地质力学学报

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2018, 24(4): .

摘要 (86) PDF (383KB)(9)

摘要:

丰成君, 戚帮申, 张鹏, 孙东生, 孟静, 牛琳琳, 王苗苗, 谭成轩, 陈群策

2018, 24(4): 439-451. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.046

摘要 (427) HTML (155) PDF (5060KB)(26)

摘要:
2008年5月12日在青藏高原东缘龙门山断裂带中段发生汶川8.0级特大地震。大震发生时释放应力并对震源区及外围构造应力场产生影响，受汶川地震断层破裂方式和强度空间差异性的影响，震后龙门山断裂带地壳应力场也应表现差异特征，至今鲜有针对该科学问题深入的分析和讨论。经过系统收集、梳理汶川地震后沿龙门山断裂带水压致裂地应力测量数据与2008年汶川地震中强余震序列震源机制解资料，对汶川地震后龙门山断裂带中上地壳构造应力场进行厘定，通过与震前构造应力场对比，深入探讨了汶川8.0级地震对龙门山断裂带地壳应力场的影响，进而对汶川震后应力调整过程及青藏高原东缘龙门山地区深部构造变形模式进行研究，研究结果表明：受汶川8.0级地震的影响，震后龙门山断裂带地壳构造应力场空间分布具有差异性，近地表至上地壳15 km深度范围，映秀-青川段最大主应力方向为北西西向、地应力状态为逆走滑型，青川东北部最大主应力方向偏转至北东东向、应力状态转变为走滑型；15~25 km深度范围，龙门山断裂带最大主应力方向仍为北西-北西西向、应力状态以逆冲型为主。汶川8.0级地震后，龙门山断裂带中地壳北西西向逆冲挤压的构造应力特征进一步支持了青藏高原东缘龙门山地区东西两侧刚性块体碰撞挤压、逆冲推覆的动力学模式。

现今地应力对富有机质页岩断层封闭性的研究——以川东南丁山地区龙马溪组为例

钟城, 秦启荣, 周吉羚, 胡东风

2018, 24(4): 452-464. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.047

摘要 (213) HTML (153) PDF (3356KB)(18)

摘要:
断层的封闭性研究对油气藏的保存、评价工作及探索油气的分布规律具有重要的参考价值与指导意义。以川东南丁山地区龙马溪组页岩为例，利用FMI成像测井、震源机制解、现场水力压裂、三轴力学实验、有限元2D-σ方法等技术与方法分别对其现今地应力的方向、大小及岩石力学性质进行了分析，最后对井位附近断层封闭性进行了初步的评价。结果表明：丁山地区龙马溪组页岩现今地应力方向总体处于北东东-南西西（55°±5°）至南东东-北西西（110±5°）范围。DY2井龙马溪组页岩层现今最大主应力约145.0 MPa，断层面叠合正应力约188.4~218.3 MPa，岩石处于塑性变形阶段，破裂模式较为单一，脆性指数约41.6%~49.0%，破裂系数约0.197~0.355，断层封闭性总体较好，含气性与试气效果较好。DY1井龙马溪组页岩层现今最大主应力约52.0 MPa，断层面叠合正应力约75.8~83.1 MPa，岩石处于弹性变形阶段，破裂模式较为复杂，脆性指数约48.5%~55.0%，破裂系数约0.355~0.671，断层封闭性总体较差，含气性与试气效果较差。DY3井和DY4井龙马溪组附近断层封闭性一般。

复杂碳酸盐岩储层裂缝预测方法对比性研究

祖克威, 程秀申, 罗周亮, 尹楠鑫, 王楷

2018, 24(4): 465-473. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.048

摘要 (189) HTML (84) PDF (2645KB)(10)

摘要:
围绕着复杂碳酸盐岩储层裂缝的预测方法，以普光地区嘉陵江组为例，在统计研究区裂缝发育规律的基础上，分别利用构造曲率法、纵波宽方位各向异性法和有限元法对裂缝进行预测，比较各个方法预测结果和适用条件。对比结果表明：曲率法基于几何学理论，可以定性的分析裂缝发育强度，无法预测裂缝方位，该方法适用于基础资料较少、构造简单、褶皱发育的地区；纵波宽方位各向异性法是地球物理法预测裂缝的首选方法，可以直接反映有效裂缝的方位和密度，但是该方法适用于倾斜裂缝和高角度裂缝发育区，对地震资料质量和处理要求较高；有限元数值模拟法从正演角度再现了裂缝形成过程，计算分析裂缝的发育强度和方位，该方法需要对研究区裂缝形成机理认识充分，预测结果的精度取决于模型的精细程度。

藏东南鲁朗-通麦崩塌滑坡孕灾地质背景特征研究

张佳佳, 陈龙, 王军朝, 李元灵, 高波, 石胜伟

2018, 24(4): 474-481. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.049

摘要 (317) HTML (146) PDF (3670KB)(21)

摘要:
藏东南的喜马拉雅东构造结地区作为青藏高原隆升最快的地区之一，其复杂的地质背景条件决定了该区工程地质问题具有复杂性和特殊性，并孕育了多种地质灾害。利用测窗、节理裂隙分期配套等野外调查方法以及遥感影像解译，分析总结了藏东南地区鲁朗至通麦不同区段崩塌滑坡地质灾害的孕灾地质背景，据此将研究区划分为四段，分别为鲁朗-东久段、东久-拉月段、拉月-排龙段、排龙-通麦段，每一区段分别对应了不同的孕灾地质条件特征，由此也决定了区段内崩滑地质灾害的性质、变形破坏模式、规模。相关成果可用于藏东南崩塌滑坡地质灾害的早期识别和风险评价。

陡倾层状斜向岩层视向溃屈机制力学分析——以陕西山阳滑坡为例

王佳运, 石小亚

2018, 24(4): 482-489. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.050

摘要 (223) HTML (131) PDF (3664KB)(16)

摘要:
以陕西山阳滑坡为例，分析了陡倾层状斜向岩层岩质滑坡的视向滑动特征、滑移-溃屈破坏模式与机制。基于梁板理论、层状板裂结构岩体弯曲-溃屈破坏的力学模型在考虑自重、地下水静水压力作用及斜倾层状山体视向滑动侧向摩阻力作用的影响下，采用岩体结构力学分析的方法建立了相应的力学模型；经过力学分析，推导出基于斜坡自重、地下水静水压力与侧向摩阻力作用下的陡倾层状斜向岩层斜坡溃屈段长度条件方程。为验证条件方程的正确性，以山阳滑坡为例进行了验算，最后得出与实际调查较一致的结果，为防御陡倾层状斜向岩层斜坡产生视向溃屈破坏提供依据。

压力型锚杆支护滑坡的地震动力响应特性研究

李楠, 汪班桥, 门玉明, 张妙芝

2018, 24(4): 490-497. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.051

摘要 (225) HTML (72) PDF (2881KB)(8)

摘要:
为研究地震作用下锚固滑坡的动力响应特征及压力型锚杆的受力机制，采用ABAQUS有限元软件建立了压力型锚杆联合格构梁支护的锚固滑坡模型，在此基础上，分析了锚固滑坡的加速度响应规律、地震动参数对加速度响应的影响以及压力型锚杆的受力特征等。结果表明：地震作用下锚固滑坡具有明显的高程放大效应，坡顶响应最强；不同类型的地震波作用时，由于其频谱特性的差异，锚固滑坡的加速度响应不同，锚固滑坡对输入地震波的低频段存在放大作用，对高频段具有滤波作用；随地震波幅值的增大，锚固滑坡的加速度响应呈先减小后增大的趋势。对于同一根锚杆而言，锚杆杆体轴力分布较均匀；对于同列不同排的锚杆而言，各排锚杆杆体的轴力值差异较大，自上而下呈"C"型分布，底排锚杆和顶排锚杆承担大部分荷载。研究结果对于压力型锚杆支护滑坡的抗震设计具有一定的指导意义。

致密岩石介质中气体滑脱效应的研究进展

冉艳霞, 叶斌, 程子睿

2018, 24(4): 498-504. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.052

摘要 (316) HTML (196) PDF (1690KB)(18)

摘要:
致密岩石介质中的气体渗流有别于液体渗流，其中滑脱效应是影响致密岩石介质中气体渗流规律的一个重要因素。通过分析国内外学者在气体滑脱效应方面的研究进展，总结了滑脱效应的产生机理和产生条件，认为气体分子在孔壁附近的运动状态是产生滑脱效应的根本原因。同时围绕孔隙气体压力、围压、含水饱和度、气体性质等因素对气体滑脱效应的影响及实质进行综合分析。分析结果对研究低渗透多孔介质中气体渗流规律和测定低渗气田开发中气体渗透率参数等方面具有较大的参考意义。

宁夏红寺堡盆地地表沙漠化现状及其地质主控因素

黄婷, 李振宏, 刘锋, 崔加伟, 董晓朋, 赵杨

2018, 24(4): 505-514. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.053

摘要 (273) HTML (169) PDF (3796KB)(11)

摘要:
以landsand-TM遥感影像资料提取为基础，详细解译了宁夏红寺堡盆地近30年来地表沙漠化的进程。进一步结合1：50000区域地质填图成果，系统建立了红寺堡盆地晚更新世区域地层对比格架，恢复了重要演化阶段的岩相古地理格局，地质与地球化学分析相结合，确立了区域沙漠化的物质来源。研究结果认为：1999年国家实施的西部生态移民战略使红寺堡盆地生态环境恶化得到了有效修复，区域沙漠化整体呈现出了稳中有降的变化趋势，但并未得到彻底的有效根治；地表沙丘沙脊的主体走向呈北西-南东向，与大罗山-牛首山构造带、烟筒山构造的主体走向基本一致，具有带状分布的格局；沙漠化物质来源主要受控于上更新统萨拉乌苏组三段湖退序列的疏松湖相砂，具有原地沙漠化的特征；地表风成沙与萨拉乌苏三段湖相砂在主量元素、微量元素和稀土元素特征上具有比较一致性的变化趋势，进一步说明了二者在成因上具有一定的亲源性。该研究成果对区域土地沙漠化的综合防治具有重要的现实指导意义。

东北平原东部天恒山钻孔的粒度特征及其对地层划分的指示

詹涛, 曾方明, 谢远云, 杨业, 马永法, 葛俊逸, 易亮, 迟云平, 康春国, 姜侠, 张俊, 娄本军, 周鑫, 邓成龙

2018, 24(4): 515-521. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.054

摘要 (343) HTML (173) PDF (2691KB)(9)

摘要:
东北平原东部荒山剖面是我国东北地区的第四纪典型剖面，但针对该剖面的地层划分和成因的研究尚存在不同看法，对其开展详细的粒度特征研究有望对该剖面的地层划分和地层成因提供进一步的认识。通过天恒山（THS）钻孔对该区地层进行高分辨率的粒度特征研究，并与黄土高原典型黄土进行对比。研究结果显示哈尔滨组地层平均粒径、中值粒径以及粒级百分含量等大幅度波动，呈现黄土-古土壤地层旋回变化特征，黄土层粒度粗，古土壤层粒度细，与黄土高原典型第四纪黄土的粒度特征一致。荒山组地层则呈现小幅度波动，沉积动力较稳定。哈尔滨组和荒山组的粒度频率分布、C-M图及粒度参数（平均粒径、标准偏差、偏度、峰度）等特征均存在显著差别，指示二者的沉积动力过程明显不同。基于以上粒度特征，结合沉积相特征和已有划分方法，THS钻孔中-晚更新世地层自上而下可划分为哈尔滨组和荒山组，并将哈尔滨组地层判定为风成堆积，将荒山组地层判定为河湖相沉积。

江西龙虎山地区红层沉积相分析及与丹霞地貌发育关系研究——以仙人城景区为例

李文灏, 陈留勤, 郭福生, 李鹏程, 王宇佳, 李馨敏

2018, 24(4): 522-532. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.055

摘要 (502) HTML (240) PDF (5650KB)(12)

摘要:
江西龙虎山地区以发育老年期丹霞地貌为特色，其成景地层为晚白垩世河口组红层，目前对这套红层的沉积相认识程度还比较低。龙虎山仙人城景区河口组出露厚度达百余米，沉积构造发育，且人工开凿的台阶可以直达山顶，这为沉积相分析提供了便利条件。根据野外露头岩性组成、沉积构造等特点，识别出6种岩相单元：无沉积构造砾岩、正粒序层理砾岩、逆粒序层理砾岩、平行层理砾岩、含砾砂岩、古土壤。砾石统计结果表明，砾石粒径范围主要为3~4 cm，最大可达12.5 cm，成分以紫红色凝灰岩为主，砂岩、花岗岩和石英次之、变质岩（主要是片岩）较少，磨圆度主要为次棱角状，其次为棱角状。在显微镜下，砂岩碎屑颗粒主要呈棱角-次棱角状，分选性较差，粒径为0.05~2.00 mm，主要由石英、长石和岩屑组成，总体具有结构和成分成熟度中等偏低的特点。野外露头宏观和室内显微分析结果表明，仙人城丹霞地貌的成景地层为河流主导的冲积扇沉积体系的产物。在龙虎山地区，丹霞地貌的空间分布与盆地冲积扇沉积相的平面展布具有较好的一致性，盆地边缘冲积扇成因的厚层砾岩为后期丹霞地貌的形成和演化提供了物质基础。

新疆西天山查汗查哈花岗岩锆石U-Pb定年、岩石地球化学特征及其大地构造意义

刘高峰, 王斌, 陈士海, 艾海平

2018, 24(4): 533-543. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.056

摘要 (351) HTML (163) PDF (3679KB)(7)

摘要:
查汗查哈岩体出露于新疆西天山东南段，位于中天山南缘断裂北缘的那拉提-中天山侵入岩带，岩性主要为片麻状花岗闪长岩和二长花岗岩。锆石U-Pb定年结果显示，查汗查哈岩体花岗质岩石形成于421.9±6.2 Ma。岩石地球化学特征表明其属于准铝质钙碱性Ⅰ型花岗岩，并具有较典型的大陆边缘弧侵入岩的特征。这一研究结果显示，南天山洋在晚志留世已经开始向北俯冲，并在中天山南缘形成大陆边缘弧环境。

大兴安岭绿林林场一带兴华渡口岩群原岩恢复及大地构造环境探讨

贾立民, 刘洪章, 鞠佳星, 李丰

2018, 24(4): 544-554. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.057

摘要 (352) HTML (152) PDF (3986KB)(8)

摘要:
兴华渡口岩群作为额尔古纳地块的基底，其变质年龄、原岩类型及大地构造背景一直是地质学家关注的热点。以大兴安岭北段绿林林场一带兴华渡口岩群作为研究对象，利用锆石U-Pb同位素测年限定了原岩的变质时代，结合岩相学与地球化学综合分析方法开展原岩恢复，并进一步讨论了其形成的大地构造背景。研究认为兴华渡口岩群主要由斜长角闪岩类、浅粒岩类、变粒岩类和石英岩类组成；斜长角闪岩类原岩为基性火山岩，浅粒岩类原岩为英安质凝灰岩，石英岩和变粒岩原岩为泥质粉砂岩；斜长角闪岩类亏损非活动性微量元素Ta、Nd、P，大地构造环境属岛弧环境；浅粒岩类主要亏损Ta、Nd、P、Sr、Ti等元素，形成于大陆边缘造山带环境。绿林林场一带兴华渡口岩群的变质年龄下限为774.1±3.8 Ma。

断层力学科学范畴、发展脉络评论及未来发展思考

关成尧, 赵国春, 白相东, 袁四化, 张艳, 刘晓燕

2018, 24(4): 555-586. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2018.24.04.058

摘要 (181) HTML (312) PDF (4296KB)(38)

摘要:
为了看清断层力学的理论全貌，文章研究了断层力学的发展脉络、应有体系、框架性缺失，总结了学术各界关注点及研究内容差异。结果表明断层力学关联领域存在尺度差异和目标差异，断层力学是多学科纽带，却是"三不管"地带。岩石裂纹和含内部构造的断层之间存在尺度差异和变形速度差异。断层力学的百年发展经历了从外力研究断层-构造应力场-滑移线场研究断层三个阶段，这三个阶段总的发展方向就是逐渐简化、实用化，阻碍了定量理论的发展。"Mohr范式"是支撑，带有实用化、简单化特点，也阻碍了断层力学向机理化和定量化方向发展。断层研究存在正演和反演两类方法，正演主要包括实验断层力学和理论断层力学两类途径，正演和反演结合是未来发展方向。"地质力学"秉承"力学统一律"，体现断层空间联系和力学联系，属于"广义断层力学"范畴。"广义断层力学"体系适用"统一发展，关注联系"发展途径，"狭义断层力学"体系适用"分散发展，各自攻克"发展途径。先存断层或薄弱带控制后生断层，并影响应力展布，"应力制约论"是重要方向。未来将产生"流变摩擦学"和"断层岩组构摩擦学"两个方向，"断层岩组构摩擦学"应整合显微构造学成就，研究岩石组构稳定特征、流变特征、广义摩擦特征等，需要将显微构造学唯象理论上升到大尺度断层力学理论中，将岩石组构引入到岩石力学实验中。不同尺度关注点不同、理论不同、取用参数不同，加剧了研究群体的隔离。断层内泥粒是可以迁移的，由此产生"断层泥粒迁移学"。断层闭锁的概念需要重新考虑，未来研究应立足"慢应变"和"大尺度"的断层摩擦延展力学。

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