穿越走滑断层埋地管道应变特性的试验研究

穿越断层的埋地管道在地震等外力作用下会发生屈曲、断裂等破坏,研究走滑断层作用下埋地管道的应变特性,对管道工程的设计和防护等具有重要意义.借助前期设计的场地变形组合试验装置,针对走滑断层的作用特点,模拟穿越此断层的埋地管道受力情况,测得随断层错动管道的应变分布及管道周边土体压力变化,分析管径变化对应变和管周土压力的影响,得出管道变形区域的范围.试验结果表明:断层面附近的管道在断层走滑错动过程中受到轴向拉力或压力的作用,其变形沿断层面与管道交点近似呈中心对称;距离断层较远的管道随土体一起运动,不会产生变形,即管道变形在断层附近的一定区域内;管径越大,受断层运动影响的管道变形区域越小;随断层错动位移量的增大,断层附近管道周围土压力和管道的轴向应变都增大,且随管道直径的增大管周土压力和轴向应变减少.     

小江断裂带及其周边地区构造应力场特征

 应用Snoke方法计算了2000—2009年发生在小江断裂带及其周边地区的55个中小地震震源机制解.根据震源机制解分析,该区震源错动类型主要为走滑型,其次是逆断型,与小江断裂左旋走滑运动相符.整个区域主要受到近水平的北北西—南南东向挤压,自北向南主压应力轴方位从南东转为南南东,与川滇菱形块体沿南东—南南东向的走滑和旋转运动相一致.另外,构造应力方向在0~20 km内有从北西西转为北北西的趋势,考虑力轴仰角无明显变化,认为构造应力在此深度内是相对连续的.     

滇中地区区域应力场研究

选取了滇中地区13个云南区域数字地震台站的地震记录,截取了3.0级以上地震事件原始波形数据175个,读取了424条清晰的P波初动.采用格点尝试法求解该区域的综合震源机制解,得到研究区的应力场.结果表明:该区域P轴方位为334",倾角为1",T轴方位为244",倾角为3",说明该区主压应力优势方向为北北西—南南东向,张应力优势方向为北东东—南西西向.由综合震源机制解中两个节面解参数可知断层破裂面倾角大,说明在滇中地区川滇菱形块体内部及周边区域的地震以水平走滑错动为主.笔者还收集计算了1985—2012年33次中小震震源机制解,采用网格搜索法计算了该区构造应力场.通过对比分析发现2种方法得到的应力状态吻合程度好,与前人的研究一致,因此可信度高.此结果可用于分析该地区的地震地质背景和构造结构,为地球动力学环境的研究提供依据.     

龙门山前缘的芦山地震与逆冲-滑脱褶皱作用

龙门山式构造以推覆作用和滑脱作用为主要特征,近5年来地震活动性显著,在2008年和2013年分别发生了汶川(Ms 8.0)地震和芦山(Ms 7.0)地震。根据已公开发布的芦山地震的震源机制解、破裂过程、地震烈度、地表变形特征、余震分布规律等方面的研究成果,结合本次对龙门山南段活动断裂和芦山地震构造变形与地表响应的野外实地调查等方面的科研成果,作者将龙门山南段和前缘地区划分为龙门山冲断带和前缘扩展变形带2个构造变形带,对比了它们在构造变形样式、活动断裂、历史地震的差异性,提出了以推覆-滑脱岩片为特点的龙门山冲断带地震构造模式和以逆冲断层-滑脱褶皱为特点的龙门山前缘扩展变形带地震构造模式。在此基础上,分析了龙门山前缘扩展变形带的逆冲-滑脱作用与芦山地震的发震断层模式与成因机制,认为芦山地震形成于龙门山前缘扩展变形带的逆断层-滑脱褶皱带,其发震断裂为大邑断层,该断层倾向北西,呈铲状向下并汇交于滑脱面。该滑脱面就是芦山地震的震源层。     

黔东凯里—三都断裂结构及形成演化

通过宏观描述、地震解译、有限应变测量、显微构造分析及包裹体测温等方法对黔东凯里-三都断裂进行了研究。认为凯里-三都断裂是黔东南推覆体的前锋断裂,呈向NWW突出的弧形,总体表现为由数条断层组成的逆冲断裂带,主断裂倾向SEE,为黔南拗陷和雪峰古陆的分界线。断裂带以浅层脆性变形为主,断裂带上盘向NWW推覆的水平位移达12～15km,是多条断层多期挤压、拉张和平移剪切作用叠加的结果。断裂带经历了多期演化过程,燕山期以来的演化历史主要受太平洋构造域控制,早中燕山期为主挤压逆冲阶段、晚燕山期为拉张正滑阶段、喜马拉雅期为再次挤压-定型阶段。     

利用全波形反演内蒙古阿拉善左旗Ms5.0级地震震源机制解

选取甘肃、青海、宁夏区域测震台网24个宽频带数字台站的地震波形采用全波形反演CAP震源机制解方法计算2017年6月3日内蒙古阿拉善盟阿拉善左旗MS5.0级地震,得到本次地震的震源机制解为带有逆冲性质的走滑断层,反演结果显示:最佳双力偶解为节面Ⅰ走向0°,倾角68°,滑动角-180°;节面Ⅱ,走向90°,倾角90°,滑动角22°,地震矩震级为MW5.0,最优深度解为10.3km,根据震源机制结果以及阿拉善左旗区域构造背景,推测此次地震发震构造为邻近河西堡-四道山断裂的一条全新世隐伏断裂。     

饶阳凹陷古近系沙河街组古地震记录及地质意义

综合区域构造背景和岩心观察,对饶阳凹陷东部陡坡带、中央隆起带及北部任丘潜山上覆的古近系沙河街组地震成因的软沉积物变形构造类型、沉积特征、成因机制及地质意义展开研究。结果表明:研究区发育多种原地形成的拉伸—挤压作用及液化作用成因的软沉积物变形构造;由下至上依次为同沉积断裂层段、地震角砾岩层段、液化砂岩脉层段、软沉积变形层段和液化均一层段;沙三段沉积时期是控盆边界断层以及控制潜山活动的控山断层活动强烈时期,频繁引发震级高于5级的地震,且越靠近凹陷东部断裂带,地震构造发育的类型越多;微断层、微裂缝等的形成能极大地改善储层渗透率,使之成为潜在的油气储层或油气运移通道。     

利用曲率属性进行小微断裂系统研究

马北X区块在区域挤压、走滑背景下,在工区北部和西部形成多期次、不同方向的次级断层,东西向断层形成时间较早,被后期的南北向断层切割。该断层控制了马北121构造格局。在后期北西—南东向断层作用叠加下,挤压、走滑并存,形成了一系列更次一级的小微断层,其断裂系统十分复杂。以往是用常规的构造解释方法对其断裂系统进行解释,解释有一定难度且小微断层基本分辨不清,导致某些区域油气藏类型不明、油水关系矛盾。利用地震曲率辅助断层解释技术,结合地震剖面、时间切片、测井曲线等对马北断裂系统进行精细解释验证。与以往相比,构造主体形态基本一致,但断裂系统变化较大,新增多条重要小微断层,从而解决了目前生产上存在的油水关系矛盾,明确了油气藏类型,基本符合区域构造和断裂背景。为该地区进一步的勘探开发提供有利的依据。     

逆断层粘滑错动对公路隧道影响的试验研究

结合大量地震断层的案例,针对逆断层倾角为75°,60°,45°三种工况通过模型试验研究不同倾角逆断层粘滑错动下隧道应变分布规律和整个破坏过程.试验结果表明:断层倾角越小,上盘范围内隧道顶部的纵向拉应变越大,并且拉应变进入过载状态时的错动位移值越小.当断层倾角为75°时,隧道的主要破坏形式为直接剪切破坏;当断层倾角为45°时,隧道的破坏形式以弯曲拉破坏为主;45°倾角工况下隧道的破坏范围为上盘距离断层面2.0 D(D为隧道洞径)至下盘距离断层面0.2 D,75°倾角工况下隧道的破坏范围为上盘距离断层面0.8 D至下盘距离断层面0.4 D.     

云南小江地区小震震源机制及构造应力场研究

利用云南小江断裂带密集地震台阵的区域地震波形观测资料, 对台阵覆盖区2016—2019年的地震事件进行定位, 获得674个地震的定位结果。通过P波初动极性与S/P振幅比方法(HASH)反演, 确定其中222个小地震的震源机制解, 进而通过MSTASI程序反演小江区域构造应力场。结果表明, 小江断裂带周边地震以左旋走滑为主, 由震源机制反演得到的主压应力方向为NW-SE向, 与前人研究结果以及区域 GPS观测结果有较好的一致性。初步分析显示, 与小江断裂带北段相比, 小江断裂带中南段受到的水平构造压应力略为减缓, 可能与区域构造应力的释放有关。     

埕岛地区古生界构造和地层多样性及形成机制

运用三维地震、钻井资料和区域应力场研究结果,探讨埕岛地区古生界构造和地层多样性的形成机制。结果表明,三叠纪末期-始新世,在郯庐断裂左旋→右旋"往返式"走滑运动控制下,埕岛地区古生界经历了"挤压倾伏褶皱、拉张反转成山、差异走滑定型"3个阶段。三叠纪末期,在郯庐断裂左旋走滑运动下,埕岛地区NE-SW向挤压、北西向倾伏褶皱,形成西、中、东3个逆掩断块体,差异隆升作用造成古生界剥蚀程度不一。晚侏罗世-早白垩世,在郯庐断裂左旋走滑运动下,埕岛地区经历NWW-SEE向→NW-SE向拉伸,逆冲断层发生不均衡反转形成西、中、东三排山和"南敛北散"形态。晚白垩世-始新世,在郯庐断裂右旋走滑运动下,埕岛3排山自西向东基底走滑剪切位移不断增大,中排山和东排山在基底剪切下发育的东西向断层和北东向走滑断层相互切割,构造样式和岩性分布更复杂。     

方正断陷多期构造叠合构造解析及模式分析

为了理清方正断陷多期构造叠合引起的盆地变形,断陷内部构造样式多样及构造解析存在多解性的问题,通过对地震资料的重新梳理、区域构造特征及郯庐断裂演化的分析,结合伸展、走滑拉分、走滑挤压以及后期抬升剥蚀等多期构造叠加对方正断陷的影响,对构造解析提出了新的认识和方法,并建立了方正断陷伸展-走滑-挤压三维应力模式。研究认为断陷西部改造程度弱,继承了断陷初期白垩系盆地的伸展模式,断陷东部后期挤压推覆改造强度大,伸展模式已不适用,必须考虑逆冲推覆构造的影响,断陷中部发育的伊汉通断裂走滑特征明显,花状构造发育,以伊汉通断裂为界断陷东西两侧表现为不对称差异走滑断陷特征,伊汉通断裂两侧应用走滑模式解析,因此,对于多构造叠合断陷盆地不能单纯地用伸展模式来解析,更应考虑后期的改造模式,在此基础上形成了一套复杂断陷盆地构造解析方法。     

云南保山核桃坪铅锌矿区节理特征及其地质意义

运用构造解析方法,遵循共轭节理配套原则对核桃坪铅锌矿区的节理进行逐步分析,该区节理主要分为5组,共配成2套共轭节理,分属近南北向,东西向2个构造期次。据此推断该区节理的形成、发育先后受到该区近南北向和东西向构造期构造应力场作用的影响和制约。同时也很好的从小尺度构造角度反映了矿区主控矿断裂F1的演化。     

安徽肥东西韦地区郯庐断裂带的构造特征与变形规律

郯庐断裂带南段安徽肥东西韦地区糜棱岩广泛发育,地表出露良好。通过对该地区进行细致的宏观和微观分析研究发现,韧性剪切带具有典型的左行平移特征;断裂带的持续走滑使糜棱岩带抬升并在浅层形成正花状构造;新生代以来由于太平洋板块近EW向的强烈挤压,左行平移逆断层形成,并叠加于早期构造之上,从而形成当今地表所见的构造特征。     

垦东凸起“陀螺式”演化与油气成藏

垦东凸起位于郯庐断裂带西缘,具有构造样式多样、油气分布各异的特点.分析其区域应力场,认为郯庐断裂带在新生代右旋走滑及其产生的拉分作用影响下,垦东凸起"陀螺式"的演化过程形成了垦东北部斜坡带、西部主体带和东部斜坡带3个次级构造单元和不同的构造样式及不同的油气输导方式和油气藏类型.北部斜坡带油气呈"立体式"输导,形成构造-岩性油气藏;西部主体带油气呈"网毯式"输导,形成古背景上的岩性油气藏;东部斜坡带油气呈"阶梯式"输导,形成断层-岩性油气藏.     

金湖凹陷铜城断层构造特征与成因分析

依据高精度三维地震资料与前人对金湖凹陷乃至苏北盆地构造的分析成果,在构造理论指导下应用构造解析方法,对铜城断层构造特征与成因进行研究。结果表明:铜城断层近SN延伸,断面具"丝带效应",其东、西两盘诸断层发育规模、活动性和剖面样式有所差异,铜城断层与两盘断层不具成因上的"世代关系",但具有构造分区作用;区域应力和先存构造是影响铜城断层形成与演化的主要因素;古新世—早始新世NW—SE向伸展作用时,铜城断层为具有调节作用的变换断层,并不受郯庐断裂的走滑作用影响,中始新世近SN向伸展作用下,又叠加以主动走滑性质,断层规模扩大,渐新世至早中新世近EW向挤压应力造成南段断面倒转而呈"逆断层"特征;铜城断层形成于伸展环境,在挤压环境中受到局部改造,具有走滑性质、多期活动、逐次发育特征。     

准噶尔盆地乌夏断裂带构造样式演化

在断裂、褶皱形成机制、构造样式分布平面分布和垂向分布研究的基础上,将准噶尔盆地乌夏断裂带构造样式的演化归为6种序列和3个演化阶段。构造样式演化具有明显的分区性,在断裂带东西两侧表现为相似性,中间则呈明显不同。3个演化阶段是指二叠纪前展式强烈压缩构造样式发育阶段、三叠纪—侏罗纪后展式压缩构造样式发育阶段和白垩纪—第三纪局部伸展构造样式发育阶段,而且构造样式的发育具有继承性和同沉积性。控制乌夏断裂带断层规律性发育的主要因素是区域构造环境、基底性质、应力作用方式和岩石力学性质等。     

The western boundary of extrusion blocks in the southeastern Tibetan Plateau

The model about block extrusion related to collision between Eurasia and India which is proposed by Tapponnier et al. has not been accepted so far in the field. Based on kinematics and chronology, the Gailigong dextral strike-slip fault in west Yunnan and Nabang dextral strike-slip fault which is the part of Mogok belt are the western boundary of extrusion blocks, as the eastern boundary Red River-Ailaoshan left-lateral fault. And more studies show that as the important way for absorbing the convergence between two continents, the age of blocks’ multistage extrusion is about 23 and 13 Ma.     

龙门山冲断带分段-分带性构造格局及其差异变形特征

龙门山冲断带地处青藏高原东缘,介于松潘-甘孜褶皱带与四川盆地之间,由一系列走向北东、倾向北西的逆冲断层及其所夹的岩片组成.分段一分带性构造格局是龙门山冲断带的基本特点和重要特色.龙门山自西向东发育有4条主干断裂:茂县-汶川断裂、北川-映秀-五龙断裂、安县-都江堰(原称"灌县")-双石断裂和广元-大邑-雅安(隐伏)断裂.由这些主干断裂分隔,龙门山冲断带沿倾向表现出明显的分带性变形特征,以其典型构造特征自西向东称为弧形韧性变形带、基底冲断-同劈理褶皱带、同心褶皱-叠瓦冲断带、前陆扩展变形带和前陆坳陷带,它们自西向东显示层次渐浅、韧性递减、脆性渐强的变形特点.龙门山冲断带沿走向以北川-安县与卧龙-怀远-线为界可三分为北段、中段和南段,北段以出露轿子顶基底杂岩和唐王寨向斜及其前缘叠瓦冲断系为主要特征,中段以出露彭灌基底杂岩及其前缘发育飞来蜂为典型特征,南段以出露五龙、宝兴基底杂岩及其前缘发育飞来蜂为典型特征.自北东向南西,龙门山冲断带沿走向具有构造起始和定型时期渐晓、脆性渐强、前陆卷入变形的程度渐强、新生代隆升渐快和活动性增强的变化趋势.     

淮北宿临矿区构造特征及演化

宿临矿区是淮北煤田的主要赋煤地带。自石炭二叠纪以来，该区经受了多次构造活动。在早期形成的徐准拗陷基础上主要发育有东西向及北北东向的断裂，这些断理解共同构成了矿区的基本构造格架。断块内褶皱多为开阔短轴褶皱，并发育有较大一级的北东向断层有层滑构造等。岩浆岩的侵入明显受断裂构造控制。矿区内地球物理场特征（场值及分布）也正证实了矿区内构造展布及演化的综合特征。而这种构造演化与华北板块南缘和东缘的两条板缘构造活动带密切相关。