龙门山汶川地震断裂带北川段岩石与地球化学特征及其变形行为

断裂带的岩石组成、内部结构和地球化学特征是认识断裂活动性质和变形行为的关键,而断层泥作为断裂带核部的重要物质,不仅影响断裂带强度,而且控制断裂的滑移机制。本文以汶川地震的发震断裂龙门山映秀-北川断裂带北川段沙坝探槽中的断层泥为研究对象,通过对断层泥进行宏观与显微构造观察、粉末X射线衍射分析(XRD)、矿物自动化定量分析(TIMA)和薄片微区X射线荧光光谱分析(μXRF)等多种分析,探讨了其所蕴含的断裂变形行为和滑移机制。研究表明:北川段断裂带NW盘主要为寒武纪碳质泥页岩和板岩,SE盘由半固结的黄色砂质黏土层组成。断裂带核部由面理发育的黑色断层角砾岩和面理化的断层泥组成,断层泥厚约25cm,分为黄色断层泥、灰色断层泥和黑色断层泥,汶川地震滑移带沿灰色断层泥和黑色断层泥边界分布,在滑移带附近可见明显的拖曳构造与R1次级剪切破裂,指示了逆冲滑动的性质。断层泥中的碎块呈棱角状大小不均一,显示出地震快速滑动特征,表现为粘滑行为。黄色和灰色断层泥中黏土矿物含量(42%~52%)远高于黑色断层泥(19%~29%),前者石英(36%~47%)、伊利石(18%~32%)和绿泥石(7%~15%)含量整体略高于后者中的含量,而长石含量整体低于后者,表明黄色和灰色断层泥中水-岩作用较强于黑色断层泥,推测前者断层泥的孔隙度高于后者;断层泥中含有较多的伊蒙混层,靠近滑移带Fe元素呈明显增加趋势,暗示了摩擦产生了大量的热,同时,黑色断层泥中发育有石墨,说明断层滑移具有热增压弱化机制。龙门山映秀-北川断裂带北段北川断裂在岩石组成和规模上与南段映秀断裂虹口段断裂带有着明显差异,但均存在断裂滑移的石墨化作用,这些研究对认识映秀-北川断裂带南北段的滑移行为具有重要的指示意义。

珠江口盆地恩平凹陷断裂控藏研究

珠江口盆地恩平凹陷油气成藏与断裂活动关系密切,其断裂控藏特征值得重视。通过恩平凹陷293条断裂的类型划分、20口已钻井的控圈/控运断裂活动性能刻画、47个断裂圈闭的泥岩涂抹封堵性能计算,分析了断裂类型、活动性能、封堵性能与油气成藏的定量关系,明确了研究区不同构造带的断裂控藏规律。研究发现,恩平凹陷发育6种类型断裂,深部断裂和深浅沟通断裂最为发育;5Ma以来的断裂活动强度是恩平凹陷中浅层油气规模成藏的关键,当5Ma以来活动速率大于5.6m/Ma时,有利于中浅层规模成藏;恩平凹陷断裂泥比率SGR(累积泥岩厚度与垂直断距比值)封堵临界值约为0.32,低SGR值可以封堵稠油;弧形断裂控制恩平凹陷北部断阶带的油气成藏;深层古近系是恩平凹陷未来的勘探潜力方向。

导水夹泥断裂破碎岩内在结构与渗透性

造成深长隧道开挖过程中涌突水危害的主要灾害源为导水夹泥构造。研究断裂破碎岩体内在结构特征与不同构造单元渗透特性可以在一定程度上规避工程施工过程中事故的发生。以甘肃典型导水夹泥断裂带为背景,针对典型断裂破碎岩样进行XRD矿物分析、SEM岩体裂隙内在结构表征、不同构造单元原位压水试验及室内典型破碎岩体渗透试验,分析导水夹泥断裂破碎岩矿物成分、内在结构及渗透系数。研究结果表明:岩样裂隙内的充填物随次生矿物比升高,渗透系数增大;断层核部渗透系数较破碎带与完整花岗岩体大,断层核部粒径浅部比深部大,岩体浅部变质程度比深部破碎,有效孔隙度核部深部比浅部大,比表面积值核部也比影响损伤带及母岩大;横向上,断层核部裂隙密集带具有较高渗透性,随着裂隙密度的降低渗透系数明显降低,且距断层核部越远,渗透系数越低;纵向上,断层带不同构造单元的岩体,其渗透系数由小到大的分布规律为断层泥(<10^(-9) m·s^(-1))、碎砾、角砾岩(10^(-5)～10^(-7) m·s^(-1))、碎裂岩(10^(-4)～10^(-7) m·s^(-1)),完整围岩部分(<10^(-9) m·s^(-1))渗透系数又变小。研究结果可为隧道涌突水防治提供理论与工程指导。

铜城地区阜宁期断层封闭性的定量研究

以金湖凹陷铜城断裂带天13块、天33块为例,采用断层泥比率(SGR)方法,有选择地对区内5条控藏断层的侧向封闭性进行了定量评价;同时通过定量计算断面正压力和断裂带填充物中的泥质含量,引入断层垂向封闭因子(Fvs),定量评价区内断层的垂向封闭能力.评价结果表明:该区侧向封闭性较好,垂向封闭性较好-差.通过对断层封闭性的分析判断油气运聚的方向,最终优选出有利的圈闭,并为优选有利圈闭提供新的思路.