斜向挤压叠加变形的构造解析——以四川威远地区为例

威远地区位于四川盆地西南部,其构造主体威远背斜属于大型穹隆状背斜构造,经历了多期构造运动的叠加变形,前人对威远背斜的形成过程与机制认识存在很大争议,无法满足油气精细勘探和高效开发的需要。本文通过地震资料的构造解析,确定威远背斜主体是在基底先存构造(NE向基底古隆起)的条件下,在燕山期近NS向斜向挤压作用过程中形成的,喜山期近EW向斜向挤压作用对其构造变形也有一定的贡献。按此认识设计了砂箱模拟实验,实验结果在平面和剖面上很好地再现了威远背斜的构造特征,表明了上述认识的合理性。这些认识不仅能为威远地区油气的勘探开发提供指导,还可以为相似区域的构造形成演化机制分析提供借鉴。

准噶尔盆地西北缘斜向挤压构造与油气分布规律

根据地面地质调查资料、卫星遥感影像地质解译成果、准噶尔盆地西北缘大地电磁测深剖面的最新解释以及地震剖面资料综合研究,认为准噶尔盆地西北缘斜向挤压构造是由该区发育的达拉布特左行走滑断裂、西北缘逆冲推覆构造以及北西向右行横向走滑断裂组成。其中,达拉布特边界断裂左行走滑作用是形成准噶尔盆地西北缘逆冲推覆构造和北西向右行横向走滑断裂的主要控制因素,西北缘逆冲推覆构造与北西向右行横向走滑断裂的交合部位是准噶尔盆地西北缘地区油气的主要聚集区域。

准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰(Altaids)造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带;在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。

斜向挤压构造的物理模拟及其对焉耆盆地构造解释

针对焉耆盆地的实际构造问题 ,设计了刚性边界基底均匀收缩斜向挤压砂箱实验模型。实验结果表明 ,斜向挤压情况下 ,挤压带边界方向和挤压方向对构造线走向起控制作用 ,其中边界方向的控制作用更加显著。斜向挤压作用与压扭作用不完全等同 ,斜向挤压虽然也有走滑分量 ,但被均匀地分布在整个变形区域 ,故不一定形成具明显走滑特征的断层。笔者认为 ,对于焉耆盆地这类构造的形成 ,用斜向挤压作用可以得到更好的解释。

基底收缩对斜向挤压盆地构造格局影响的实验研究

实验设计了不同基底条件的两个斜向挤压砂箱模型,实验结果表明:基底收缩可以促使斜向挤压盆地形成复杂的构造面貌,说明复杂构造格局并非总是意味着盆地经历了复杂的构造变形过程、或变形历史。基底收缩的斜向挤压实验模型说明盆地内部不同走向的断层也可以形成于同一挤压变形过程,不同走向的断层非总是意味着盆地经历了多期构造作用。基底收缩可以促使斜向挤压盆地形成雁列式断层带,雁列式断层带并非是走滑活动、或拉分作用的确凿证据。基底收缩可以促使斜向挤压盆地形成背冲式构造组合格局。基底收缩的斜向挤压实验模型为研究复杂构造格局盆地的成因机制提供了新思路。

中生代焉耆盆地双侧斜向挤压基底收缩成因

砂箱实验模拟是研究盆地形成机制的重要手段。根据焉耆盆地平面与剖面构造特征设计了砂箱实验模型。基于对实验结果分析,认为中生代焉耆盆地是SW NE方向的双侧斜向挤压作用下基底收缩形成的盆地。盆地内部不同方向的断层形成于同一挤压变形过程。焉耆盆地边界方向、水平挤压方向和基底收缩作用控制盆地内部构造带的方向。焉耆盆地的形成并非一定是边界走滑活动或拉分作用叠加的结果。该实验模型为解释焉耆盆地的构造成因机制提供了证据。

帕米尔突刺东缘冲断带构造形成机制:物理模拟及讨论

利用物理模拟实验,建立了两个不同边界条件的模型分别模拟帕米尔突刺东缘柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带的逆冲走滑构造演化过程,进而分析和讨论了研究区构造变形特征和变形机制。物理模拟实验结果表明:(1)帕米尔突刺东缘的柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带均形成于压扭应力场作用下,发育明显断层走滑现象,前者逆冲前缘断层兼具左行走滑特征,后者逆冲前缘断层则具右行走滑特征,但前者总体走滑量明显小于后者;(2)帕米尔突刺东缘的柯克亚-和田褶皱冲断带和喀什-叶城转换断层带走滑作用均主要位于山前边界断层带,越靠近逆冲前缘(盆地内部),走滑效应越微弱,挤压效应越明显;(3)在边界走滑断层前缘(往盆地方向),弧形断裂由挤压方向向前依次产生,并且斜向相交,验证了帕米尔东缘冲断带构造演化符合自南向北依次变新的规律;(4)在斜向压扭作用过程中,走滑断层构造带不一定发育明显的高角度甚至直立的断层,也可能表现为逆冲叠瓦构造楔样式,形成走滑逆断层,故在进行帕米尔突刺东缘(如塔西南山前)地震剖面构造解析时应充分关注这种构造类型。

3D numerical simulation and analysis of railgun gouging mechanism

A gouging phenomenon with a hypervelocity sliding electrical contact in railgun not only shortens the rail lifetime but also affects the interior ballistic performance. In this paper, a 3-D numerical model was introduced to simulate and analyze the generation mechanism and evolution of the rail gouging phenomenon. The results show that a rail surface bulge is an important factor to induce gouging. High density and high pressure material flow on the contact surface, obliquely extruded into the rail when accelerating the armature to a high velocity, can produce gouging. Both controlling the bulge size to a certain range and selecting suitable materials for rail surface coating will suppress the formation of gouging. The numerical simulation had a good agreement with experiments, which validated the computing model and methodology are reliable.