大凉山背斜核部区隧道初支大变形机理与控制

针对大凉山2号公路隧道穿越高地应力背斜核心区域,隧道易发生初支大变形、坍塌、钢架扭曲等问题,通过现场监控量测、围岩岩性实验、理论分析、数值模拟分析和围岩接触压力监测等综合分析,研究了大凉山2号隧道背斜核部大变形成因机理。研究表明:背斜核部玄武岩单轴抗压强度为23.31 MPa,凝灰质泥岩遇水具有一定膨胀性,给围岩变形创造了条件。由于岩层岩性不同,开挖后洞周玄武岩呈独立受弯剪梁状态。相对无水条件下,受地下水补给影响,围岩塑性区面积增加,拱腰部位较为明显。加固前,拱顶沉降量最大达470 mm,拱腰最大收敛值为844 mm,围岩接触压力为523.47 kPa。采用双层小导管+中台阶临时支撑+边墙临时支撑的“主动适应+强支撑”的综合处置方式,隧道拱顶变形减少87.6%,水平收敛变形减少95%,围岩接触压力最大值降至128 kPa,隧道变形得到有效控制。

四川盆地东北部黄金口背斜三叠系富K、Li和B卤水成因和演化

四川盆地东北部地区三叠系嘉陵江组四、五段—雷口坡组一段赋存丰富的卤水资源,卤水中富集K、Li、B等元素,具有潜在的开发利用价值。长期以来,一般认为川东北三叠系中卤水因溶解地层中的钾盐矿物而富集K物质,但这一认识并没有得到确证,此外,对卤水中Li和B的成因和演化鲜有报道。本文以川东北三叠系深层卤水为研究对象,以地球化学和稳定同位素分析为主要方法,运用聚类分析对比采自13口钻井卤水的地球化学数据。与海水相比,区内深层卤水中的K^(+)、Ca^(2+)、Li和B明显富集,而Mg^(2+)和SO_(4)^(2-)则相对亏损。卤水的^(87)Sr/^(86)Sr和δ^(34)S值均与卤水储层的^(87)Sr/^(86)Sr和δ^(34)S值相一致,进一步说明深层卤水为海水原地蒸发浓缩形成。Q型聚类分析表明,北2井和川宣地1井的卤水化学组分相似,川25井、ZK601井、恒成1井、恒成3井的卤水化学组分相近,证明川25井和ZK601卤水中K的富集是由于卤水溶解了地层中的钾盐矿物(杂卤石)。白云岩化导致了卤水中Ca^(2+)明显富集,而Mg^(2+)明显亏损,地层中赋存的硫磺和H_(2)S证明了大量硫酸被还原,使得SO_(4)^(2-)出现明显亏损。还原作用不仅导致卤水和石膏δ^(34)S的升高,而且引起了区域内石膏和卤水的δ^(34)S高于同时期海水的δ^(34)S值。嘉陵江组沉积晚期,三江地区流纹质火山岩浆喷发产生了大量携带含Li和B元素的气体和热液载体,进而被搬运至蒸发盐盆中。火山热液和气体中的Li、B具有相对较低的δ^(7)Li值和δ^(11)B值,在提升卤水中Li和B含量的同时,也降低了卤水δ^(7)Li值和δ^(11)B值,使得其低于正常海水的δ^(7)Li值和δ^(11)B值。

窄条带状背斜油藏边部注水开发产能影响因素

JY油田Y油藏为典型窄条带状背斜油藏,其储集层注入水极易沿河道中心方向突进,导致油井快速水淹,产量递减快;由于对水体大小、构造幅度、储集层物性等产能影响因素认识不清,此类油藏开发难度较大。针对上述问题,建立了窄条带状背斜油藏精细数值模型,通过对比论证提出了“边部注水+逐步转注”开发,并在此基础上开展了水体大小、构造幅度、储集层物性等参数对产能的影响研究。结果表明:“边部注水+逐步转注”开发不仅可以增大边水能量,使得井网双向受效,还可以有效延缓构造高部位油井的见水时间,大幅度降低油井含水率。另一方面,在考虑油藏构造特征的前提下,量化了不同影响因素下的产能特征,明确了水体大小、构造幅度、垂向渗透率与水平渗透率之比等参数的合理界限,论证了不同储集层物性下油藏面积的适应性。可为同类型油藏改善注水开发效果提供借鉴。

黔西南莲花山背斜北东段萤石矿带控矿因素与找矿方向

黔西南莲花山背斜北东段萤石矿呈陡倾脉状、囊状产于北东向构造带中,属于有利构造、气液隐爆角砾岩体与有利岩性共同控制陡倾角矿体的浅成低温热液型矿床。地质填图、地球物理资料成果显示,北东向莲花山背斜及其配套的落水洞断裂、次级张性断裂共同构成了该区成矿热液通道和容矿空间。其中,北东向落水洞断裂为一级导矿构造,北东向张性构造(断层、节理、裂隙)既为二级导矿构造、又为容矿构造。深部含矿热液沿不同级别导矿断裂上涌至有利构造容矿空间,热液在构造转换过程中减压扩容环境发生隐爆,致密围岩破碎形成的角砾具有更大表面积的水-岩反应,致使的矿化作用更加充分,被上覆龙潭组泥质岩类屏蔽,成矿流体萃取灰岩中的钙质,在构造破碎带中充填交代成矿。背斜构造中的张性正断裂及其派生张性构造组合以及气液隐爆角砾岩体,是将来萤石矿勘查的主攻目标。深入研究成矿作用过程中多种控矿因素耦合关系,有利于拓展深部萤石矿产找矿勘探。

黔西南赖子山背斜区成矿结构面特征及其对卡林型金矿控矿作用

赖子山背斜位于黔西南卡林型金矿矿集区中部,成矿条件优越。通过对赖子山背斜区内成矿结构面特征的归纳总结,对区内卡林型金矿的控矿作用进行剖析。结果表明:研究区主要发育原生成矿结构面和次生成矿结构面,成矿结构面对金矿的控制作用表现在对金矿体产出、规模、形态、厚度和品位的控制,并指出赖子山背斜区卡林型金矿成矿主要受次生成矿结构面控制。

江汉盆地江陵凹陷复兴场背斜盐构造特征与成因

复兴场盐背斜是江汉盆地江陵凹陷重要的含油构造,其构造演化及成因机制认识不清,制约了精细勘探。因此,对复兴场盐背斜构造演化及形成机制的分析,不仅有助于理解盐层在不同应力背景下的流动对背斜形成演化的影响,对理解油气成藏过程也有重要意义。通过对三维地震资料的精细解析,结合关键构造层的平衡恢复技术及生长地层分析技术,研究复兴场背斜的构造特征及成因机制。结果显示,复兴场背斜为一构造特征走向上变化显著,受多期次断层改造、多种变形机制复合而成的盐背斜;背斜初始于早始新世新沟咀组沉积期—晚始新世早期的正断层作用,形成滚筒状褶皱并造成盐层的聚集;在晚始新世晚期—渐新世,沉积地层的差异负载作用驱使盐层自西向东流动,造成构造整体西倾,形成单斜构造,并在渐新世晚期抬升剥蚀;背斜定型于新近纪—第四纪,发生构造反转,演化为一挤压型盐背斜,伴生逆断层和膝折构造。复兴场背斜的形成和演化受区域应力背景、沙市组盐层、东倾正断层及盐下古构造等因素的综合作用。复兴场盐背斜形成的构造圈闭略早于烃源岩的主要排油期,并且在主要排油期,构造处于拗陷阶段,断层活动弱,有利于早期圈闭油气的成藏。

铁峰山背斜构造控滑机制及斜坡破坏模式

地质构造对于区域地质灾害的形成和分布具有控制性作用,从地质构造出发探究地质灾害空间规律是开展灾害易发性评价的关键。以万州铁峰山背斜为例,在地质构造和滑坡灾害实测的基础上,将背斜构造分为核部(Ⅰ区)、北西翼(Ⅱ区)、南东翼陡立岩层(Ⅲ区)、岩层倾斜过渡段(Ⅳ区)和万州向斜(Ⅴ区)5个区,分析了各区内背斜构造控制下的岩体结构及其控滑机制和斜坡破坏模式。结果表明:(1)Ⅱ区岩层由临近Ⅰ区的陡倾角快速变化为临近河谷区的中缓倾角顺向坡,主要控滑结构为顺层发育的泥质、炭质软弱层,顺层岩质滑坡发育普遍;(2)Ⅰ区次级褶皱和断层发育,层面、断层和节理面的组合控制着平面或楔形体滑动,滑动方向常指向褶皱枢纽方向;(3)Ⅲ区主要结构面构成岩块与母岩的分割面,存在顺坡向次要结构面或地形起伏时,发生滑移或坠落式落石,并发展上部岩块的连锁滑坠;(4)Ⅳ区天然顺向斜坡坡度小于或等于岩层倾角,当公路开挖时极易引发顺层面或软弱夹层的顺层岩质滑坡;(5)Ⅴ区为近水平产出的砂泥岩互层,泥岩软化和风化、砂岩裂隙或拉槽充水是控制近水平地层岩质滑坡和落石倾倒、坠落的主要原因。滑坡受铁峰山背斜宏观构造和局部构造的双重控制,前者影响着滑坡的分布和破坏模式,后者主宰着控滑结构和滑坡易发程度。研究成果对于川东褶皱带滑坡灾害调查和风险防控具有指导意义。

塔里木盆地东北缘吐格尔明背斜和阳北断裂带构造分析

吐格尔明背斜和阳北断裂位于塔里木盆地北缘,南天山山前库车褶皱冲断带的东段,两者均为基底卷入型构造。阳北断裂是一个反转构造,其变形历史可以追溯到侏罗纪—白垩纪的正断层;新生代构造反转,发生了多期冲断变形加速期,分别发生于白垩纪末—古近纪初、古近纪末—新近纪初、中新世早期、上新世和第四纪。吐格尔明背斜构造带是阳北断裂中新世早期及以后的冲断作用派生出来的一个次级基底卷入型构造变形带。它由吐格尔明背斜及其南、北两条呈背冲关系的逆冲断层组成。背斜核部元古宇变质岩出露地表;中、新生界直接不整合于变质岩之上,缺失全部古生界,说明研究区可能属于一个长期存在的古生代古隆起。

塔里木盆地库车褶皱冲断带东段依奇克里克背斜的构造特征和形成演化

依奇克里克背斜位于塔里木盆地北缘,库车褶皱冲断带北部构造带东段。它是一个基底卷入型开阔直立背斜,是在晚海西期古隆起和印支期库车周缘前陆盆地前渊带背景下形成的一个含油气构造。背斜核部出露的最老地层是白垩系下统,向两翼方向依次出露古近系、新近系和第四系。钻井资料揭示,之下还有三叠系和侏罗系含煤碎屑岩建造,不整合于石炭系灰岩之上。中新统吉迪克组至更新统西域组是背斜的生长地层,古近系及以下地层是前生长地层。背斜位于库车褶皱冲断带根带,发育厚皮构造;向前锋方向,逐渐演变为薄皮构造。褶皱冲断带的两个主滑脱断层分别发育于侏罗系煤层和吉迪克组膏盐层。作为印度—亚洲碰撞的远程效应,背斜的变形起始于古近纪末—新近纪初,经多个变形加速期,脉式冲断,直至第四纪晚期才最终定型。

潜伏背斜精细建模及其应用效果分析——以川东石炭系气田为例

四川盆地川东高陡构造带油气勘探对象主要以背斜圈闭为主,因大多数地面背斜出露石灰岩,保存条件差,天然气勘探价值不高,而潜伏背斜保存条件良好,成为天然气聚集的有利场所。川东地区石炭系气藏是构造圈闭型,落实圈闭形态十分重要,直接关系钻探获气成功率。目前,石炭系潜伏背斜天然气勘探开发已进行到深入挖潜阶段,但仍有一些潜伏背斜地震成果不落实,井—震深度误差大,值得人们深入研究。依据地震剖面、地面地质、钻测井资料,建立精细潜伏背斜模式,划分为4大类、7亚类及30个小型,并对4大类潜伏背斜勘探开发效果进行总体评价。基于新建潜伏背斜模式,在3方面得到应用:①基于潜伏背斜模式,进行模型正演和反演,有利于分析复杂波长、时间域构造畸变现象及高点偏移规律;②有利于建立合理的时深转换及叠前深偏速度模型,提高深度域构造形态的可靠性;③基于潜伏背斜模式的水平叠加时间剖面(简称叠加剖面)基本反射特征,从而判定陡潜背斜的基本类型和形态,避免深度域里造成“假潜伏背斜”。川东地区新的潜伏背斜精细建模,将在石炭系气藏深入挖潜中进一步发挥积极作用。

柴达木盆地七个泉背斜狮子沟组与七个泉组构造-沉积演化及对砂岩型铀矿成矿的启示

从构造-沉积演化角度分析矿体的形成和发育过程是砂岩型铀矿研究工作的重要内容。作者基于文献调研、野外地质调查和井震解释,对柴达木盆地七个泉背斜狮子沟组与七个泉组构造-沉积演化过程及其与砂岩型铀矿成矿的联系开展研究。研究认为:(1)狮子沟组富泥质砂,呈现退积旋回;七个泉组富砾,呈现进积旋回,底部与狮子沟组间发育新近系—第四系角度不整合,内部发育规模稍小的第四系内部角度不整合;狮子沟组—七个泉组发育由泥石流、下切沟道—充填和片流沉积构成的大型冲积扇,其中砂质层中密集发育地震变形构造。(2)新近纪以来最剧烈的构造抬剥事件发生在新近纪—第四纪之交,由此形成了新近系—第四系不整合并奠定了七个泉背斜构造格局。(3)推测七个泉背斜狮子沟组砂岩型铀矿潜在铀矿化段主要形成于新近纪—第四纪构造抬剥事件中,该事件催生出含矿构造,并加大了源区铀通量,最终控制了潜在铀矿化段形成发育和空间展布。新近系—第四系不整合则可作为预测潜在铀矿化段空间展布的关键构造控矿标志。同时,冲积扇扇中/扇缘中砂砾岩百分含量介于20%~50%之间的砂(砾)泥互层带可作为关键沉积控矿标志。研究成果可以为青藏高原东北缘盆地分析提供沉积学和地层学证据,对理解柴达木盆地其他背斜砂岩型铀矿形成发育过程具有重要价值。

川东南石龙峡背斜区奥陶系五峰组页岩顶面现今应力场数值模拟研究

近年来川东南地区页岩气勘探取得重大突破,勘探领域进一步向深层、超深层迈进。受多期构造运动及多套滑脱层影响,川东南地区表现出具有多层滑脱的复杂构造样式,深层现今地应力分布特征存在争议,局部应力场方位变化尚不明确,为深层页岩气开发带来巨大挑战。本文基于钻测井资料和高精度三维地震资料,建立石龙峡背斜地质模型,根据岩石力学参数及边界条件确定研究区力学模型,利用二维有限元数值模拟方法,对石龙峡背斜区奥陶系五峰组页岩顶界面现今应力场分布进行模拟研究。在此基础上,结合研究区石页1井实钻资料对模拟结果的合理性进行验证。研究结果表明:1)石龙峡背斜区现今应力场分布受先存构造、岩石力学差异性等多种因素影响。模拟结果显示在断层带周围,特别是断层带的转折端及末端,表现出应力集中现象,该区域应力值较高,分布范围在-81.85~-80.95 MPa;而断层带本身处于破碎状态,应力值较低,应力分布范围在-77.8~-49.74 MPa;背斜核部为能干性较强区域,处于应力集中状态,应力值较高,应力分布在-113.2~-81.85 MPa。2)石龙峡背斜奥陶系五峰组顶界面现今最大主应力方向呈近南北向展布,主要受控于后期来自大娄山方向的挤压作用影响。川东南地区应力场受多期构造作用叠加,早燕山期主要受控于东部雪峰山弧形构造带的推覆作用等,形成石龙峡背斜构造形态。而现今应力场分布主要受控于晚燕山期—喜马拉雅期来自南侧大娄山推覆的作用,使得现今研究区最大主应力方向呈近南北向。

XH凹陷中南部背斜带油气分布特征与成藏主控因素

为了厘清XH凹陷中南部背斜带的油气成藏主控因素,解剖了中南部T气田、H气田、R气田等3个典型油气田。研究表明:中南部背斜带油气成因、来源和成藏期次一致,但油气分布却存在显著差异性,主要表现在富集程度、纵向分布层位和平面赋存位置3个方面。分析认为,造成油气分布差异性的主控因素为断裂系统、烃源岩分布、源-储构造叠合关系和断-砂耦合关系。断裂系统的差异性决定纵向上油气分布层位以及构造内部的差异化富集程度;平湖组煤系烃源岩成熟度和厚度分布的差异性决定区域油气富集程度;花港组源外成藏背景下,成藏期平湖组烃源层顶面构造与花港组储集层构造叠合关系决定局部构造汇烃强度;中南部花港组强水道化背景下,断层与砂体耦合关系决定单层油气成藏规模。

鄂西北神农架复背斜北翼鄂神地2井钻遇龙马溪组含气页岩

1研究目的(Objective)湖北省西北部的神农架复背斜北翼为相对稳定的单斜构造,龙马溪组黑色页岩发育厚度大、有机质丰度较高、生烃潜力较大,页岩气形成地质条件较优越,但工作程度很低。本次通过野外地质调查,圈定了页岩气远景区,在神农架复背斜北翼部署实施了鄂神地2井,在龙马溪组黑色页岩钻遇良好的页岩气显示,通过钻探资料和测试数据,获取了龙马溪组黑色页岩厚度、埋深、有机地球化学、岩石矿物学、物性和含气性等参数,为鄂西北地区页岩气地质调查和资源评价提供了地质依据。

综采工作面过背、向斜构造技术研究

在煤矿开采过程中,经常会遇到各种地质构造,其对煤炭的安全开采具有较大的影响,因此,需要针对地质构造的情况采取合理的开采方案。结合8107工作面的具体情况,分析了综采工作面过背斜、向斜构造采取的技术方案。首先,分析了8107工作面背斜、向斜构造的情况;然后,探讨了通过构造的技术方案;最后,针对各种类型的构造制定了一系列的安全技术措施。

黔西南赖子山背斜南西段轴部金矿地质特征及找矿方向——以央友金矿为例

赖子山背斜为黔西南卡林型金矿重要的控矿构造之一,央友金矿床位于该背斜南西段轴部。本文以央友金矿床为例,基于区域矿产地质调查和对赖子山背斜南西段开展的地球化学、山地工程等综合地质研究,对矿床地质特征及找矿方向进行了探讨。研究表明,该区金矿在赖子山背斜两翼层间滑动构造、NE向断裂构造及其次级断裂构造带均有分布。矿床总体上受背斜东翼的层间滑动断裂控制,呈层状、似层状产于二叠纪猴子关组,即矿体具有断裂、断裂+多层岩性组合联合控制的形态特点。

西湖凹陷中央背斜带中南部区带油气成藏主控因素与勘探方向

西湖凹陷深层—超深层油气资源勘探潜力大,具有良好的勘探前景。为明确西湖凹陷中央背斜带中南部区带的油气成藏主控因素,对西湖凹陷中央背斜带的构造背景、沉积特征、烃源岩条件和储层性质进行分析研究。通过分析西湖凹陷中央背斜带中南部不同区带油气分布特征,总结了油气富集的分布规律以及差异成藏的主控因素,建立了成藏模式。结果表明,西湖凹陷中央背斜带中南部的油气成藏主控因素为早期通源断裂与砂体耦合及晚期保存条件,并根据储盖组合及油气分布规律划分为平湖组、花港组、龙井组3个成藏组合,其中花港组是主要的成藏层系,花港组具备发育岩性体的沉积环境,具有岩性、地层圈闭形成条件;烃源岩持续生烃提供了充足的油气源,深层—超深层砂岩储集性能依然保持较好,在3900~3700 m低渗储层广泛发育,有利沉积相带叠合次生溶蚀控制优质储层分布,油气充注与圈闭的形成时间配置关系好。研究结果对于西湖凹陷的持续勘探开发具有一定的指导意义。

西湖凹陷中央背斜带中北部花港组下段粗碎屑沉积体系成因探讨

针对目前西湖凹陷中央背斜带中北部花港组下段的粗碎屑沉积成因不明的问题,该文在花港组下段钻井资料的基础上,通过层序地层学与沉积学相结合动态地解释了花港组下段沉积体系的演化过程及相迁移特征。在目前三级层序格架下,井震结合,将花港组下段进一步细化到体系域级别。在精细的地层格架下,通过物源分析,并依据测录井特征及岩心特征,识别出花港组的沉积体系及展布特征。结果表明,花港组时期,西北物源供给强烈,研究区主要发育北东向长轴方向的辫状河三角洲沉积体系,粗碎屑主要来自于低位体系域的辫状河道和三角洲平原分支河道沉积。该研究深化了中央背斜带北部粗碎屑体的认识,为中央背斜带成藏条件研究奠定基础。

鄂西南咸丰背斜南东翼寒武系岩溶热储特征及地热流体成因

近期通过实施来热1井钻探工程,在咸丰背斜南东翼探获寒武系娄山关组地热资源,该井自涌水量超3000 m^(3)/d,井口水温为46.3℃。为查明咸丰背斜南东翼娄山关组岩溶热储特征及地热流体成因,开展可控源音频大地电磁测深、地热流体水化学及H-O同位素研究,分析地热流体的水化学特征、热储温度及循环深度、补给区及径流路径等。研究表明,该区岩溶热储兼有带状热储与层状热储特征,以带状热储为主;地热流体主要赋存于娄山关组碳酸盐岩中,沿热储层中的层间裂隙、构造裂隙以及断裂破碎带走向径流;地热流体类型为SO_(4)·HCO_(3)-Ca·Mg型和SO_(4)-Ca·Mg型水,热储温度为57.4~62.7℃,循环深度为2.1~2.4 km,补给区主要为咸丰背斜南东翼寒武系娄山关组碳酸盐岩出露地区。研究成果可为区域地热资源的勘查开发提供参考。

扎格罗斯盆地Buzurgan背斜斜向逆冲断裂褶皱的几何解析及运动学模拟

扎格罗斯盆地因其丰富的油气资源和复杂的构造体系而深受国际石油界的重视,其中是否存在斜向逆冲断裂褶皱对于进一步深化盆地构造特征的认识至关重要.基于断裂相关褶皱理论,采用地层倾角域分析和褶皱轴面分析方法,系统地开展了扎格罗斯盆地Buzurgan背斜地震剖面的构造几何解析,获得了时间构造等T_0图、沿层时间域水平切片图和平行于断层走向的地震剖面图.在此基础上,依据斜向逆冲断裂褶皱的构造几何识别特征,解释出Buzurgan背斜的斜向逆冲断裂褶皱几何变形样式.最后通过计算机正演模拟,再现了Buzurgan背斜斜向逆冲断裂褶皱构造样式的成生过程,验证了斜向逆冲断裂褶皱解释的合理性和可靠性.