旋滑工况下非牛顿椭圆接触热弹流润滑问题数值分析

为了研究旋滑条件下润滑油膜热特性,基于Carreau流变模型,建立旋滑椭圆接触弹流润滑模型,求解旋滑热弹流数值解,比较等温及热条件下弹流润滑特性,并分析角速度、载荷、自旋因数及椭圆比对旋滑弹流特性的影响。结果表明:旋滑条件下油膜厚度明显减小,表明热效应不可忽略;角速度、载荷、椭圆比及自旋因数的增加均导致自旋效应增强,进而增加了油膜分布的不对称性;随着角速度的增大,静止固体与油膜温度增大,运动固体温度变化较小且呈先增后降趋势;随着最大赫兹压力增大,固体及油膜温度呈线性增加;自旋因数对油膜压力、膜厚及温度影响不大,但会增加膜厚及温度不对称分布;椭圆比只在特定范围内对旋滑弹流润滑特性产生影响。

旋滑条件下弹流润滑数值分析

建立旋滑条件下椭圆接触弹流润滑的数学模型,用多重网格法求得该条件下的完全数值解,研究速度、载荷、偏心距和椭圆比对油膜厚度、形状和压力的影响。结果表明,偏心距较小时,油膜厚度和形状都与普通弹流有明显的不同;速度、载荷和椭圆比增加及偏心距减小,均会导致接触区两侧最小膜厚的差值增大,油膜形状的非对称性增强;速度、椭圆比增加,油膜厚度增加,接触区压力减小,载荷增加或偏心距减小,油膜厚度减小,接触区压力增加。

兴国地区旋滑构造特征及形成机制

通过兴国地区基底褶皱、盖层褶皱、弧形构造及岩浆活动的研究 ,阐述了该区旋滑构造的特征 。

大巴山城口弧形断裂带右旋走滑构造特征及其意义

大巴山弧形构造带是几何学上对称平顶型、内部形迹削截的弧凸结构带,区域走向总体呈北西向延伸,其主边界城口断裂由北向南发生偏转(由近南北向→北西向→近东西向),内部构造形迹与边界断裂呈明显削截和交切关系,弧形带凸顶方向与构造带南西向逆冲推覆极性一致。基于野外构造解析和15个样品的显微构造分析,对城口弧形断裂带右旋逆冲走滑构造特征和变形-变质特点及其沿走向的变化进行研究。宏观上,城口断裂带体现出早期近东西走向线理和平行于主断裂带弧形展布的后期线理两期世代和序列性,同时展现出强烈右旋走滑剪切变形特征,且走滑剪切变形强度由北西向南东减弱。微观构造上,断裂带构造岩普遍发生弱-中等强度变质,北段以中-高绿片岩相为主,右旋逆冲走滑剪切指向运动学标志体发育、变形强烈。断裂带南段以低绿片岩相为主,右旋走滑逆冲剪切指向运动学标志体相对稀疏、变形微弱。城口断裂带宏观与微观特征表明变质和(右旋走滑剪切)变形强度总体上由北西向南东逐渐减弱,呈非对称性。构造运动学上的非对称性和强烈右旋走滑剪切运动特征主要取决于印支期以来华南和华北板块汇聚过程中(尤其是燕山期)汉南能干性基底由南向北的强烈楔入作用。

贺兰山西麓断裂右旋走滑的地质地貌证据及其构造意义

贺兰山西麓断裂的水平运动性质对厘定阿拉善地块与华北地块的现今界线,探讨青藏高原向NE扩展的影响范围均具有重要意义。通过野外地质地貌调查发现:贺兰山西麓断裂切割了新近系背斜的西翼,干河沟组和清水营组之间的地质界线被右旋错动,位移>800m;在断裂附近的第四纪洪积高台地上,多处发育了与主断裂相交的次级张性节理(裂隙),其锐角指示主断裂具有右旋走滑性质;贺兰山西麓断裂南端发育的与主断裂斜交的正断层,表明断裂西盘向N运动并在端部形成拉张调整区,反映了主断裂水平运动为右旋走滑;形成于不同时期不同规模的冲沟跨断裂发生了明显的右旋扭动。因此,贺兰山西麓断裂的水平运动是右旋走滑,而非前人认为的左旋走滑。从断裂活动和新生代地层变形的相互关系分析,认为晚新生代以来,在贺兰山西麓断裂附近存在2个阶段的构造变形:即早期褶皱变形,后期断裂活动。这2次构造变形是青藏高原对阿拉善地块的持续推挤,导致其向NE侧向挤出的结果。青藏高原扩展的影响范围在上新世末已抵达贺兰山西麓地区,并导致贺兰山西麓断裂的右旋走滑运动,形成了阿拉善地块和华北地块的现今边界,也是青藏高原扩展的最新前缘。

中天山北缘大型右旋走滑韧剪带研究

中天山北缘是一个近 EW向的大型右旋走滑韧剪带。宏、微观构造尺度的运动学研究表明 ,该带经历过至少二期韧性变形作用。第一期为从南向北的逆冲推覆韧剪变形 ,时代为中—晚志留世 ,以米什沟剖面为代表 ,对应于早古生代洋壳从北向南俯冲及稍后吐哈陆块朝中天山岛弧的碰撞事件。第二期为沿 EW方向的右旋走滑韧性变形 ,其构造形迹广泛分布于中天山北缘带各个地段 ;北天山石炭纪火山岩已卷入该期构造活动 ,走滑时代为晚石炭世—早二叠世 ,对应于晚石炭世塔里木与西伯利亚两大板块碰撞造山诱发的陆内变形、走滑剪切。走滑带中新生白云母 4 0 Ar/39Ar年龄为 ( 2 69± 5) Ma。剪切面理、拉伸线理、矿物韧剪构造、石英 C轴组构提供了构造运动学证据 ;地层不整合及同位素测年值提供了变形时间证据。二叠纪以后的构造事件也影响到中天山北缘带 ,但只有脆性变形形迹 ,无韧性剪切。

新疆阿尔泰山南部富蕴右旋走滑断裂带晚第四纪错断水系的遥感分析研究

富蕴断裂带位于阿尔泰山南侧，横切阿尔泰山褶皱带南缘及额尔齐斯深断裂，是一条呈北北西向展布的右旋走滑断裂带。沿断裂带发育一系列错断水系、错断冲积扇、挤压脊、走滑拉分盆地等反映右旋走滑活动的典型构造地貌标志。本研究在高分辨率遥感图像和数字高程模型分析的基础上，结合野外实地构造地貌测量，对沿富蕴断裂带发育的系统错断水系特征进行了详细分析研究。研究结果表明，沿富蕴断裂带发育不同级别的错断水系，大致可划分为6级：1931年地震形成的冲沟；90m左右断距的错断水系；150m左右断距的错断水系；500m左右断距的错断水系；1500m左右断距的错断水系；2000m以上断距的错断水系。同时，结合研究区及邻区的第四纪冰川资料讨论了不同级别水系可能形成时间：恰尔沟三级支流可能形成时间为末次冰期Ⅲ阶段末期，约20ka；恰尔沟二级支流可能形成时间为末次冰期Ⅰ阶段末期，约120ka；恰尔沟一级支流可能形成于该地区冰川广泛消融的倒数第2次冰期的Ⅱ阶段末期，约为250ka；恰尔沟、水磨沟、白杨沟、乌铁布拉克河、卡布尔特河等可能形成于倒数第3次冰期Ⅱ阶段末期，约为360ka。最后，我们估算出富蕴断裂带晚第四纪以来的平均右旋走滑速率为1．46—4．99mm／a。

2017年九寨沟Ms7.0地震揭示青藏高原东缘岷山地区一条新的左旋走滑断裂

2017年8月8日,青藏高原东缘川西九寨沟地区发生Ms7.0地震。基于震源机制解和余震分布特征,结合历史地震和区域新构造分析,揭示了一条新的左旋走滑断裂:九寨沟-虎牙断裂,该断裂斜切岷山隆起,呈弧形展布,北接塔藏罗叉断裂,南连虎牙断裂,是东昆仑左旋走滑断裂的最新东延。新构造研究结果表明,第四纪以来,青藏高原东部巴颜喀拉地块向东挤出,在其东缘岷山地区边界运动学性质发生了明显的转换:早-中更新世之交的昆黄运动时期(1.0～0.6Ma),向东挤出运动主要转换为地壳缩短变形和块体隆升,沿岷山隆起东西两侧发生逆冲断裂作用;而自晚更新世晚期以来(ca 120ka),地块向东挤出伴随着块体顺时针旋转,构造变形以左旋走滑活动为主,主要集中在塔藏-九寨沟-虎牙断裂带。新构造运动性质的转换使得一些早期强烈活动的断裂,如岷江断裂、漳扎断裂等,其现今活动性明显减弱,而新的左旋走滑断裂正在孕育诞生。这一活动断裂演化图像的新认识为本地区未来强震评估和预测提供了新的视角。

岷江上游水系对龙门山断裂带右旋走滑作用的响应

汶川8.0级特大地震是岷江上游流域最新一次区域构造活动,在此次地震中,岷江河道因北川-映秀断裂北西盘的右旋走滑作用而被水平错动0.8±0.2 m,岷江河道南西方向的河流阶地也被同步位错0.6±0.1 m。切过龙门山主干断裂的岷江上游干、支流水系因若干次历史地震驱动的走滑作用而发生同步弯曲。根据水系水平扭错量和岷江干、支流初始形成时间计算可知,穿越岷江支流河道的汶川-茂县断裂右旋走滑速率为1～1.4 mm/a,切过岷江干流河道的北川-映秀断裂和彭县-灌县断裂右旋滑动速率分别为0.94 mm/a和0.71 mm/a。计算结果表明,龙门山各主干断裂右旋走滑作用有自北西向南东减弱的趋势。

南沙西部海域伸缩型右旋走滑双重构造系统及其动力学过程

万纳断裂带为一典型的右旋走滑系统，由其南段前锋的拉奈—沙捞越走滑－收缩叠瓦扇、北段尾端的南海西南次海盆西南端走滑－伸展叠瓦扇和中段的万安盆地走滑－拉分双重构造所组成，其动力主要源自中生代末以来华南—印支陆缘岩石圈的拆沉作用和南海海底扩张，它的走滑拉分作用直接导致了万安盆地的产生，对该海域油气等资源的形成与聚集起了重要的控制作用。

地震剖面中走滑断层旋向判断模型——以塔东阿拉干北断层为例

地震剖面解释中尚无走滑断层旋向的直接判别标志,本文提出了一个在地震剖面解释中直接判断走滑断层旋向的模型。该模型假定断层作用前既存的某个地层厚度有变化,则垂直或斜交地层厚度变化方向的走滑断层必定在穿过断层的地震剖面中两盘地层厚度不等。确定了地层厚度变化方向,又测定了剖面中两盘地层厚度,则走滑断层的旋向就可以唯一地确定下来。穿过塔里木盆地东部阿拉干北右行走滑断层的地震剖面资料证实了这一模型的适用性。

郯庐断裂右旋走滑活动对东濮凹陷构造演化的影响

太平洋板块俯冲方向改变,造成郯庐断裂由左旋向右旋走滑转变,渤海湾盆地东部各个凹陷对该构造事件响应明显,盆地西部的东濮凹陷是否受其影响以及影响程度如何直接影响东濮地震解释方案的制定。结合三维地震和深部地球物理资料,分析兰聊断层的控盆特征;根据雁列断层组合演化与区域年代资料,探讨雁列组合与区域构造活动的耦合关系;通过低序级断层走向统计,明确该区新生代所处的应力场特征。结果表明:兰聊断层西部分支是控制东濮凹陷整体结构的关键断层;雁列断层组合形成时间与区域右旋走滑耦合性差;东濮地区古近纪应力场稳定,未见板块俯冲方向改变前后的明显差异;拉张应力是东濮新生代构造演化主要动力,右旋扭应力对该区构造影响较小。

基于高分辨率影像的宽滩山北缘断裂带右旋走滑特征及其构造意义的初步研究

阿尔金断裂在河西走廊西端的酒西盆地附近左旋走滑特征逐渐消失,而其东侧的宽滩山断裂和黑山北缘断裂表现为逆冲构造。在宽滩山北侧分布的2条断裂,分别是塔尔湾-池家刺窝断裂和干峡山断裂,这2条断裂也表现出明显的活动特征。前人认为塔尔湾-池家刺窝断裂是1条低活动速率的逆冲断裂,并未对其水平运动进行详细研究。宽滩山北缘断裂带是否存在水平走滑运动,对于进一步探讨阿尔金走滑断裂和祁连山北缘逆冲断裂的构造转换模式,具有非常重要的意义。文中通过无人机Sf M摄影测量等野外工作,对宽滩山北缘的塔尔湾-池家刺窝断裂和干峡山断裂的走滑运动特征进行研究,并获得了2点初步认识:1)宽滩山北缘断裂是具有右旋兼有逆冲的活动断裂,通过对宽滩山北缘断裂带的河流冲沟和阶地的位错量进行统计,初步估计其晚更新世右旋走滑速率为0.2~0.25mm/a,全新世右旋走滑速率为0.5~1.5mm/a;2)宽滩山北缘断裂所在的河西走廊西端位置的构造主要驱动力来自于祁连山向北的挤压作用,造成了宽滩山北缘断裂的右旋走滑和酒西盆地内多条断裂的逆冲运动性质。

青藏高原东南缘金河—箐河断裂带右旋走滑变形的证据及构造意义

青藏高原东南缘新生代以来的演化是认识高原向东扩展的关键。位于该区的金河—箐河断裂带总体呈NE向展布,现今表现为左行走滑特征。最新的野外地质调查发现,金河—箐河断裂带的北段发育一套具有典型韧性剪切变形特征的糜棱岩,其原岩为泥盆纪的火山凝灰岩和中—上元古界的流纹质火山岩。剪切带的显微构造特征及岩层的变形特征指示断裂带发生了右旋剪切变形。对剪切带内特征矿物显微构造分析,结合EBSD测试限定整条韧性剪切带的变形温度为~400℃。目前对这期右行走滑的时代缺乏研究,结合区域相关资料,推断其可能发生在晚始新世—早中新世。这对于完善和认识青藏高原东南缘新生代早期的构造变形具有重要意义。

中天山北缘剪切带东段晚三叠世右旋走滑:对中亚造山带西南缘造山复活的响应

中天山北缘剪切带东段位于东天山地区,是重塑中亚造山带西南缘演化过程的关键断裂之一。在雅满苏南,中天山北缘剪切带东段韧性变形强烈。野外观测和镜下观察表明,剪切带具有典型的右旋走滑特征。糜棱岩化片岩的绢云母^(40)Ar/^(39)Ar坪年龄为(211.5±1.3)Ma,说明该变形事件发生在晚三叠世。进一步综合区域资料分析认为,中天山北缘剪切带东段晚三叠世的韧性走滑是对中亚造山带西南缘聚合后再次复活造山的响应;中亚造山带西南缘晚三叠世复活造山时限为230~210 Ma,其动力主要来自于NWW方向的波罗的海克拉通的挤压。

地质构造控制边坡平面旋扭式滑移特征及对策——以高陂水利枢纽尾水渠右岸边坡为例

与一般圈椅状倾向直线式滑坡形态不同,受断层控制滑坡呈侧缘结构差异明显的平面旋扭式滑移,难以划出连续滑面且向临空面单向变形量不突出,给边坡破坏模式判识和稳定性分析带来困难。以梅州市大埔韩江高陂水利枢纽尾水渠右岸边坡为例,据工程地质勘察和变形监测数据,分析该风化花岗岩边坡地质结构特征及不同开挖阶段监测点位移,发现2019年2月24日该边坡出现裂缝以来滑动受构造控制:断裂控制后缘拉裂缝、节理密集带控制东侧缘沟谷、与斑状花岗岩伴生的辉绿岩脉控制西边界。断层与岩脉联合控制边坡发生顺时针右旋滑移破坏:滑体西边界上拉下压,上部压剪和下部扩容使边缘裂缝近直立且光滑平直,平面上呈右列式断续分布,在公路内侧和下部坡脚出现集中线状排泄泥流;东边界上压下拉,内侧界限不明显,公路内侧坡厚重钢筋砼挡墙拉剪破坏。整个斜坡和沟谷呈“S”形地貌形态,说明历史上曾发生过此类侧旋滑移而使坡体倾角异常变缓、滑体堆积物变密实。基于上述科学认识采取封闭中部公路、裂缝覆盖充填、补充边坡地质勘探、加强变形体监测、滑体中上部快速削方卸载等抢险措施;随后采取保护西缘辉绿岩脉之下起抗剪支撑作用的块状斑状花岗岩体、减少西侧缘坡脚开挖范围并及早回填砼挡土墙、滑坡前缘从两边向中间(西侧剪出口)合拢而逐步加固的包饺子式开挖等加固处理措施,取得预期效果,保证了坡脚尾水渠挡土墙下挖期间施工安全,为工程按期完工赢得时间。变形监测结果显示该边坡总体变形已趋稳定。多方论证后该路段2019年7月20日开始通车。

右旋走滑应力场内高砂地比断裂精细解释及特征:以新北油田为例

新北油田是近年胜利油田滩海石油地震勘探重点研究区,为郯庐大型走滑断裂系统右旋走滑应力场所控制的断块、断鼻构造油藏。新北油田走滑断裂系统下断裂发育非常复杂并且高砂地比,常规的地震解释方法精度低、断裂组合困难,无法满足实际生产的要求。在走滑断层静态地质模型的约束下,通过建立“三级解释”模式,采用新一代相干体分析识别大断层、蚂蚁追踪技术落实小断层和时间切片降低多解性等多种地球物理手段对研究区进行了精细构造解释,从而揭示了右旋走滑应力场内高砂地比背景下的断裂展布特征。研究认为不同地层、不同性质、不同走向的断层相互交织而形成了一系列的断鼻、断块构造圈闭,这些圈闭主要受走滑断层及其派生的次级断层和褶皱构造控制,是新北油田油气聚集的有利场所。

柴达木盆地东北部新近纪构造旋转及其意义

青藏高原东北缘构造变形的研究是认识高原隆起过程、机制和印度-欧亚板块碰撞远程效应的重要途径。柴达木盆地是印度-欧亚板块碰撞后南北向挤压应力为动力背景的高原东北部内陆盆地，沉积物主要来自于周边山地，完整的保存了新生代以来高原隆升的详细记录。通过柴达木盆地东北部瑙格剖面精细古地磁及构造旋转研究发现，20．1～15．1Ma以及15．1～8．2Ma柴达木盆地分别发生了9．7°±7．4°和6．4°±4．4°的顺时针旋转，约8．2Ma后，柴达木盆地东北部瑙格地区发生了16°±7．5°的逆时针快速旋转。通过分析认为，前两次的顺时针构造旋转事件可能与阿尔金断裂的左旋走滑有关。而约8．2Ma以来的逆时针旋转事件属于柴达木盆地东北部瑙格地区的局部旋转，可能与温泉断裂的右旋走滑有关，说明青藏高原东北部在昆仑山、阿尔金山和祁连山三条巨型断裂系左旋相对运动的宏观控制下形成的NNW向温泉右旋走滑断裂开始走滑的年代为约8Ma。

富蕴断裂:低应变速率条件下断层滑动习性

富蕴断裂是阿尔泰地区低应变速率条件下的典型右旋走滑断层之一。野外考察和3个观测点的3D陆地LiDAR扫描DEM影像断错地貌恢复、重建,结合高分辨率卫星影像解译等进一步证实,1931年富蕴地震同震右旋走滑位移平均值为(6.3±1.2)m,且沿富蕴断裂向南北两端缓慢、平稳衰减,中部同震位移最大值为(6.7±0.5)m,而不是前人给出的10～14m;包含2～5次地震的同震累积位移值为1931年富蕴地震相同地点同震位移的整数倍,表明富蕴断裂大地震复发服从特征地震模型。2个观测点多级地貌面宇宙成因核素(10Be)系统测年数据,进一步限定富蕴断裂晚更新世以来的右旋走滑速率为(0.76±0.24)mm/a,大地震复发间隔(9700±3300)a。低滑动速率和长周期特征地震复发模型可能为板块间相互作用产生的远程应变效应的基本特征。

曲江断裂晚第四纪活动特征及滑动速率分析

曲江断裂位于川滇菱形块体的东南端，沿该断裂地震活动强烈，是1970年M_s7．7通海地震的发震断裂。基于遥感影像解译、野外地质和构造地貌观测结果、断裂几何学及运动学解析，总结认为曲江断裂第四纪以来以右旋走滑为主且具有倾滑运动分量，沿断裂走向运动学存在差异。NW段以右旋走滑为主，局部有明显正断分量；SE段为右旋走滑兼NE盘向SW盘逆冲。曲江断裂在全新世活动强烈，沿走向错断地貌广泛发育，累积水平位错量3．7～830m。通过对错断地质体、地貌单元的断距进行测量，并对其进行14C或光释光定年，得到断裂晚第四纪平均滑动速率为2．3～4．0mm／a。断裂活动速率的变化与运动学分段有很好的响应：NW段断裂以右旋走滑为主，滑动速率〉3．0mm／a，存在0．6～0．8mm／a的构造抬升；由于受到小江断裂的影响，断裂sE段逆冲分量增加，滑动速率相应降低（〈3．0mm／a），存在1．1mm／a的构造抬升，表明断裂NW段和SE段存在差异抬升。