以前南秦岭构造带中段受碰撞造山作用控制,发生地壳增厚并在佛坪地区发育递进变质作用(M1)。210-200 Ma期间佛坪地区进入由碰撞造山作用向碰撞后伸展构造体制转换的过渡阶段,水平缩短与垂向垮塌的双向应力导致秧田坝-十亩地地区发育韧性剪切变形(D1),并开始发生等温降压变质事件M2。到180 Ma区域已完全进入碰撞后伸展阶段,在研究区北段发育一期减压部分熔融事件。在随后剪切带折返过程中糜棱面理与变质面理S1受到晚期褶皱与褶劈理改造发生面理置换(D2)。
秦岭造山带的佛坪地区集中发育麻粒岩-混合岩-片麻岩穹窿,是研究大陆中下地壳流变机制和秦岭中生代构造演化的关键地区。在佛坪穹窿南缘的秧田坝-十亩地韧性剪切带,记录了造山过程的中-深层次构造变形的丰富信息。多尺度构造解析以及运动学涡度分析指示该剪切带受控于纯剪为主的右旋韧性剪切变形。长英质糜棱岩中石英主要发育柱面滑移系与柱面滑移系,表明变形发生在约550-650 ℃的角闪岩相条件下。变质矿物组合特征及其石榴子石-黑云母-斜长石温压计结果指示顺时针的P-T路径,峰期变质条件为568 ℃-611 ℃/5.2-5.3 kbar,630-654 ℃/7.1-7.9 kbar,等温降压阶段M2的温压条件为590-616 ℃/3.5-4.5 kbar。剪切带中混合岩浅色体锆石U-Pb测年结果为 180.8±3.8 Ma,代表韧性剪切变形的下限。结合区域地质资料,认为研究区经历的变质变形作用如下,~210 Ma以前南秦岭构造带中段受碰撞造山作用控制,发生地壳增厚并在佛坪地区发育递进变质作用(M1)。210-200 Ma期间佛坪地区进入由碰撞造山作用向碰撞后伸展构造体制转换的过渡阶段,水平缩短与垂向垮塌的双向应力导致秧田坝-十亩地地区发育韧性剪切变形(D1),并开始发生等温降压变质事件M2。到180 Ma区域已完全进入碰撞后伸展阶段,在研究区北段发育一期减压部分熔融事件。在随后剪切带折返过程中糜棱面理与变质面理S1受到晚期褶皱与褶劈理改造发生面理置换(D2)。
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doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2024137
摘要:
[目的]粤北澜河岩体位于诸广山岩体东南缘,主要岩石类型为片麻状黑云母花岗岩,其岩石成因尚未厘定。[方法]因此,对澜河片麻状黑云母花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素研究。[结果]U-Pb定年结果显示澜河片麻状黑云母花岗岩的侵位年龄为427±2Ma,为加里东期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示其SiO2含量为71.53%~75.41%,具有较高的全碱含量(K2O+Na2O=7.57%~8.23%)和A/CNK值(1.00~1.06),富集Rb、Th、U、K,亏损Ba、Y、Nb、Ta、Sr、Yb等元素,LREE/HREE为9.49~28.15,Eu负异常明显(δEu=0.21~0.76)。样品的锆石εHf(t)均为负值(-11.8~-5.2),对应的tDM2值为1806~2129 Ma。[结论]根据上述岩石地球化学和同位素特征,表明澜河片麻状黑云母花岗岩为高分异I型花岗岩,主要由地壳变质砂岩和变质泥岩部分熔融形成,可能是古元古代基底在新元古代—早古生代多期改造后的产物。综合研究认为澜河片麻状黑云母花岗岩形成于华南早古生代的同碰撞构造环境。结合区域地质资料,澜河岩体可能是华南加里东期造山运动从挤压增厚向后碰撞伸展的转变的产物,这一转变可能与华南内部的构造重组或外部板块的俯冲碰撞有关。
[目的]粤北澜河岩体位于诸广山岩体东南缘,主要岩石类型为片麻状黑云母花岗岩,其岩石成因尚未厘定。[方法]因此,对澜河片麻状黑云母花岗岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素研究。[结果]U-Pb定年结果显示澜河片麻状黑云母花岗岩的侵位年龄为427±2Ma,为加里东期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示其SiO2含量为71.53%~75.41%,具有较高的全碱含量(K2O+Na2O=7.57%~8.23%)和A/CNK值(1.00~1.06),富集Rb、Th、U、K,亏损Ba、Y、Nb、Ta、Sr、Yb等元素,LREE/HREE为9.49~28.15,Eu负异常明显(δEu=0.21~0.76)。样品的锆石εHf(t)均为负值(-11.8~-5.2),对应的tDM2值为1806~2129 Ma。[结论]根据上述岩石地球化学和同位素特征,表明澜河片麻状黑云母花岗岩为高分异I型花岗岩,主要由地壳变质砂岩和变质泥岩部分熔融形成,可能是古元古代基底在新元古代—早古生代多期改造后的产物。综合研究认为澜河片麻状黑云母花岗岩形成于华南早古生代的同碰撞构造环境。结合区域地质资料,澜河岩体可能是华南加里东期造山运动从挤压增厚向后碰撞伸展的转变的产物,这一转变可能与华南内部的构造重组或外部板块的俯冲碰撞有关。
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学术动态
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