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。

山西屯兰矿及邻区雁列式断裂成因分析

屯兰矿及邻区发育高角度正断层,平面上多呈雁行排列展布,方向性明显,等距性突出,且具压扭性特征。通过分析认为该区断裂的形成发展是矿区构造派生和演化及邻区吕梁山剧烈运动影响的结果,其形成过程经历了3个阶段：C2-T3,地壳运动增强;J1吕梁山地壳运动锐增,转入褶皱隆起之初动期;J2-K,地壳运动更加剧烈的激烈期。

塔中隆起NNE向走滑断裂特征及形成机制

为了确定塔中隆起NNE向走滑断裂特征及形成机制,利用构造要素相关性分析及构造解析方法,通过对二维和三维资料的解释,揭示了走滑断裂的构造变形特征,确定了走滑断裂的形成机制。NNE向走滑断裂在地震剖面上表现为压扭和张扭在垂向上叠加的特点,其形成演化主要经历了中奥陶世末压扭和晚志留世—中泥盆世张扭两个阶段。先存基底软弱带和塔里木板块周缘造山带的演化共同控制了这套走滑断裂的形成。中奥陶世末,塔里木板块南缘洋盆俯冲闭合产生的近南北向挤压应力斜向作用于NNE向的基底软弱带之上,导致断裂上部地层被撕裂产生走滑分量,从而形成了北东向的左旋走滑断裂系统,同时,来自塔里木板块西北缘的挤压应力垂向作用于走滑断裂上,导致NNE向走滑断裂发生压扭变形。晚志留世—中泥盆世,塔里木板块南缘的挤压应力继续斜向作用于NNE向走滑断裂之上导致其继续发生走滑变形,同时,来自塔里木盆地西北缘的NW向伸展应力垂向作用于走滑断裂上,导致NNE向走滑断裂发生张扭变形。

平煤十一矿瓦斯分布东西分异的动力学机制

通过构造分析、数值模拟、理论计算等手段,研究了平煤十一矿煤层瓦斯分布的动力学机制。以中央NE向雁列式断层为界,十一矿瓦斯分布存在东西分异的现象,瓦斯含量和瓦斯压力东部高、西部低。十一矿东部受锅底山断层左行走滑拖拽,表现为挤压应力场,形成了一系列NW向逆断层;西部受锅底山断层同沉积作用影响,表现为拉张应力场,形成了数量众多的小型正断层。东、西部不同的应力场性质,形成了NE向雁列式断层,作为矿井瓦斯地质单元的天然分割线,造成了矿井东、西部不同的瓦斯地质规律。

塔里木盆地雅克拉断凸走滑作用及其形成机理

雅克拉断凸是塔里木盆地含油气丰富且发现油气较早的地区之一。通过解释三维地震资料并结合区域地质资料,发现有多种证据表明该地区发生过走滑作用。平面上,研究区主干断裂附近区域发育众多小级别的断层,主要包括同向剪切断层和张性断层,它们表现为与主位移带呈一定角度的、延伸不长的雁列式断层系,断层系沿亚南断裂呈左阶式雁列排列,沿轮台断裂呈右阶式雁列排列;剖面上发现负花状构造样式,同时海豚效应与丝带效应明显。雅克拉断凸走滑作用始于燕山晚期运动,主要作用时期为喜马拉雅早期运动,止于喜马拉雅晚期运动。燕山中-晚期至喜马拉雅早期,因左旋扭应力与引张力合成的左旋张扭应力导致雅克拉断凸发生走滑作用并形成与之相关的伸展构造。

安徽霍山地区丛集地震事件揭示的三条地震断面及其滑动性质研究

为研究霍山地区丛集地震活动地震断面的几何形状及滑动性质,本文基于安徽地震台网给出的2008年1月—2020年12月霍山区域内小震资料,采用双差精定位方法对研究区的地震进行精确定位,讨论了速度模型对定位结果的影响.然后,利用地震精定位结果计算了区域内三条地震断面(BB′,CC′,DD′)的几何参数(走向、倾角).其次,基于该地区丰富的小震P波初动资料,采用综合震源机制解法反演区域应力场,并结合断层的几何形状确定滑动性质.最后结合地质构造背景和应力场背景对发震断面进行分析,获得以下认知:(1)BB′断层走向为245.7°,倾角为85.6°,滑动角为167.3°;CC′断层走向为231.4°,倾角为88.5°,滑动角为173.2°;DD′断层走向为49.6°,倾角为87.5°,滑动角为-174.7°,三条地震断面与落儿岭—土地岭滑动性质一致,均为右旋走滑.(2)综合震源机制解结果显示,区域构造应力场呈明显低倾伏角EW向挤压和SN向拉张;区域应力场在三条断层上产生的相对剪应力及正应力均表明三条断层上的地震事件的发生为构造应力场作用下的正常应变释放,但受到了预先存在薄弱区的影响.(3)这三条地震断面为磨子潭—晓天断裂的雁列式右旋走滑分支断裂,商城—麻城断裂带和郯庐断裂带南端右行右阶错动拉分推测为其错动的动力学成因.

断层阶区对滑动行为影响的实验研究

研究断层带几何非规则体对断层活动的力学影响,对于理解断层带上的地震活动具有重要的理论和实际意义.通过中尺度标本岩石力学实验,研究了走滑断层带最常见的一种非规则体-断层阶区对滑动行为的影响.研究表明,拉张断层阶区由于强度较低而很容易发生破裂,破裂后的阶区对断层的滑动无明显阻碍作用,但阶区的微破裂对断层滑动失稳具有指示作用;含拉张阶区的断层带具有速度弱化特征,可用速率-状态摩擦定律表述.挤压阶区由于破坏强度很高,使得断层滑动较为困难,但随着应力水平的增加,阶区外断层端部拉张区的微破裂为断层在阶区未破裂之前发生粘滑失稳提供了变位条件,并因此可作为断层失稳的前兆;挤压阶区可作为断层分段的稳定标志,直到阶区完全破裂使两条断层完全连通.