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2014年  第20卷  第4期

地质力学及其应用
地质力学的基本特征、成就和问题
刘学清
2014, 20(4): 331-338.
摘要 (43) HTML (27) PDF (927KB)(9)
摘要:
论述了地质力学这一我国独立建立的地质学科形成的背景、基本特征、主要成就和存在问题, 指出:地质力学是在地质学三大论战, 特别是大陆漂移学说影响下, 独辟蹊径提出的; 地质力学有4个基本特征, 即3个立论依据, 9个基本概念, 7个研究步骤, 4个基本观点(本质的、联系的、发展的和实践的)。全面论述了地质力学10个理论方面、5个技术方法和5个生产实践方面的突出成就。地质力学存在的突出问题:本质上被裹挟于"固定论"泥潭中, 在认识新发现和接纳新观念上裹足不前; 古构造时期鉴别上存在重大误区, 过分强调了造山带的"长期继承活动"; 深部地质和全球海洋地质研究十分薄弱等。因此, 解放思想、与时俱进和走向全球是它当前3个紧迫任务。
应力场数值模拟与油藏有利区预测-以松辽盆地乾安地区归字井青三段为例
吴林强, 刘成林, 李冰, 汪紫菱
2014, 20(4): 339-351.
摘要 (54) HTML (8) PDF (11914KB)(9)
摘要:
构造应力场在油气运聚成藏中具有重要的作用。明水组沉积末期是松辽盆地乾安地区高台子油层的一个主要成藏期, 期间烃源岩的生、排烃高峰与大规模油气运聚和圈闭的形成在时间上具良好的匹配关系。利用ANSYS有限元模拟软件, 对归字井地区明水组沉积末期构造应力场进行了初步模拟; 同时利用地应力驱动油气运移理论, 对运移势场进行了数值模拟。模拟结果表明, 最大主应力受岩性控制明显, 而最小主应力主要受埋深控制。已有的试油试气资料表明, 具油气显示的井, 大部分都位于地应力区和地势区。依据地应力和运移势场的分布, 并结合地质构造特征, 对油藏有利区进行了预测, 为油田的勘探开发提供了科学依据。
砂泥岩地层地应力纵向分布特征与规律
张东涛, 童亨茂, 赵海涛, 吕雪, 张昊
2014, 20(4): 352-362.
摘要 (19) HTML (7) PDF (6473KB)(15)
摘要:
以实际沉积地层中抽象出来的砂泥岩地层概念模型为研究对象, 在盆地构造力学、岩石力学性质分析的基础上, 采用应力场数值模拟法研究分析砂泥岩地层中的纵向地应力分布特征和规律。研究结果表明, 水平主应力在砂泥岩的分界面发生突变, 变化程度主要与两侧岩石的力学性质差异相关, 也与区域构造应力有一定关联; 杨氏模量对最大水平主应力影响程度大于对最小水平主应力的影响, 泊松比对地层最小水平主应力影响程度大于对最大水平主应力的影响。杨氏模量和泊松比对最大水平主应力的影响, 在伸展应力状态下前者影响相对较小, 走滑应力状态下, 影响程度基本相同, 挤压应力状态下, 前者影响程度相对较大; 而对于最小水平主应力的影响, 在三种应力状态下, 泊松比的影响均大于杨氏模量。地层的岩性变化方式(渐变或突变)对地层最小水平应力差产生显著影响, 厚度变化对地层最小水平应力差大小无影响。上述认识可以指导砂泥岩地层的压裂和储层改造, 改善压裂效果。
高台子油田扶余油层现今地应力数值模拟及对水力压裂的影响
伍亚, 戴俊生, 顾玉超, 商琳, 刘强
2014, 20(4): 363-371.
摘要 (41) HTML (11) PDF (8082KB)(11)
摘要:
利用微地震资料和岩石波速各向异性实验数据计算统计了高台子油田扶余油层相关井点的现今地应力方向, 并通过水力压裂资料及岩心古地磁定向、差应变、声发射实验得到井点的现今地应力数值; 结合岩石三轴抗压实验确定扶余油层的岩石力学参数, 在此基础上利用ANSYS软件建立研究区的有限元模型, 以井点现今地应力参数为约束条件, 对扶余油层现今地应力场进行数值模拟, 并分析了水力压裂施工时现今应力场及天然裂缝活动性对人工压裂缝的影响。研究结果表明, 高台子油田扶余油层水平最大主应力集中在34 MPa附近, 呈北东东-南西西向, 水平最小主应力为26~30 MPa, 方向北北西-南南东。断层带内有较高的应力值, 研究区西北部的背斜翼部水平主应力值较大, 而东部、南部较为平缓的背斜核部则是水平主应力的低值区。西部的背斜翼部及断裂带是天然裂缝的活跃区域, 天然裂缝对压裂缝的延伸方向影响较大; 东部的背斜核部平缓地带天然裂缝的活动性较低。
岩石力学参数对裂缝发育程度的影响
岳喜伟, 戴俊生, 王珂
2014, 20(4): 372-378.
摘要 (9) HTML (3) PDF (2597KB)(11)
摘要:
弹性模量(E)、泊松比(μ)及密度(ρ)是岩石的重要力学参数, 当其他条件一致时, 在一定程度上影响着裂缝的发育。以塔里木盆地某气田为研究区, 在造缝期古应力场分析的基础上, 利用储层裂缝数值模拟技术, 计算得到储层裂缝孔隙度; 再以裂缝孔隙度为指标, 分析岩石力学参数对裂缝发育程度的影响。研究结果表明, 裂缝孔隙度随弹性模量的增加而增大, 同等应力条件下, 弹性模量越大, 裂缝孔隙度越高, 破裂程度越大; 泊松比小于0.2时, 裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐下降; 泊松比超过0.2后, 裂缝孔隙度随泊松比增加而逐渐增大; 岩石密度对裂缝孔隙度的影响不大, 基本上可以忽略。
汶川震区成兰铁路关键段多尺度滑坡危险性评估
王涛, 胡秋韵, 张永双, 吴树仁, 辛鹏
2014, 20(4): 379-391.
摘要 (28) HTML (14) PDF (39604KB)(11)
摘要:
以穿越汶川震区的成兰铁路龙门山关键段为例, 探索提出了强震扰动背景下重大工程场区多尺度滑坡危险性评估方法。利用信息量模型反演评估了汶川地震诱发的同震滑坡空间分布特征, 以此为前提开展了区域和局地两种空间尺度的滑坡危险性预测评估。在区域廊带尺度上, 分别利用可能最大降雨量预测方法和信息量模型, 进行了日超越概率10%的最大降雨量时空分布预测及其诱发滑坡的危险性评估; 同时, 结合地震危险性区划成果, 开展了50年超越概率10%的基本地震动诱发滑坡的危险性评估。在局地场站尺度上, 利用基于崩塌运动过程模拟的Rockfall Analyst软件, 开展了柿子园大桥周边崩塌运动学特征(Runout)模拟和危险性评估。滑坡和崩塌危险性评估的结果分别为铁路规划选线和场站防护设计提供了不同尺度的地质安全依据。
油气地质
阿拉斯加北坡区域地质演化及油气资源
张春宇, 赵越, 王珞
2014, 20(4): 392-403.
摘要 (48) HTML (42) PDF (20335KB)(14)
摘要:
在收集国内外资料的基础上, 分析研究阿拉斯加北坡地区的构造演化过程, 地层序列及演化阶段, 并对本区石油勘探历史, 地质特征和油气资源进行了总结。确定了4个主要地层序列, 分别为富兰克林层序(密西西比系之下), 埃尔斯米尔层序(密西西比系-三叠系), 波弗特层序(侏罗系-下白垩统)和布鲁克斯层序(下白垩统-第四系)。阿拉斯加北坡地区经历了比较复杂的演化过程, 北坡盆地即位于此。盆地主要经历了3个演化阶段, 分别为埃尔斯米尔造山阶段、同裂谷阶段和前陆阶段。本区具有石油远景的岩石大多在密西西比纪及之后的地层中, 它们记录了整个被动大陆边缘、裂谷和前陆盆地构造阶段地层序列和地质方面的演化。本区油气潜力巨大, 勘探历史悠久。石油和天然气的未探明储量分别为244.9×108桶和2.905×1012 m3, 页岩油约9.4×108桶, 页岩气约1.19×1012 m3
西北沙巴盆地油气成藏模式及勘探方向
马良涛, 李世雄
2014, 20(4): 404-412.
摘要 (29) HTML (15) PDF (13147KB)(13)
摘要:
以油气地质理论为指导, 在构造、沉积、石油地质特征分析基础上, 从典型油气藏解剖入手, 构建了西北沙巴盆地3种类型的油气成藏模式, 即岩性型、地层型和滚动背斜型油气成藏模式。盆地经历了裂谷期、挤压反转期和拗陷期3个演化阶段, 发育Stage Ⅰ、StageⅡ、StageⅢ、StageⅣ等4套新生代沉积地层。盆地以StageⅣ泥/页岩为主要烃源岩; 有利储集层为由StageⅣC、StageⅣD、StageⅣE砂岩构成的上砂岩单元、由StageⅣA砂岩构成的下砂岩单元及StageⅣC/ⅣD地层滑塌形成的深水浊积砂体; 空间配置方面, 烃源岩与储集体平面相接、空间叠置, 为油气运移成藏提供了有利条件。通过油气富集条件及分布规律的综合分析, 认为"内带"构造区的地层油气藏及"外带"构造区的岩性油气藏是盆地未来的油气勘探重点。
塔里木盆地玉北地区奥陶系储层构造裂缝成因模式
张继标, 云金表, 张仲培, 刘士林, 黄玮
2014, 20(4): 413-423.
摘要 (11) HTML (4) PDF (14556KB)(9)
摘要:
在基于成像测井、岩心及薄片资料对玉北地区构造裂缝进行识别并总结其发育规律的基础上, 根据裂缝切割关系、充填方解石阴极发光及包裹体特征划分裂缝发育期次, 并应用有限元法数值模拟不同裂缝发育期古构造应力场特征, 结合裂缝发育力学机制, 分析不同时期断层-褶皱控制下的裂缝成因模式。研究结果表明, 玉北地区奥陶系构造裂缝主要沿高陡带发育, 其发育程度、产状受断层、褶皱共同控制, 共发育4期裂缝, 其中加里东中期Ⅰ、Ⅲ幕裂缝受断层主控、加里东晚期至海西早期裂缝受断层与褶皱共同控制、海西晚期裂缝主要受褶皱控制; 与断裂走向较一致的高角度裂缝对储层发育贡献最大, 加里东晚期-海西早期及海西晚期两期裂缝发育区, 更有利于油气聚集。
金湖凹陷铜城断裂带断层活动特征
张祥成, 戴俊生, 邹娟, 王新新, 岳喜伟, 伍亚
2014, 20(4): 424-433.
摘要 (22) HTML (11) PDF (21364KB)(12)
摘要:
通过地震和地质资料解析, 分析了铜城断裂带的构造特征, 讨论了构造演化阶段及特征。研究表明, 铜城断裂带多发育北东走向的断裂构造, 阜宁期和三垛期是断层集中发育的阶段, 阜宁期掀斜旋转明显, 断块、断鼻构造发育。铜城断裂带新生代断层活动性表现出强弱交替的特征, 断层活动性复杂。阜宁期断层活动性加强, 戴南期相对较弱, 三垛期断裂活动又增强, 此后, 断层活动基本停止。铜城断层两侧地层差异沉降明显。铜城断裂带构造演化经历断块发育期(E1f)、差异沉降期(E2d-E2s)、逆冲褶断期(E2s末期)、构造稳定期(Ny-Qd)等4个时期。在吴堡运动、三垛运动的叠加与早期基底断层的共同作用下, 铜城断裂带形成断鼻构造、复杂断块构造及弧形断层圈闭, 为油气聚集提供良好的场所。
矿产地质
粤北白面山成矿预测区岩石地球化学特征与找矿预测
权立诚, 韦昌山, 罗率, 蔡锦辉
2014, 20(4): 434-445.
摘要 (24) HTML (6) PDF (13203KB)(10)
摘要:
通过对大宝山钼多金属矿床西侧白面山成矿预测区野外地质调查, 确定该区断裂构造十分发育, 主要有北西、北东和近东西向3组, 其中北西向断裂形成最早, 北东向最晚。区内有较多中基性岩脉沿北西、北东向断裂侵入。沿断裂带的地表存在多处岩石蚀变和铅锌锑黄铁矿等矿化点。对预测区内围岩(蚀变灰岩)及岩浆岩(石英闪长玢岩、辉绿岩)岩石样品进行等离子体质谱(ICP-MS)测试分析, 从成矿、微量和稀土元素的地球化学特征及与成矿作用之间关系反映出该地区可能具有良好的成矿环境, 结合对该区各类成矿地质条件及前人的物化探研究成果, 确定在其地下不深处存在有成矿地质体, 为预测区成矿提供充足的物质来源。预测白面山中西部地下500~800 m深处可能存在一个具有相当规模的中-低温矽卡岩型铅锌银多金属矿床。
膏盐脱水在盐底辟发育过程中的作用分析-以东营凹陷为例
孙祥飞, 陈勇, 王成军, 王鑫涛
2014, 20(4): 446-454.
摘要 (45) HTML (5) PDF (19057KB)(6)
摘要:
基于国内外已经取得的盐构造研究成果, 根据东营凹陷盐构造的发育特征, 指出流体在盐构造发育过程的重要作用。东营凹陷沙四段含有大量膏盐和含膏地层, 根据岩心、测井和地震等资料分析了东营凹陷盐构造特征。由于膏盐脱水作用会导致地层内部产生异常高压, 而异常高压可以作为动力迫使流体向上流动继而在上覆地层产生水压力裂缝, 流体上涌过程中可以带动盐类物质向上运动, 因此认为膏盐脱水对盐构造形成发育有重要作用。基于膏盐脱水和超压流体作用, 建立了东营凹陷沙四段盐底辟构造发展史模型, 分析了东营凹陷盐构造在流体作用下形成发育过程, 结果表明膏盐脱水在盐构造发育初期和中期具有重要作用。
叠加褶皱研究进展综述
陈龙, 施炜
2014, 20(4): 455-468.
摘要 (21) HTML (8) PDF (8112KB)(21)
摘要:
叠加褶皱作为地壳构造变形中一种常见的地质现象, 对于确定多期变形和构造运动期次, 探讨构造演化历史以及内外生矿床的空间分布、形成与变形特征均有重要研究意义。在回顾叠加褶皱研究历史与近年来取得的主要进展基础上, 系统地总结了叠加褶皱几何学与运动学特征, 指出叠加褶皱主要有纵弯褶皱作用、横弯褶皱作用及剪切褶皱作用3种成因机制。在此基础上, 选取典型的叠加褶皱, 剖析了其构造样式及形成机制, 并探讨了叠加褶皱研究的难点与可行研究方法。
嵊州市地质遗迹资源特征及保护利用
蔡遥, 张重, 唐小明, 游省易, 余淑姣, 冯杭建
2014, 20(4): 469-474.
摘要 (15) HTML (5) PDF (4937KB)(5)
摘要:
嵊州市拥有较为丰富的地质遗迹资源, 其中尤以地貌景观类、古生物类和水体景观类最具特色。根据地质遗迹资源特征、成因, 将本区地质遗迹资源分为7大类, 概述了区内典型地质遗迹特征。结合地质遗迹保护现状, 提出了地质遗迹保护的对策和建议。