后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响研究进展

探索后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响有助于边坡稳定性理论的完善。从后缘拉张裂缝对土坡失稳模式及稳定性的影响两方面进行回溯总结,为建立边坡拉剪耦合破坏稳定评价体系及为崩塌、阶梯状滑坡等失稳模式的判别提供理论依据;通过室内模型试验对其影响机理进行初探,发现土坡坡高、坡角及力学参数等因素会直接影响其后缘拉张裂缝起张位置、产状、深度,从而对土坡稳定性产生重大影响,最后对目前关于土坡稳定性评价及后缘拉张裂缝研究存在的主要问题进行总结与评述。

采煤沉陷地表拉张裂隙区土壤重金属特征与来源

为查明采煤沉陷地表拉张裂隙区重金属的分布特征与来源,以安徽淮北朱庄煤矿3522工作面上方的沉陷斜坡地表拉张裂隙区作为研究区域。选择2条典型纵向拉张裂隙将研究区从高到低分为Ι区、Ⅱ区、Ⅲ区,垂直于拉张裂隙布设了21个土壤采样点,讨论Zn、Ni、Cu、As、Pb、Cr、Cd等7种重金属的分布特征,运用主成分分析法、正定因子矩阵模型(PMF)解析重金属来源。结果表明,研究区Cd、Zn含量超过土壤背景值,重金属污染水平总体高于未沉陷区域;重金属在表层土壤富集,除了Cr其他重金属沿垂直分布无明显差异;Zn、As在Ι区、Ⅱ区富集,Cr在Ι区富集,Cd在Ⅲ区富集;Cr含量沿沉陷斜坡降低,Cd含量除0~20cm土层沿沉陷斜坡升高。依据相关性分析,Zn、As与有机质显著正相关,Cr与速效钾显著正相关,Cd与有效磷显著正相关;来源分析表明,Zn、Ni、Cu、As、Pb来自煤炭开采活动,Cr来自土壤母质及风化累积的作用,Cd来自污水灌溉、化肥使用等人为活动的影响。

淮北矿区地表拉张裂隙区耕地土壤主要养分特征

[目的]分析采煤沉陷导致的地表拉张裂隙对耕地土壤质量的影响,评估采煤沉陷前后土壤养分变化,为沉陷区土地采前—采中治理提供理论基础。[方法]以淮北矿区孙疃矿地表拉张裂隙区为研究区域,分别在沉陷前(2019年6月)、沉陷后(2019年12月、2020年7月)采集样品,沉陷前布设5个采样点(T_(1)—T_(5)),沉陷后选择两条典型纵向拉张裂隙,由沉陷斜坡坡顶到坡底将沉陷区划分为A,B,C 3个分区,在裂隙两侧设置13个采样点,每个采样点沿深度方向每隔20 cm采集一个土壤样品,分别测试含水率、有机质、速效钾、速效磷、全氮和全磷含量6个指标。[结果]拉张裂隙区两次采样土壤含水率、有机质、速效钾、全磷含量存在显著差异(p<0.01),速效磷和全氮差异性不显著(p>0.05);通过主成分分析得到研究区第一、二主成分分别为有机质、全氮、全磷(受负面影响)和含水率、速效钾(受到正面影响);根据综合养分评价—主成分分析法发现裂隙区综合养分与对照点相比总体下降,但拉张裂隙区内养分从沉陷斜坡坡顶至坡底逐渐上升。[结论]地表拉张裂隙在采煤沉陷区分布广泛,是造成沉陷区耕地质量下降的主要原因。

四川盆地绵阳-长宁拉张槽中段下寒武统筇竹寺组页岩裂缝脉体特征及古流体活动过程

四川盆地绵阳-长宁拉张槽及周缘沉积了巨厚的筇竹寺组黑色页岩,是未来深层页岩气勘探的有利目标。以拉张槽中段及周缘筇竹寺组富有机质页岩裂缝脉体中赋存的古流体为研究对象,基于岩心和薄片观察了裂缝脉体的发育特征,通过碳氧同位素测试分析了古流体的来源及成因,利用盆地数值模拟恢复了地层压力演化过程,进而探讨了筇竹寺组页岩气的保存条件。结果显示:绵阳-长宁拉张槽内的GS17井和拉张槽东侧的MX9井筇竹寺组页岩裂缝脉体相对不发育,拉张槽西侧W201井发育多组顺层缝和高角度裂缝,被早期方解石和晚期鞍状白云石、重晶石、石英等矿物充填;碳氧同位素结果表明成脉流体与热液和有机质脱羧作用有关;拉张槽内及东侧高石梯-磨溪地区筇竹寺组由于原油裂解发育强超压并保存至今,而拉张槽西侧的威远构造虽然也曾经发育过超压,但在晚期构造运动中发生了泄压作用。相较于拉张槽内和高石梯-磨溪地区,威远地区筇竹寺组页岩气的晚期保存条件相对苛刻,需要重点关注局部超压发育区。

渤海湾盆地新生代拉张中心迁移的热-流变机制

在区域拉张应力作用下,岩石圈拉张减薄,减薄的中心地带成为拉张中心,渤海湾盆地新生代期间拉张中心具有自西向东、自南向北的迁移规律.为了探究渤海湾盆地新生代期间拉张中心的迁移与岩石圈热-流变结构的关系,本文在构造-热演化模拟的基础上,对渤海湾盆地各坳陷新生代岩石圈热-流变结构进行了计算.结果表明:渤海湾盆地新生代岩石圈拉张中心的迁移主要受岩石圈流变强度的非均匀性所控制.拉张中心开始位于岩石圈强度最低的济阳坳陷,拉张及伴随的的热冷却过程使得济阳坳陷岩石圈强度增大,并且超过了渤中坳陷岩石圈强度,因此,沙四段时期,拉张中心迁移到了渤中坳陷;沙三段时期,拉张中心迁移到了黄骅以及辽东湾坳陷.这是由于拉张速度较慢时(对于约90 km厚度的岩石圈而言,如果初始地壳厚度>34 km,拉张速度0.5 cm·a^(-1)),拉张初期会造成岩石圈强度的降低,但随着拉张的持续进行,岩石圈整体强度反而增加.孔店组时期,在岩石圈强度较大的冀中及临清坳陷形成拉张中心可能是叠加了其他地质因素(如前期构造、断裂活动、远程应力等)的影响.东营组时期,在岩石圈强度较大的渤中坳陷形成拉张中心,这可能是该时期岩石圈强度同时受到了郯庐断裂带的活动或小规模的地幔对流的影响,导致其实际强度比模拟计算的强度更低,因而使得应变集中在渤中以及辽东湾坳陷.

采煤拉张裂隙区土壤有机质高光谱反演

煤炭开采产生的拉张裂隙破坏土壤结构,影响土壤质量。利用高光谱技术对裂隙区土壤的重要成分进行监测,对精确恢复裂隙区土壤质量及改善农业产量具有重要意义。本文首先在淮北朱庄煤矿采煤拉张裂隙区采集了90组土壤样品,并在室内测定了土壤样本光谱;然后将反射率值与测定的有机质含量进行相关分析,选取对有机质敏感的特征波段;最后利用偏最小二乘、BP神经网络进行建模,并评价各模型的精度。研究表明,本文反演效果较理想,比较所建模型精度,一阶微分与偏最小二乘模型(FD-PLSR)建模效果最佳。FD-PLSR模型建模集和验证集的R^(2)分别为0.8761、0.8459,RMSE分别为0.4972、0.6806。该研究可为采煤拉张裂隙区土壤有机质含量监测提供一定的技术支持。

准噶尔南缘拉张伸展角度不整合的形成机理及动力学意义

拉张伸展角度不整合是近年提出的新概念。该文首次报道了准噶尔盆地南缘托斯台地区的拉张伸展角度不整合，并对其地质特征、成因机理及动力学意义进行了初步探讨。

拉张槽对四川盆地海相油气分布的控制作用

四川盆地现今为挤压性的沉积盆地,地表所见构造也均为压性构造;但四川盆地沉积盖层在形成、演化过程中发生了拉张运动(地裂运动)并形成了张性构造(拉张槽等)。现今盆地内已发现的主要拉张槽有开江-梁平海槽(拉张槽)和绵阳-长宁拉张槽。开江-梁平海槽(拉张槽)是四川盆地内深埋地下的二叠纪-三叠纪之间的一个北西-南东向展布的深水碳酸盐岩沉积区,是在峨眉地裂运动理论启示下因生物礁油气藏勘探而发现的。绵阳-长宁拉张槽是四川盆地内发育于早寒武世的一个南北向的下寒武统巨厚碎屑岩沉积(降)区,是在兴凯地裂运动理论指导下通过构造-沉积综合研究而发现的。2个拉张槽的发现和特征研究均经历了漫长过程。拉张槽的形成演化不仅控制了优质泥质烃源岩和优质碳酸盐岩储集岩的发育,而且为优质泥质烃源岩-优质碳酸盐岩储集岩组合的形成和油气成藏效应及规模的提高创造了条件,致使环拉张槽周缘地区是克拉通盆地内油气分布最丰富的地区。

华南白垩—第三纪地壳拉张与铀成矿的关系

华南是中国最重要的铀矿产区之一。按赋矿围岩的不同 ,该区主要产出花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型 3类铀矿床。铀矿区都分布有比铀成矿超前形成的富铀岩石 ;铀矿床成矿热液中的水主要为大气成因地下水 ,成矿温度约为 1 2 0～ 2 5 0℃ ,成矿热液的δ1 3 C值主要为 - 4‰～ - 8‰ ,表明幔源CO2 参与了成矿作用 ;矿床的N(3 He) /N(4He)为 0 .1 0～ 2 .0 2Ra,显示成矿热液中大量幔源He的存在。这些铀矿床的成矿时代与赋矿围岩的岩性和时代无关 ,都集中在该区地壳受到强烈拉张因而断陷盆地广泛发育并伴有幔源基性岩浆活动 (基性脉岩、玄武岩 )的白垩—第三纪。研究表明 ,白垩—第三纪导致了地幔与地壳表层沟通的地壳拉张 ,把该区 3大类型的铀矿床串联成了一个有机的整体 :(1 )地壳拉张通过控制向大气成因的贫CO2 热液提供铀成矿必不可少的幔源CO2 ,而与铀成矿发生联系 ;(2 )同一机制形成的富CO2 热液浸取同一或不同铀源岩石中的铀并在不同围岩中成矿 ,形成了按赋矿围岩划分的各种矿床类型 (花岗岩型、火山岩型和碳硅泥岩型 )。

四川盆地震旦系威远—安岳拉张侵蚀槽特征及形成演化

基于沉积、构造综合分析,利用露头、钻井、测井及地震资料,研究四川盆地震旦系威远—安岳拉张侵蚀槽的平面、剖面特征,并根据地层、岩性、构造及区域演化等特征对震旦系进行剥蚀恢复,再现桐湾运动时期拉张侵蚀槽各阶段发育演化及其改造过程。威远—安岳拉张侵蚀槽沿蓬莱—安岳—荣昌一线呈北西向展布,具有东陡西缓的特征。研究横跨拉张侵蚀槽中部的威远—龙女寺地震剖面发现,威远—安岳拉张侵蚀槽是震旦纪期间基底断裂多幕堑垒式活动导致灯影组地层差异抬升、差异侵蚀和差异溶蚀等多种地质过程综合作用的结果,其形成可分为早、中、晚3个阶段。通过剖面剥蚀恢复,定量测算了拉张侵蚀槽侵蚀、溶蚀量,最大可达600 m。

绵阳-长宁拉张槽北段构造-沉积特征

绵阳-长宁拉张槽北段(川西地区)震旦系-下古生界埋藏深,研究程度低。本文利用川西高精度地震资料、综合钻探资料和野外露头资料,探讨绵阳-长宁拉张槽北段的构造与沉积特征,并对烃源岩特征进行分析。研究表明:拉张槽边界有2个明显的陡坎;拉张槽西侧边界大致垂直于原特提斯洋,其东侧边界分布在射洪-三台-元坝-剑阁一带。拉张断层沿着拉张槽两侧对称分布,在陡坎下方发育一系列的拉张断层。拉张槽两侧,震旦系灯影组厚度大,上覆的下寒武统厚度小,甚至缺失;在拉张槽内,灯影组厚度减小,而下寒武统厚度明显加大。拉张槽内麦地坪组属于斜坡-盆地相,广泛分布着浊流或碎屑流沉积的钙屑(磷屑)岩屑砂岩,可能是绵阳-长宁拉张槽在拉张初期的沉积记录;拉张槽外麦地坪组发育不完整,属台地相沉积。拉张槽内筇竹寺组+麦地坪组烃源岩厚度大、品质好、成熟度高。拉张槽北段(川西地区)的下寒武统烃源岩无论是厚度还是品质均明显高于中段(川中地区),是下寒武统重要的生(供)烃中心。拉张槽北段(川西地区)具有中段(川中地区)的构造-沉积特征和原始油气地质条件,其海相油气具有较大的勘探前景。

基于双向聚能拉张爆破理论的巷道顶板定向预裂

为在切顶卸压沿空留巷中获得巷道顶板预裂炮孔的最优间距,基于双向聚能拉张爆破技术,采用以LS-DYNA动力分析软件为基础的数值模拟和现场试验对巷道顶板定向预裂进行研究,优化炮孔间距。数值模拟结果表明,当炮孔间距为400mm时,应力波叠加后产生有效的拉应力;当炮孔间距为500mm时,应力波叠加后也能够产生有效的拉应力,该拉应力大于孔壁围岩的抗拉强度,能够使孔壁围岩沿聚能方向形成裂缝,且利于炮孔间裂纹的扩展;随着炮孔间距进一步的增大,当炮孔间距为600mm爆破时,由于间距过大,应力波无法有效叠加,不能产生连续裂缝。现场试验表明,间距为400和500mm的炮孔间隔爆破时,未爆破孔自炮孔孔底至孔口产生连续有效裂缝,裂缝长度达2.4m,相邻炮孔间沿炮孔中心线均能够形成连续有效的切缝面,能够有效控制沿空巷道顶底板位移及沿空巷道顶板压力。综合分析,在3种不同炮孔间距的试验方案中,确定间隔爆破、500mm的炮孔间距为同一地质条件下3种试验设计中的最优方案。

四川盆地拉张-挤压构造环境探讨

从全球构造着眼 ,动态地从时间 空间四维阐述了拉张 挤压构造动力学环境的辩证关系 ,指出了不同构造动力学环境对应于不同的构造变形系统。结合四川盆地地质演化历程 ,从 9个方面论证了四川盆地自其形成以来 ,构造动力学环境曾经历了早期拉张、中期过渡、晚期挤压的过程 ,相应地在对四川盆地进行构造分析时 ,要注意早期伸展构造、中期反转构造。

红河断裂带第四纪右旋走滑与尾端拉张转换关系研究

红河断裂带早第四纪以来发生的大规模右旋走滑运动，导致断裂北段尾端的质量亏损，形成了拉张区。右旋走滑量为７．１ｋｍ左右，拉张区右旋方向上的扩张量为５．３５ｋｍ左右，二者相互转换的量级是基本一致的，从而定量地证实了它们之间的成因联系。

再论贺兰山地区新生代之前拉张活动的性质

贺兰山地区在新生代之前经历了几次区域性的伸展活动 ,表现出显著的“多旋回”构造特点。而导致这些伸展活动的机制并不一样 ,更不是简单的重复。分析结果表明 ,该地区在早古生代不是拗拉槽 ,而更可能是北祁连岛弧靠大陆一侧的弧后盆地 ,在晚期演变为弧后前陆盆地。在此期间 ,其沉积表现出较典型的非补偿型前陆盆地的特征。在晚古生代 ,由于伸展的时间晚于造山期 ,因此该地区也不是所谓的碰撞谷 ,而是北祁连造山带及临近地区后期伸展跨塌的结果 ,伸展开始的时间发生在晚泥盆世晚期 ;在中生代早期 ,贺兰山地区北段由于受南侧的挤压发生伸展 ,因此不是前陆前渊而是碰撞谷。

绵阳-长宁拉张槽北段麦地坪组烃源岩特征——以绵竹清平剖面为例

以四川盆地绵阳-长宁拉张槽北段中央的绵竹县清平剖面为例,基于系统的薄片鉴定、有机地球化学分析、主元素、痕量元素及稀土元素的综合分析,研究绵阳-长宁拉张槽北段下寒武统麦地坪组烃源岩地质特征及元素地球化学特征。清平剖面麦地坪组主要岩性为碳质页岩含火山灰夹层、泥/微晶白云岩、碳/硅质页岩、白云岩屑粉砂岩与泥岩互层、白云岩屑磷块岩、白云岩/磷质岩屑粉砂岩夹泥岩。麦地坪组烃源岩则主要由其中碳/硅质页岩构成,主要特征是:(1)厚度达146.2m;(2)TOC质量分数为0.70%~42.68%,平均为12.95%;(3)干酪根类型指数在98~100,为Ⅰ型腐泥型干酪根;(4)沥青质反射率(Rob)为1.56%~2.83%(平均为2.31%),tmax为414~612℃(平均为577℃),表明烃源岩处在高成熟-过成熟阶段;(5)痕量元素V/(V+Ni)、U/Th、Ni/Co的比值及稀土元素δU、Ceanom、Ce/La比值,指示麦地坪组烃源岩形成于缺氧的强还原型水体环境。川西地区(绵阳-长宁拉张槽北段)麦地坪组为一套形成于缺氧环境下的有机质含量高、干酪根类型好、高成熟—过成熟阶段的优质烃源岩。

四川盆地中二叠世广元—巴中拉张槽的发现及其油气地质意义

利用野外、钻井和地震资料综合研究,在四川盆地广元—巴中地区发现中二叠世的槽谷,为上扬子西北缘受海西期拉张作用形成的拉张槽。拉张槽的地质—地震特征明显,呈北西向展布,宽度为70~120km,面积约为2×104km2,根据其中线展布将其命名为广元—巴中拉张槽。拉张槽控制着中二叠统的烃源岩展布,拉张槽内为深水欠补偿沉积,充填10~30m的深水陆棚相泥质岩,TOC为2%~9%,为优质烃源岩。该拉张槽还控制着中二叠统茅口组台缘带优质储层的形成与展布,拉张槽两侧发育台地边缘滩相沉积,三维地震资料解释表明,台缘带宽度为8~10km,面积达3000km^2,受岩溶等成岩作用改造,可形成规模优质储层。广元—巴中拉张槽的发现改变了四川盆地二叠纪构造沉积分异形成于长兴期的传统认识,拉张槽内部优质烃源岩与其周缘规模滩相储层构成旁生侧储的源储配置关系,为有利成藏组合,是茅口组重要勘探方向。

雁列式断层拉张破裂有限元数值模拟

为了研究典型断层构造形式——雁列式断层的变形破坏特征,采用拉张破裂有限元程序开裂准则8,当0.995σmax≤σ1≤σmax时节点开裂,模拟了雁列式断层的破裂过程。雁列式断层按错列方向与运动方向的关系可分为两类:拉张型和挤压型。分别对这两种断层结构的破裂过程进行了模拟,并与数字散斑实验和岩石试件现场实验结果进行了对比,数值试验很好的模拟了第2条裂纹即拉破坏裂纹,可以为研究地震的发生机制及前兆特征等提供理论支持。

考虑降雨拉张裂缝作用的库岸边坡稳定性分析

降雨对库岸边坡的失稳有刺激作用,尤其是降雨过程中坡体产生的拉张裂缝对其稳定性影响更大。考虑降雨作用下产生的裂缝,构建拉张裂缝模型,确定拉张裂缝的位置及深度,并用剩余推力法计算水库蓄水时边坡的稳定性系数。以某水库的库岸边坡为例,计算了水库在正常蓄水位时,不同降雨强度和降雨历时下的稳定性系数,结果表明降雨强度和降雨历时与裂缝的位置和边坡的稳定性存在密切的关系。

新疆准噶尔盆地南缘拉张伸展动力学环境的探讨

准噶尔盆地南缘在中生代、甚至新生代很长一段时间处于拉张伸展环境。至新生代晚期才转换成挤压环境。本文从六个方面对拉张伸展动力学环境进行了探讨，指出了准噶尔盆地南缘伸展构造与后期反转构造的研究对这一地区油气运移规律的探讨具有重要意义。结合生油岩系的生油高峰期分析，中生代的伸展构造与二叠纪、侏罗纪生油岩系的生油高峰是配套的，它们形成的断块，同沉积背斜等对捕获早期油气起着决定性作用。