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2019年  第25卷  第6期

封面
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2019, 25(6): .
摘要 (10) PDF (12302KB)(2)
摘要:
目录
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2019, 25(6): .
摘要 (16) PDF (358KB)(4)
摘要:
封二
《地质力学学报》继续被“中国科技核心期刊”收录
2019, 25(6): 封二-封二.
摘要 (20) PDF (9988KB)(2)
摘要:
封三
2020年《地质力学学报》征订启事
2019, 25(6): 封三-封三.
摘要 (11) PDF (16241KB)(2)
摘要:
纪念李四光诞辰130周年专栏
地球中的流体和穿越层圈构造
卢焕章
2019, 25(6): 1003-1012. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.083
摘要 (77) HTML (11) PDF (13224KB)(11)
摘要:
地球中的流体是当前科学研究的重点。从地球科学的角度来说,流体应包括气体、液体(水和石油)、熔体和地球中受应力作用而移动的物体。在半经为6378 km的固体地球中可分为7个层圈。目前对地球内部流体的了解很少,为探索流体在各层圈中的成分,物理化学性质和分布,以现阶段对地球层圈和流体研究程度来看,其重点应放在地球中穿越层圈的构造部分和地壳。地球中穿越层圈的构造主要有三个:板块构造的俯冲带是由上到下的穿越层圈构造,向下俯冲的大洋岩石圈可以抵达地幔过渡带;大洋中脊的扩张引起的由下而上的穿越层圈构造,使岩石圈和地幔的熔流体从下向上运移;地幔柱引起的由下而上的穿越层圈构造,使地幔的熔流体从下向上迁移。通过对三个穿越层圈构造和地壳中流体的研究,可以得出地壳、岩石圈、上地幔、过渡带、下地幔和核幔边界层流体的种类和成分、流动和演化。这是至今为至能鉴定到地球中深部流体的方法。这四个方面的研究是当前地球中流体科学研究的重点,并对开展深部找矿有实际意义。
中国北方地区构造体系控盆作用与控油分布规律
康玉柱, 邢树文, 李会军, 王宗秀, 康志宏, 李春麟, 张林炎
2019, 25(6): 1013-1024. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.084
摘要 (55) HTML (14) PDF (22490KB)(12)
摘要:
在应用地质力学方法系统划分中国北方地区含油气盆地构造体系的基础上,开展构造体系控盆、控油气源区、控油气聚集带、地应力控制油气、低次序扭动构造控制油气田研究。研究结果表明,中国北方地区主要发育新华夏系、西域系、纬向系、祁吕贺兰山字型等构造体系,控制了塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等大型含油气盆地的成生发展。构造体系具有六个特征:阶段性、迁移性、继承性、差异性、转换性和复杂性。构造体系在多个方面控制油气分布,包括构造体系多级控制油气、构造体系叠加控制油气、构造体系复合联合控制油气、构造体系多期控制油气、低序次扭动构造控制油气田分布等。以构造体系控油为主线,综合考虑油气成藏条件,指出了油气聚集有利区。在优选的有利区中相继获得了新的油气重大突破和发现,证实构造体系控油研究及油气聚集有利区预测的科学性、准确性。这些有利区也是今后较长时期内油气勘探的主要目标。
塔里木盆地中央隆起带东段“帚状构造”特征及其形成动力学机制
吕宝凤, 吴琼, 杨永强
2019, 25(6): 1025-1035. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.085
摘要 (33) HTML (8) PDF (26874KB)(14)
摘要:
断裂是塔中隆起带东段构造变形的主要方式,也是控制油气成藏与分布的重要因素,其形成机制和过程一直存有争议。文章从李四光教授构造体系理论出发,通过综合解析塔中隆起带东段断裂的几何学、运动学及动力学特征,探讨了塔里木盆地中央隆起带东部"帚状构造体系"形成的地球动力学模型。研究结果显示:塔里木盆地古生代以来受天山、西昆仑山和阿尔金山三大褶皱山系的影响,伴随盆地三个"伸展-聚敛"构造旋回的发展和演化;中央隆起带东段的塔中Ⅰ号断裂、塔中10号断裂、塔中Ⅱ号断裂和卡塔克南缘断裂等断裂于加里东早期产生,并于随后多次活动,它们在剖面上呈现"Y"字型结构,平面上向东南收敛、向西北撒开,和南侧的塘南断裂及车尔臣断裂共同构成"帚状构造"体系;加里东运动以来,该构造体系先后经历了张扭性(加里东早期)→压扭性(加里东中期)→张扭性(海西早起)→压扭性(海西晚期)两大应力场的转换,并于海西晚期基本定型,同时在其周邻地区产生北东、北东东向的次级的、低序次的断裂体系。
地质力学理论对中国深层油气勘查的作用
张林炎, 宋立才, 李会军, 董敏, 季长军, 马立成
2019, 25(6): 1036-1047. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.086
摘要 (32) HTML (8) PDF (28432KB)(12)
摘要:
地质力学是我国著名地质科学家李四光创立的一门以系统论为基础,以构造体系为核心内容、跨学科的系统构造地质学理论。七十多年来,在区域地质、地震地质、地热勘查、第四纪地质、地壳稳定性评价等方面得到广泛的应用发展;在固体矿产、油气资源战略选区预测,指导部署勘探方面硕果累累。文章回顾了中国油气勘探历程,总结了地质力学理论在中国常规油气勘查思路和方法的成功经验,在松辽、塔里木及江汉等多个重要含油气盆地的发现中,地质力学理论起到了实用效果,并认为地质力学理论将一如既往,在我国深层油气勘查中继续发挥引领作用。
地应力与地球动力学
贵州东南部榕江加里东褶皱带内的现今地应力分布特征及构造分析
李兵, 王建新, 王显军, 丁立丰, 郭启良
2019, 25(6): 1048-1057. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.087
摘要 (46) HTML (19) PDF (16792KB)(19)
摘要:
贵州东南部位于盖层极不发育的榕江加里东褶皱带内,为查明该区域内的地应力状态,在贵州省黔南州境内进行了7个钻孔的水压致裂地应力测量工作,同时结合贵州西部已有研究结果和贵州西北部1个钻孔的地应力测量资料,对贵州东南部与西部和西北部的地应力分布差异进行了对比研究,最后结合断层的活动性质以及Byerlee准则探讨了测孔区域断层的稳定性,结果表明:水平主应力在研究区占主导地位,最大水平主应力方向表现为北西向;根据安德森断层理论,三向主应力的相对大小有利于逆断层和走滑断层的活动,这与研究区发育的活动断层性质相对应;最大和最小水平主应力的线性拟合结果表明,研究区水平主应力的梯度大于黔西煤层地区、广西盆地东北部和全国的地应力梯度值,最大水平主应力的值在相近深度上大于黔西、黔西北地区和广西盆地东北部;三都断裂带附近存在较高的构造应力,μm值(最大剪应力与平均主应力的比值)较高,表明断层处于摩擦极限平衡状态;而三江-融安断裂两侧的构造作用存在较为明显的差异,西侧的构造作用强于东侧;虽然部分钻孔内的μm值都处于高值,但区域应力方向与断层多以较大角度相交,因此断层是稳定的,这与研究区的地震活动性相吻合。
油气地质
哈拉哈塘油田A地区断裂特征及其控油作用
王新新, 崔德育, 孙崇浩, 张晟, 房璐, 张敏
2019, 25(6): 1058-1067. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.088
摘要 (36) HTML (12) PDF (49883KB)(6)
摘要:
塔里木盆地哈拉哈塘地区走滑断裂发育类型多样,平面上表现为明显的分段性,活动期次上具有多期性与继承性发育的特点。基于地震资料,采用多种方法查明了哈拉哈塘A地区断裂平面展布特征,并结合应力性质对哈拉哈塘A区块走滑断裂的发育特征进行研究,明确了走滑断裂对油气差异富集的控制作用。研究发现,研究区共发育3条主干断裂,根据断裂组合样式、地震剖面及古地貌特征将这3条走滑断裂分为张扭、压扭、走滑等12段;深大断裂带控储控藏特征明显,走滑断裂不同应力段控制岩溶储集层发育和油气富集;走滑断裂压扭段及张扭段的构造高部位易形成大型缝洞集合体,是优质储集层发育与油气成藏的优势区域。
多场耦合作用下致密储层渗流特性研究
曾治平, 王千军, 李静, 范婕, 王昊, 刘晨
2019, 25(6): 1068-1074. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.089
摘要 (31) HTML (11) PDF (13076KB)(10)
摘要:
储层岩石的渗流特性对致密砂岩储层的评价及开发具有重要意义。为此,研究构建热流固耦合控制方程,采用COMSOL Multiphyics软件,针对准噶尔盆地中部4区块某三维区致密储层不同开采时间下流体渗流速度和地层孔隙压力的分布规律开展了数值模拟研究。研究结果表明,流体渗流速度最大值出现在井口及其周围地区,断层破碎过渡带流体渗流速度高于周围连续地层和断层核部;随着与井口距离的增加,开采过程中流体渗流速度变化规律由先增加后减小最后趋于稳定逐步转化为先缓慢增加后逐步趋于稳定;在开采初期,孔隙压力等压线在井口周围呈环形分布,而后低应力区沿断层的开展方向进行扩展;孔隙压力随着开采时间的增加而不断减小,同时间节点下,距离井口越远,孔隙压力越大且下降幅度越小。研究成果为正确预测开发生产指标,为提高致密油气勘探开发效果提供技术支撑。
准西苏13井区石炭系火成岩有效储层物性下限
宋明水, 张学才, 周广清, 曹海防, 李静, 孙鲁宁
2019, 25(6): 1075-1081. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.090
摘要 (44) HTML (20) PDF (9581KB)(7)
摘要:
有效储层物性下限是进行储层有效厚度统计、储层划分和油藏储量估算的重要依据,研究区石炭系火成岩储层岩性较为复杂,岩石种类较多、组分差异性大并且空间分布及内中的多种属性有着极不匀称的变化,当前国内外学者利用物探资料来判断准西石炭系火成岩有效储层物性下限值的相关研究较少。采用分布函数曲线法和物性试油法分别研究并互相验证进而综合判定物性下限值,避免单一方法的随机性。在此基础上,求取研究区不同层段的物性下限值,建立有效储层物性下限值与储层埋藏深度的拟合方程。研究结果表明:研究区储层多为低孔、中低渗储层,中部区域孔渗相对较高,物性较好,向北部和南部物性逐渐变差;研究区石炭系1500~1900 m及1900~2300 m火成岩有效储层孔隙度下限分别为5.09%、4.93%,渗透率下限分别为0.252 mD、0.198 mD;研究区石炭系火成岩有效储层物性下限与储层埋藏深度呈负相关。
辽西凹陷辽西1号断裂体系特征及其控藏作用
陈磊, 牛成民, 吴奎, 张海义, 宿雯
2019, 25(6): 1082-1090. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.091
摘要 (40) HTML (14) PDF (18863KB)(24)
摘要:
辽西凹陷是位于渤海海域东北部的一个新生代凹陷,勘探证实辽西南洼陡坡带发育受辽西1号断裂体系控制的断块圈闭,且各个断块油气富集程度具有差异性。通过对辽西凹陷南部辽西1号断裂及其派生断裂静态特征和动态演化分析,文章重点解析了不同类型断裂对油气成藏的控制作用。研究结果表明:辽西1号断裂体系包括辽西1号断裂及其派生调节断裂,两者分别具有"早断晚衰"和"中断晚衰"活动特征;东营期,辽西1号断裂"S"增弯段诱发陡坡带隆起效应及其调节断裂的发育,两者共同控制了挤压型构造圈闭的发育;调节断裂对油气运聚具有分段控制作用,调节断裂陡坡段具有压扭性质,断裂结构带相对致密,利于油气的封堵,调节断裂洼槽段具有拉张性质,断裂结构带相对疏松,利于油气运移;调节断裂压扭段与主走滑位移带夹角控制油气富集程度,夹角大小与油气富集程度呈负相关性。
工程地质与地质灾害
川东红层缓倾角岩质崩塌特征与稳定性分析
王军朝, 孙金辉
2019, 25(6): 1091-1098. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.092
摘要 (27) HTML (7) PDF (15062KB)(7)
摘要:
川东地区出露一套湖相、河流相等红色碎屑岩,普遍发育着缓倾角岩质斜坡结构,由于其特殊工程特征和环境条件致使地质灾害频发,其中崩塌是主要灾害形式之一,并对人居安全与交通、城镇建设等具有较大危害。通过总结分析已有研究成果并结合大量野外工程地质测绘与岩体力学原理分析,提出基于川东地区环境背景条件的贯通型倾倒式、贯通型滑移式、非贯通型错断式和非贯通型拉裂式的四种基本崩塌类型,并对其岩性组合、斜坡结构特征、演变过程和安全性定量计算等进行系统总结,可为区内同类灾害的防治与研究提供借鉴与参考。
围压与冲击扰动作用下组合煤岩超低摩擦效应分析
李利萍, 吴金鹏, 鞠翔宇, 王淋
2019, 25(6): 1099-1106. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.093
摘要 (39) HTML (5) PDF (5321KB)(6)
摘要:
深部煤岩在垂直扰动作用下发生振动,当水平冲击足以克服块体间摩擦阻力时,极易发生超低摩擦型冲击地压。文章以细砂岩-煤-细砂岩组合块体为研究对象,考虑顶板-煤-底板临近工作面开采工况,采用数值模拟方法,建立围压与冲击扰动下组合煤岩数值模型,以煤块水平位移、垂直加速度差值作为超低摩擦效应特征参数,分析围压、垂直冲击及水平冲击对特征参数的影响规律。研究结果表明:在垂直冲击与围压共同作用下,煤岩体残余位移及水平位移峰值随围压增大且呈指数增长趋势;在垂直冲击、水平冲击和围压三者共同作用下,煤岩体超低摩擦效应强度与作用时间都随着围压呈增加趋势;垂直冲击对组合煤岩超低摩擦效应的影响最为显著。
基于能量损失的抗滑桩损伤模型及其应用
周云涛, 石胜伟, 蔡强, 张勇, 梁炯, 程英建
2019, 25(6): 1107-1115. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.094
摘要 (28) HTML (11) PDF (19270KB)(8)
摘要:
抗滑桩承受荷载的过程伴随着桩身结构的损伤累积,为了获得抗滑桩损伤演化情况,基于Najar损伤理论推导了随应变变化的损伤因子表达式,建立了抗滑桩受拉、压荷载作用下的混凝土损伤模型。将该损伤模型嵌入至Abaqus/CAE模拟程序自带的混凝土塑性损伤模型中,分析了二郎山1#滑坡抗滑桩损伤情况,得出如下结论,采用文中构建的拉、压损伤模型模拟得出的桩顶水平位移为30.3cm,与现场观测的桩后裂缝宽度数据相吻合,得出滑坡推力增大是导致二郎山1#滑坡抗滑桩产生大变形的直接原因;抗滑桩在产生大位移过程中受压损伤值较小,桩身未发生压破坏;抗滑桩在产生大位移过程中靠近滑坡一侧滑面位置的拉损伤较为严重,并产生了拉破坏,损伤区域达到截面面积的3/4,是抗滑桩工程修复亟需关注的位置。
青藏高原东南缘活动断裂地质灾害效应研究现状
白永健, 倪化勇, 葛华
2019, 25(6): 1116-1128. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.095
摘要 (40) HTML (22) PDF (1919KB)(10)
摘要:
青藏高原东南缘不同性质、不同类型、不同特点活动断裂发育且较为活跃,自2008年汶川地震发生以来,相继发生了玉树地震、庐山地震、鲁甸地震等。地震引发、触发、诱发产生了大量地质灾害,造成了惨重的生命财产损失。通过收集与分析相关资料,对青藏高原东南缘活动断裂地质灾害效应研究进展与取得成果进行了归纳总结,从活动断裂地质灾害主要控制因素,地质灾害发育特征、空间分布规律、演化模式、形成机制,不同性质断裂控制效应、断裂两盘差异效应、地震动参数效应、地形地貌效应等地质环境效应和地质灾害力学效应等方面进行了综述。在此基础上,对活动断裂地质灾害效应研究中存在的如不同类型活动断裂和不同震级地震与地震地质灾害相关性、以及地震地质灾害监测与风险评估等问题或重点研究方向进行了探讨,其研究结果为地震地质灾害致灾机理、风险评估、防灾减灾等研究提供参考。
颗粒配比对岩石力学特征影响的数值模拟研究
叶功勤, 曹函, 高强, 张政, 王天一
2019, 25(6): 1129-1137. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.096
摘要 (29) HTML (4) PDF (34611KB)(2)
摘要:
岩石是矿物颗粒的集合体同时也是一种重要的非均质材料,了解它的力学特征对岩土工程及矿产开采都具有重要的指导作用。作为典型的颗粒材料,颗粒单元体的粒径分布配比必然影响着岩石的宏观力学表现。通过设置不同体积配比下的颗粒材料单元体,利用PCF2D软件模拟了相同颗粒材料单元体不同配比下岩石模型的力学特征。模拟结果表明颗粒单元体配比对岩石的力学特征有明显的影响。在模拟过程中大颗粒的配比显著影响着岩石的抗压强度,大颗粒含量相对越高,抗压强度越大。而细颗粒的配比影响着岩石的抗拉强度,细颗粒含量相对越高,抗拉强度越大,但是过多的细颗粒会降低岩石的抗拉强度。考虑岩石压缩过程中裂缝形态的影响。结果表明均匀分布、5:2:3、7:2:1的颗粒配比形成了贯穿裂缝,而1:2:7和3:2:5的颗粒配比未能形成贯穿裂缝,且细颗粒配比越高,裂缝数目出现高值的概率也越大。
综合多频率地质雷达天线探测活断层浅层结构—以玉树活动断裂为例
张迪, 吴中海, 李家存, 刘绍堂, 王果
2019, 25(6): 1138-1149. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.097
摘要 (43) HTML (21) PDF (57013KB)(14)
摘要:
地质雷达技术具有操作性强、分辨率高、探测深度深、对地表环境无破坏和可重复探测等特点,在活断层探测中具有很大的优势。为验证综合多中心频率地质雷达天线探测活断层地下浅层结构效果,以民主村处发育的玉树活动断裂为研究对象,采用25 MHz、100 MHz、250 MHz和500 MHz中心频率的地质雷达天线对活断层浅层结构进行探测,并与探槽剖面进行效果对比。研究结果表明:低中心频率的地质雷达天线(25 MHz和100 MHz)可获取大范围内深度较深(约32 m)的活断层地下浅层结构的整体形态,从雷达图像上可识别出主断层分布范围、断层倾向及地下浅层结构等;而中高中心频率的地质雷达天线(250 MHz和500 MHz)则可获取局部范围内深度较浅(约3 m)的地下浅层结构,尤其是500 MHz天线。探测结果与地表构造地貌形态和探槽剖面地质构造一致,表明综合多中心频率地质雷达天线探测玉树活动断裂浅层结构的有效性和适用性,为活断层研究提供多尺度数据及方法支持。
琼州海峡西线跨海通道工程地质评价
李振, 彭华, 马秀敏, 姜景捷, 孙尧, 李龙飞
2019, 25(6): 1150-1156. doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.098
摘要 (93) HTML (204) PDF (19619KB)(12)
摘要:
为开展琼州海峡跨海通道地壳稳定性评价,避免潜在的地质灾害对跨海通道工程安全性产生不利影响,利用侧扫声纳、单道地震、多波束等地球物理探测方法对琼州海峡海底展开了地形地貌调查,获得了琼州海峡跨海通道工程区海域活动断层分布、西线规划区地形地貌及地质条件等基础地质资料。工程地质评价认为西线线路断裂、地震、火山活动性弱,海底水深小、地形较为平坦、地貌简单,上新世望楼港组低液限粘土及上新世浅海相砂层作为基础持力层,岩土工程力学性质尚可,利于开展跨海通道桥梁方案施工。规划线路穿越1处侵蚀沟槽,影响长度约5 km,地形高差达60 m,且线路东临1处海釜,分布有陡坎,且部分地段分布有滑塌堆积。建议西线线路北段局部西移约1.5 km,同时关注西口潮流侵蚀沟槽、规划区南部淤泥质软土、古河道砂性土沉积、海峡谷底活动沙坡等不良地质作用影响。
总目录
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2019, 25(6): 1157-1163.
摘要 (15) PDF (1792KB)(1)
摘要: