今天鞋百科给各位分享断裂构造的作用有哪些呢的知识,其中也会对续断有什么作用?(续断有什么作用)进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在我们开始吧!
续断有什么作用?
续断中药材,性味苦、辛、微温,归肝、肾经,具有补益肝肾,强筋壮骨,止血安胎,疗伤续折的功效,能够治疗**不举,腰膝酸软,胎动不安,跌打损伤,筋伤骨折等疾病。
补益肝肾,强筋壮骨
续断,归肝、肾经,所以具有补益肝肾,强筋壮骨的功效。
中药续断
肝藏血,肾主生殖,所以续断可以治疗月经量多,淋漓不尽,也可以治疗怀孕期间,胎动不安。
续断,因能续折接骨而得名,归肝经,肝在体合筋,归肾经,肾在体为骨,所以对于跌打损伤,筋伤骨折具有很好的功效。
断裂与破坏
一般情况下,任何金属、非金属材料(包括地质材料)在受力时如果作用力足够大,就会经历弹性变形、塑性变形和破坏三个阶段。弹性变形的特点是外力卸除后变形可以完全恢复,且变形过程中材料服从胡克定律,即应力与应变成正比。在塑性变形阶段,变形和外力不再呈线性关系,且外力去除后变形不能完全恢复而具有残余变形。塑性变形是由于物质的晶体结构发生位错运动导致晶间滑移的结果。破坏是材料受力后分成两个或更多个彼此无关的**部分的现象;根据破坏前塑性变形的大小,破坏可分为塑性破坏和脆性破坏两种,塑性破坏的特点是破坏前有明显的屈服现象,破坏时能吸收较多能量,破坏后有较大的永久变形。脆性破坏则恰恰相反,破坏前没有明显的屈服现象,破坏时吸收的能量较少,破坏后没有或仅有很小的永久变形。
一种材料究竟是发生塑性破坏还是脆性破坏,除了材料本身的性质外,还与材料的受力状态、围压大小、加载速率及温度、含水量等因素有关。例如:**在一般情况下通常表现为脆性破坏,在三轴加压情况下,随着围压的增加有从脆性逐渐向塑性转变的趋势,甚至表现为完全的塑性。因此,一般所谓的脆性材料或塑性材料的说法是不准确的,而应理解为在通常情况下,它们表现为脆性破坏或塑性破坏。
脆性破坏的过程是材料内部不断地发生断裂的过程。断裂(Fracture)与破坏(Failure)在断裂力学中具有不同的含意,断裂是破坏的初始阶段,破坏是断裂的终结。断裂时材料内部将有新的裂纹形成,原有的裂纹也可能扩展,当这些裂纹的尺寸增大、数量增多后,就可能在材料内部串通、聚合成大裂纹,最后导致材料完全解体分离成几部分。
工程断裂力学主要涉及宏观物体的断裂,重点研究断裂是如何发生的、断裂过程是怎样进行的;并从工程应用的角度为各种裂纹体建立相应的断裂准则(判据)。最早从事这方面研究的是Griffith,他提出了著名的断裂能量平衡理论,为断裂力学奠定了基础,后来经过Orowan和Irwin的修正和发展,形成了线弹性断裂力学这门学科。
什么是断裂构造?断层的基本类型有哪些
组成地壳的岩体,在地应力作用下发生变形,当应力超过**的强度,岩体的完整性受到破坏而产生的大小不一的断裂,称为断裂构造。
断层的基本类型有:
正断层:上盘沿断层面相对下降,下盘相对上升的断层。
逆断层:上盘沿断层面相对上升,下盘相对下降的断层。
平推断层:又称平移断层。是由于岩体受水平扭应力作用,使两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。
断层的野外识别
①地貌特征:如陡崖、沟谷、河谷方向发生突然转折等。
②地层特征:若岩层发生不对称的重复或缺失,岩脉被错断,或者岩层沿走向突然中断,与不同性质的岩层突然接触等,这些地层方面的特征,则进一步说明断层存在的可能。
③断层的伴生构造:
断层的伴生构造是断层在发生、发展过程中遗留下来的痕迹。常见的有牵引弯曲、断层角砾、糜棱岩、断层泥和断层擦痕。这些伴生构造现象,是野外识别断层存在的可靠标志。另外,有泉水、温泉呈线状出露的地方有可能存在断层,而且可能是逆断层。
④其它标志
断层的存在常常控制水系的发育,并可引起河流遇断层面而急剧改向,甚至发生河谷错断现象。湖泊、洼地呈串珠状排列,往往意味着大断裂的存在;温泉和冷泉呈带状分布往往也是断层存在的标志;线状分布的小型侵入体也常反映断层的存在。
地层岩性结构与地质灾害
一、地质灾害的岩土体条件
地质灾害活动与岩土类型、性质、结构具有特别密切的关系。在致密坚硬、结构完整的岩土发育区,很少有崩塌、滑坡、泥石流活动;相反,在结构破碎或松散软弱岩土发育区,崩塌、滑坡、泥石流活动强烈。县域岩土类型多样,性质和结构复杂,对崩塌、滑坡、泥石流的控制作用不尽一致。
本区崩塌分为两类,分别是岩质崩塌和土质崩塌。岩质崩塌主要发生在县城达溪河北岸和黑河北岸基岩出露区;土质崩塌主要发生在县域内的广泛黄土发育区,其规模比较小。
本区发生滑坡的岩土类型比较单一,为黄土,属第四系更新统,除县域西南部外,其余地区广泛分布。滑坡数量多,以大中型滑坡主,小型滑坡比较多,发育少量特大型滑坡。
本区泥石流主要为泥流,各类岩土是泥石流固体碎屑物的来源。通常情况下泥石流的固体碎屑物分布越广泛、储存越丰富,越有利于泥石流的形成。调查区泥石流固体碎屑物主要是第四系残坡积物及沟谷中冲洪积物,其分布较少,以稀性泥石流为主。
二、易滑地层
县域内分布的地层主要包括:第四系、新近系、白垩系。其中第四系、新近系和白垩系是区内的地质灾害易发地层。
第四纪黄土在县域广泛分布于河谷阶地、黄土台塬、黄土梁峁、黄土沟壑区。其下伏地层一般为新近系红粘土或白垩系砂岩、泥岩及砂砾岩,形成不整合接触。黄土中发育多层红色古土壤层,这些古土壤相对于黄土来说是隔水的,遇水易发生软化,黄土滑坡大都沿着古土壤层向下滑动,或在黄土中产生滑动面。
新近系主要为上新统三趾马红粘土(N2),分布在黄土台塬下部以及黄土梁峁区基岩古地形坡面和黄土之间,黄土台塬之下的三趾马红土近水平分布,略向河谷地倾斜,倾角为2° ~10° ;三趾马红土在本区出露面积较小,主要分布在局部冲沟中,厚度变化大,呈不整合断续覆盖于老地层之上,其上多被第四纪黄土覆盖。由于黄土结构疏松、遇水软化、强度低、节理裂隙发育等特性以及上新统三趾马红土不透水性等特点,因而形成了地质灾害易发地层。
白垩系埋藏于黄土台塬第四系之下,构成区域的基底地层,分布面积广,厚度大,总体产状平缓,地层倾角为3°~6° ;由于受构造影响,地层产状局部发生变化。本区白垩系之上大部分都被黄土覆盖,局部与黄土之间夹有新近系红粘土,与上覆地层呈不整合接触,大部分都有风化壳发育。其上黄土厚度变化较大,最厚可达数十米。本区白垩系的泥岩和砂质泥岩层是易崩滑地层,局部的基岩陡坡易发生崩塌,属于小型基岩崩塌。
三、岩土体结构
区内斜坡岩土体结构主要包括四种类型:黄土+近水平古土壤层型、黄土+倾斜古土壤层型、黄土+白垩系基岩型、黄土+新近系泥岩型。斜坡岩土体结构决定了斜坡变形破坏的方式和软弱结构面的位置,对滑面的位置具有明显的控制作用。
1.黄土+近水平古土壤层型
该岩土体结构特征是:斜坡自坡脚至坡顶皆由第四纪黄土和古土壤地层构成,属于典型黄土斜坡,主体为中更新世、晚更新世黄土和古土壤,主要分布于县域除西南部以外的达溪河、黑河流域广泛地区。该型斜坡稳定性与黄土的工程地质性质密切相关。在岩性方面,黄土和古土壤质地松散,遇水时强度急剧降低,工程地质特性差,抗拉强度低,极易在临空面附近形成卸荷裂隙;在透水性方面,黄土透水性强,古土壤较黄土而言,粘土含量高,结构更为致密,古土壤相对为隔水层。雨季降雨沿卸荷裂隙渗入**,在古土壤层上部形成上层滞水,极易沿古土壤层形成滑动面,滑体沿古土壤层在坡面或谷底坡脚剪出。此类坡体岩土体结构既可发生小型滑坡和崩塌,也可发生大型滑坡。
2.黄土+倾斜古土壤层型
该岩土体结构特征是:从坡脚到坡顶主要由第四纪黄土和古土壤地层构成,主体为中更新世、晚更新世黄土和古土壤,仍属于黄土斜坡,主要分布于县域除西南部以外的达溪河、黑河流域基底呈斜坡的广泛地区。此类斜坡的稳定性除与黄土较差的工程地质性质密切相关外,还与黄土中发育的古土壤层有关。古土壤较黄土而言,粘土含量高,结构更为致密,成为黄土层中的相对隔水层,在黄土与古土壤接触带易形成含水量较高的软弱结构面,从而控制滑坡的形成。
3.黄土+白垩系基岩型
该岩土体结构特征是:上部发育黄土及古土壤层,与下伏白垩系基岩为不整合接触。主要分布于县域达溪河和黑河两侧阶地或斜坡地带。由于黄土与古土壤的结构类型,与白垩系由砂砾岩、砂岩、泥岩和砂质泥岩组成软硬相间的结构类型差异巨大,在黄土与白垩系地层间形成泥质成分风化壳。降雨入渗到风化壳后,**水就沿该层面径流,形成软弱易滑带,进而滑坡沿着黄土与基岩接触面发生滑动。由于特殊的岩土体结构及其工程地质特性,往往极易形成大型的多级滑坡,如观音村滑坡。
4.黄土+新近系泥岩型
该岩土体结构特征是:上部黄土和下部新近系泥岩组成的斜坡类型。县域内分布较少,仅有零星出露。红粘土黏粒含量高,是良好的隔水层,同时遇水强度降低,容易引起滑坡发生。其与“黄土+倾斜古土壤层型”斜坡对滑坡的控制作用类似,易发生斜坡失稳。
不同构造体系控油、控气的差异性
李四光教授曾经指出:“找石油的指导思想,第一,要找生油区的所在和它的范围以及某些含油气苗的征象;第二,进一步查明适合于石油、天然气和水**的处所,石油工作者称那些处所为储油构造。”即前者是根据有利于生油的各种条件指示出生油的凹陷;后者是储油构造的分布规律,此为讨论的重点。
从已知油田的分析,发现不同类型构造体系对油气控制作用是有差异的。因而在战术上指导找油密集地带为确定油气勘探的突破口提供了经验和借鉴。
新华夏系第二沉降带所控制的三个大油田区中已知43个油气田的分布,主要受区内不同类型的二、**别、序次,或更低级别、序次的扭动构造,特别是旋扭构造所控制。例如,松辽油区,11个已知油田中有8个分布在大庆似反S型构造中,1个分布在扶余旋扭构造中,二者占已知油田总数的81%。华北油区,19个已知油气田分布在下辽河—辽东湾联合弧、渤海反S型、埕济帚状构造范围内,分别受这三个扭动构造所伴生或派生的低级别,低序次多字型构造或入字型构造、帚状构造等的控制。江汉油区13个已知油田,有4个分布在周矶构造旋扭带中,1个分布在二、**或更低级多字型或入字型构造中。
可见,油气田的分布与扭动构造,特别是与旋扭构造有密切关系。大中型油气田主要分布在高级序的扭动构造,特别是旋扭构造中;小型油气田主要分布在低级序的扭动构造中。
但不同的构造体系其构造应力场分异,对油气的控制作用不同,现分别讨论如下:
(1)多字型构造的控油控气作用
多字型构造的多级序控油控气:多字型构造是一个多级别、多序次的构造体系。不同级别、序次的构造的控油控气作用不同。
新华夏系是一个多字型构造,其一级沉降带控制油气田的分布,这是已故李四光教授按照地质力学理论提出的。这一推测使我国东部找油有所突破。我国东部中、新生代含油盆地的分布受新华夏系各级多字型构造控制。一级构造沉降带控制油区的分布。如东北平原、华北平原和江汉平原产油区。而油区中的各油田和储油构造是受第二级、第**乃至更低级的构造控制。例如,江汉平原的习家口多字型构造,位于潜江凹陷西斜坡的北部,据江汉油田资料,有习一和习二区两排呈雁行排列的多字型构造(图7.69)。其中习一区由三个雁行排列的鼻状构造组成多字型构造,总体呈北北东向,单体为北东向。由北而南为习8、习2、习42鼻状构造,每一构造的北西侧都伴生有一条呈北东向展布、倾向北西的断裂,也相互平行排列。其成生于古近纪潜四段沉积期,开始为一呈北东展布的背斜,随后逐渐发展,在潜江组沉积末期,被三条雁行排列的断裂分割为三个鼻状构造。从而形成了习一区多字型构造。组成多字型构造的成分多具脱顶现象,油气受断鼻控制,平面上反映油气分布在鼻状构造圈闭范围内,剖面上见油气在断裂的下盘富集,断面两侧虽为砂层接触,油水井不串通,油气产量越接近断裂的构造高部位,单井产能越好,原油相对密度越近断裂越小。断层附近的岩心,光滑断面上见有斜冲擦痕,**层理紊乱和挤压破碎,表明为压扭性,对油气具有良好的封闭作用。
多字型构造对油气的控制,在北美、中东、澳大利亚等国外油气田中也不乏其例。美国圣安德烈斯断裂走向北西,沿走向延伸2000多千米,两盘顺时针扭动数百千米,在其北东盘发育一系列雁列状排列的褶皱,构成多字型构造,分布许多大型油田(见图7.18)。因此,有些外国学者认为:“大量油气资源被圈闭在扭动构造中,主要是雁行褶皱中。它是最值得注意的含油远景构造”(Wilcox,Hording,1973)。伊朗西南部三排背斜构造油气藏呈多字型排列,油气均储在背斜内阿斯玛里组,油气运移主要沿背斜带(图7.70)。
多字型构造相同级序的成分之间具有大致等距性的规律。这一规律可用来指导预测油气田或构造。例如我国某油气田由三条压性断裂呈雁状排列,等距分布,下盘为油储藏场所(见图7.65)。
(2)入字型构造的控油控气作用
图7.70 伊朗西南部油田气藏分布示意图
入字型构造的分支构造或主干构造弯曲部位,由于应力集中,裂缝发育,若具备盖层,则为良好的储油部位,控油控气。例如,钟市入字型构造(图7.66)位于潜江凹陷西北缘、潜北断裂南东侧。其主干断裂为荆河镇断裂,与潜北断裂平行,断面南东倾,倾角40°~50°,最大断距达200m,断开层位最高是古近纪早期的荆沙组,表明其成生在潜江组前。共26口井钻进相遇,证明对油气有明显的遮挡作用。其南东侧为钟市鼻状构造,潜江组以来长期发育,总体轴向为南东东向,与荆河镇断裂斜交,锐角指向南西。与钟市鼻状构造近垂直,又与主干断裂斜交的几条分支张性扭性断裂,都证明断裂的南东盘向北东错动,北西盘向南西错动。
古近系潜江组各油组的含油范围,严格受鼻状构造的高点所控制,并随潜江组地层往北超覆,浅层高点往北迁移。相应地油组的含油范围也往北移动。这反映了入字型构造对油气**的控制作用;同时也反映了在扭动过程中所造成的入字型构造的分支拖曳褶皱构造脱顶现象对油气分布的影响。
在剖面上还可见到油气富集部位均在张扭性分支断裂的上盘圈闭的鼻状构造之中,表明张扭性断裂对油气不具封闭作用。
可见,位于生油凹陷范围内或其附近的低级序的入字型构造控制着油气的**,并表明油气运移、**过程与入字型构造成生发展过程的一致性。
入字型构造的分支构造常常是良好的储油构造。例如,圣安德烈斯断裂北东派生的一系列压扭性分支褶皱是在古新近纪形成的,并在古新近纪内形成了许多储油构造(Moody,1973)。我国华北平原的任丘油田,是一个多字型构造展布的地区。它在发展过程中又派生出一系列压扭性分支断裂,切割了背斜,使之形成几个断块,在分支断裂和主断裂的交会部位形成了油气的富集和高产油气井(图7.71)。又如我国某油田,主干断层为良好的遮挡层,分支背斜褶曲为良好的储油构造(图7.72)。
图7.71 仁丘入字型构造与高产油气井关系示意图
(据熊永旭等,1981)
1—断裂;2—油水界线;3—高产油气井及编号;4—扭动方向
发育于生油区边缘的入字型构造,由于主干断层具遮挡作用,而分支断裂伸入生油区起通道作用,使油气沿分支断裂向主干断裂运移而受阻于主干断裂下盘构造。如我国某入字型构造发育于一盆地东侧边部,主干断裂为一压扭性断层,分支断裂也为压扭性断层,原油主要富集于主干断层下盘,特别是主干断层与分支断层交会部位的下盘部位储油更好,说明主干断裂和分支断裂对原油都有良好的封闭作用。主干断裂主要阻挡了油气的迁移,控制原油分布范围。分支断裂则是储油构造,油气就集中在与分子断层伴生的一系列密集裂隙中。另外,由于分支断层倾向于盆地内侧,伸向油源区,致使原油沿断裂及下侧的密集裂隙带向上运移,直到主干断裂与分支断裂自身的封闭作用才停止运移而富集。所以,原油的储集严格受到入字型构造控制(图7.73)。
图7.72 入字型构造控油示意图
(据石力群)
1—主干压扭性断裂;2—构造等高线(m);3—含油范围
图7.73 我国某油田入字型构造控油示意图
(3)棋盘格式构造的控油控气作用
棋盘格式构造可以控制油气田的分布。如美国北达科他州和蒙大拿州的微利斯顿—布拉溪盆地,由北东向和北西向两组剪切带(基底软弱带)组成的棋盘格式构造,在后期的拉拉米构造运动中的近东西向挤压作用下,这些剪切带及其中间的地块,形成了一系列含油构造。我国苏北油田也有类似特征。
此外,组成棋盘格式构造的两组断裂交会处,最易形成古潜山。
(4)旋扭构造的控油控气作用
旋卷构造对石油、天然气具有特殊的控制作用,不仅控制了油气的**和分布,而且还构成了油气运移的驱动力。因而,旋卷构造的控制作用显得特别重要。
在我国的油气盆地中,有些呈旋卷构造型式展布。在旋卷构造应力场作用的控制下,往往在旋卷构造的旋涡部位和旋回面呈向斜凹陷的部位加剧沉降幅度,使沉积厚度加大,成为良好的生油中心。在旋卷构造应力的驱动下,使油气向应力较小的部位运移和**,即向组成旋卷构造的一些穹窿构造、背斜方向运移,或向压性、压扭性断层的下盘(这种性质的断层相当于封闭层)运移,并在这些油气易于赋存的场所**起来,成为有意义的油气田。这样就自然地把油气生成与**两个方面统一在同一个构造体系之中。旋卷构造是油气从生成到运移、**成油气田的有利条件。因而,研究油气田中的旋卷构造有它突出的意义。
从前面关于旋扭构造力学成因分析得知,在内旋主动的情况下,所形成的旋扭构造应力场特征是应力与半径平方成反比,即越接近砥柱或旋涡其应力越大,远离砥柱或旋涡其应力降低。因此,从应力驱动油气运移方面来说,油气应从内向外运移。但从变形这个角度来看,由于内圈应力强度大,相应的旋回带变形强;中间地带应力为中等强度,相应的旋回带变形中等;外圈应力最弱,相应的旋回带变形也弱。若有良好的盖层(遮挡层)存在,则内旋回带的储油条件优于外旋回带;但由于应力强度大,不利于油气停留,所以,常常在中部旋回带对油气储集成藏更有利。当然,地质上的问题是复杂的,应综合考虑多种因素。
若旋扭作用是以外旋为主的情况下,旋扭应力场的应力大小与半径成正比,即由外向内逐渐减小,在砥柱或旋涡处为零。在这种情况下,油气将在应力驱动下,由外旋回带向内旋回带运移。当然,同样要综合考虑变形强度的影响。
例如,我国某油田的一个旋卷构造——周矶旋卷构造就是一个典型的实例。该旋卷构造发育有三个完好的弧形旋回背斜带,呈半环状围绕在周矶旋涡的东北缘,其总体向北西方向撒开,向东南方向收敛(图7.67)。各旋回构造带都具有东(或北东)翼缓、西(或南西)翼陡,南端成生时期早、北端成生时期晚的特点。该旋卷构造是由新华夏系直扭应力作用所派生,是一个外旋主动、内旋被动的旋卷构造。在其展布区内,已发现的一批有工业价值的储油构造,其油气分布严格受该旋扭构造控制。油气的富集程度也显示与构造应力场的应力活动有关。油气全部**在旋回构造带中,并以中间旋回带含油最丰富,内旋回带次之,外旋回带最差。在同一旋回带中,油气的富集程度也有差异,以中部最好,中北部次之,南端最差。其总的趋势是撒开方向优于收敛方向,这种分异程度愈向外旋回带愈加明显。这说明,油气是向应力强度变弱的部位移聚,并且在应力强度适中的部位特别富集。
但是,由于不同型式的旋扭构造组合特征不同,其控油控气作用尚有差异。现分别作如下讨论:
(1)帚状构造的控油控气特征
帚状构造对油气的成生、运移、集聚、分散的控制作用比较明显。例如,埕济帚状构造,位于华北沉降区东部,介于沧东断裂和郯庐断裂之间,北以吴桥—盐山向斜带与渤海反S型构造相接,南以平缓的斜坡在广铙—济阳一带与鲁西旋扭构造为邻。它由三排弧形背斜带和其间向斜带组成,由北而南为埕子口—旧县—陵县背斜带、郭局子—东镇—兹镇向斜带、义和庄—无棣—郑店背斜带、沾化—*信—临北向斜带、陈家庄—滨县—临邑背斜带、东营—里则镇—牛家店向斜带。其中,向斜带均为半地堑,具有“北断南超、北陡南缓”的特征。呈向南西收敛,向北东撒开,向北西突出的大型帚状构造(图7.74)。弧形背、向斜都有三个呈雁行排列的次一级构造组成示内旋顺时针、外旋反时针旋扭。这可能由于古近纪以来鲁西旋扭构造旋扭运动所致。
埕济地区油气生、移、聚、散受帚状构造的控制。由于各旋回带内旋作顺时针旋扭,向下呈20°~30°倾斜,使各旋回向斜带自收敛方向向撒开方向变得开阔,沉降幅度加大,其控制的主要生油凹陷,均分布在各向斜带东部。由于旋涡位于内侧,内旋回向斜带较外旋回向斜带发育要好,沉降幅度可达五六千米,生油能力强。由于旋扭构造各旋回背斜带大都在新近系馆陶组,与下伏前震旦系变质岩系及寒武、奥陶系灰岩接触,所以在这些具有储集油气能力的背斜带上,可获得次生油气**。而帚状构造成生发展时期所控制的油气**,直接地分布在各弧形旋回向斜带的主要生油凹陷中及其附近的低序次扭动构造中;特别是生油凹陷北侧,既是生油的主体沉降部位,又是相邻弧形旋回背斜带内侧活动较为复杂的区域,派生及伴生的入字型构造、帚状构造、多字型构造及旋扭构造发育,为油气移、聚创造了有利条件。如东营凹陷的胜利—坨庄、东营—辛镇、郝家—孔河庄油田,就是分布在生油凹陷北侧,受陈家庄旋回背斜带南邻低级序扭动构造所控制。
图7.74 埕济帚状构造示意图
前苏联下卡马地区、喀尔巴阡山地区和罗马尼亚都有旋扭构造含油的很好例子(图7.75,图7.76)。
图7.75 前苏联下卡马地区含油帚状示意图
(据地质力学所)
位于欧亚山字型马蹄形盾地
1—断层;2—油藏;3—构造等深线(m)
图7.76 喀尔巴阡山地区含油旋扭构造略图
(据石油地质)
1—沉降区(带);2—隆起带;3—钻井
(2)S型及反S型构造的控油控气特征
S型、反S型构造控油控气很有规律性。例如大庆似反S型构造位于松辽沉降区的中北部,介于古龙和三肇两凹陷间,南北分别与松花江及宾川线沿线断裂及伴生挠折带组成北西西向张扭性断裂带。大庆似反S型构造,自北而南由**甸子、萨尔图、杏树岗、太平屯、高台子、葡萄花、敖包塔8个局部构造组成(见图7.34),呈雁行排列,总体似反S型,局部构造两翼倾角由北端的西陡南缓,至南端变为东陡西缓(表7.2)。
表7.2 大庆似反S型构造各局部构造两翼倾角数据表
(据大庆油田资料)
构造脱顶现象明显,并显示北端顶部构造轴线向西作反时针方向偏转,南端则向东作反时针方向偏转(表7.3)。
表7.3 不同时代的产状
(据大庆油田资料)
构造的这些特点,从古构造分析可见,在早白垩世青山口组沉积末及姚家组沉积的早期,似反S型构造初具雏形,萨尔图、杏树岗、葡萄花等呈雁行排列的构造首先出现,显示南北向反时针扭动和东西向挤压的联合作用。之后,由于北西西向张扭性断裂发生反时针错动,在南北两端发生拖曳作用,至伏龙泉组沉积末期达到**,使似反S型构造定型,延续至晚白垩世末期仍有余波未息。断裂系统呈反S型更为清晰,断裂活动起自青山口组末及姚家组沉积早期,伏龙泉组沉积末大量活动至晚白垩世末期仍有余波,这与构造分析所得应力活动特点是一致的。大庆似反S型构造的东西两侧分别为三肇和齐家—古龙深凹陷,在成生发展过程中开始为相伴而生的同级序隆起、凹陷带。随后,由于NWW向断裂作用,反时针错动、旋扭作用加强,并影响两侧三肇、齐家—古龙凹陷的逐渐发展。似反S型构造的南北两端所环绕的旋涡,重叠在原凹陷上,使古龙凹陷沉积中心由南向北迁移,三肇凹陷沉积中心由东往西迁移。沉降幅度一直相差很大的两个凹陷,在似反S型构造定型期则趋于一致。而同时沉降区内其他凹陷都发育较差(表7.4)。这就足以说明反S型构造的两个旋涡影响之大。
表7.4 构造沉降区各凹陷伏龙泉组沉降幅度表
(据大庆油田资料)
而油气的生、移、聚、散与似反S型构造的成生发展密切相关。在似反S型构造范围内控制着著名的大庆油田富集。已知有萨尔图、葡萄花、高台子三个主要油田的油气**时期都在似反S型构造成生发展时期,可见似反S型构造与油气**的内在联系。大庆油田的油水界面与似反S型构造成生发展的应力作用的所在平**有一致性,可以说明油气运移过程中应力驱动的重要性。
美国克利—斯耐德油田也是一个反S型构造(图7.77)。
图7.77 美国克利—斯耐德油田等厚线略图
(据石油地质)
断裂与油气
断裂是研究区主要构造现象,断裂活动不仅对区内沉积构造起控制作用,而且与本区油气关系密切。
(一)断裂控制沉积、构造
1.断裂控制沉积:在边界正断层控制下,裂谷期各组相对深水环境都位于半地堑深凹,向缓坡水体变浅,边界正断裂断坡带发育冲积扇群或扇三角洲,故主要的油气源岩——暗色泥页岩和煤系地层集中发育于深凹,而同时在缓坡发育砂砾岩储层或火成岩系列,在断坡带发育储集砂体。
在坳陷期,边界正断层活动减少,对沉积不起主导控制作用,故泉头组砂砾岩储层广泛分布,厚度稳定,青山口组泥页岩全区发育,形成区域性盖层。
2.断裂对局部构造的控制作用:断裂不仅控制前述半地堑发育,而且还在其发育过程中控制产生了各种类型的伴生局部构造。
在裂谷阶段,边界正断裂强烈活动,上盘逆牵引下掉而形成滚动背斜。但是,研究区与我国东部其它断陷盆地相比,滚动背斜不发育,何兴华等(1992)认为原因有二:一是研究区边界正断层下降盘断坡带以粗屑沉积为主,泥页岩不发育,成层性差,以断裂变形为主;二是后期反转使深部地层回返抬升,导致原滚动背斜消失。
裂谷阶段断裂作用还可能形成断鼻、断块及断背斜等。
较大规模断裂特别是基底主断裂在活动中,若沿走向断距发生剧烈变化,则引起上盘地层差异升降,从而形成褶皱或断裂。这些褶皱和断层往往与主断裂垂直或大角度相交,故叫横褶皱和横断层,团结西、韩家屯和焦家褶皱均可能是这类横褶皱,而焦家褶皱中断层亦可能是此类横断层(参见图5—13)。
在登娄库组沉积末和嫩江组沉积末的两次构**转期,本区断裂(主要指基底断裂等规模较大者)除自身反转外,还在一定程度上控制着反转褶皱的形成,实例可见本章第三节。
需指出的是,本区有些构造顶部和翼部发育大量正断层,这些正断层不是构造形成时伴生或派生的,而是早期正断层,在反转构造形成后,仍保持正断层性质(从断层走向与构造不一致即可作出判断),切割构造而使之复杂化,形成断背斜、断块,如后五家户构造(图5—22)。
(二)断裂是圈闭构成要素
有关资料显示,研究区构造圈闭中,断鼻、断块圈闭占多数。对于此类圈闭,断裂是其构成要素,主要是在鼻状构造或断块体上倾方向形成遮挡。当然,只有具封堵性断层才能遮挡形成圈闭。
关于断裂在圈闭中的有效遮挡作用是无可置疑的,小五家子油气田、后五家户气田、农安含气构造和万金塔气田的勘探实践已对此提供了有力的证据。
(三)通道作用与封堵性
研究证实,研究区主要油气源岩为营城组和沙河子组的暗色泥岩和煤系地层,这些深部油气源如何运移**于浅部泉头组和登娄库组砂砾岩储层中?显然,断层是其主要通道。已发现的(油)气田断层均十分发育,在一定程度上证实了此论点。同时,正如(二)中所述,断裂又在圈闭中起遮挡作用。显然,通道作用和封堵作用,是研究区断裂对油气运移**表现出的二重性。
笔者认为,断层的通道作用和封堵作用是相对的,可依据一定条件而相互转化。一般来说,当断层活动时,其对油气运移起通道作用;当断层不活动时,其对油气起封堵作用。
图5—22 后五家户N5气藏底面构造图(据赵庆吉等,1995)
Sibson在1975年研究热液矿与古代断层关系时,提出了热液沿断层运移的“地震泵”学说,认为热液沿断层的运移由地震所诱发,断层就像泵一样,将热液从深部抽出,提升注入上方浅部。Hooper(1991)将这一原理引入了油气运移,指出当断层不活动时,断面处于封闭状态;当断层活动时,油气沿断层以短促、急速的形式运移。作者认为这一学说能很好地解释研究区断层通道与封堵的转化。以某气田为例(见图5—23),在裂谷期,F1、F2、F3、F4均为同生正断层,但在营城组—登娄库组沉积期,活动微弱,活动速率不超过1m/Ma,通道作用不太强,同时该构造尚未形成,故没有油气富集成藏。登娄库组沉积末,该构造由反转形成,F1和F2也反转为逆断层,活动强度大,逆断距分别为140m和90m,相对较有利于油气运移,F3、F4及后来形成的F8仍为正断层但活动微弱,也不利于油气运移,断层以封堵作用为主;此时十屋断陷深凹区沙河子组和营城组生油岩已进入生油高峰期,该气田地区生油岩则尚未成熟,油气是侧向运移进入该构造沙河子组和营城组砂岩中。进入坳陷阶段,该气田地区生油岩逐渐成熟直到高成熟,十屋深凹区生油岩则达过成熟,油气源充足。嫩江组沉积末期构**转使其浅层构造形成,同时产生了F5、F6、F7、F9等正断层,先存F2、F4断层不再活动,但F3继续活动,F2正反转,此时活动的断层是油气(主要为气)运移的通道,油气分别灌入登娄库组中上部(特别是顶面不整合)油气层中;分析此时F1活动的通道作用强,致使其下盘四家子油气层中油气全悉上跑逸散,仅部分进入农安气层和五家子油气层中。明水组沉积末和泰康组沉积末,构造运动使该构造上断层活动,造成先期油气藏再调整乃至破坏,从而形成现今之油气产出面貌。很显然,除上述几个断裂活动期外,断裂对油气是起封堵作用的,这从断裂两盘油气藏类型变化、油气层与断层面关系等即可看出。
断层的封堵性是一个复杂的问题。一般而言,当断层结构面为压性(例如逆断层的断层结构面和正断层不活动时的结构面)时,断裂主要起封堵作用;当断层一侧储集层与另一侧上倾方向的盖层对置时,或两侧储集层呈屋脊或反向倾斜对置时,断裂封堵性好;当断层发育断层泥或有沥青等充填物时,断裂封堵性能极佳。从封堵类型来讲,可分为顶封式(即断层上部两侧为盖层对置,对下部起封盖作用)、侧封式(即储集层在上倾方向为另一侧对置的泥岩封堵)和断面充填封堵式(即发育断层泥或为沥青等充填的断层将两侧对置的储集层均封堵起来)等三类。
图5—23 某油气田剖面图(据赵庆吉等,1995,修改)
1—气层;2—气显示层;3—油层;4—水层
成矿过程中构造与流体的相互关系
成矿作用是成矿物质由分散到富集并形成矿床的过程,受多种地质因素控制,其中,构造和流体起着重要作用。
在成矿过程中,从构造与流体的相互关系看,构造是控制一定区域内各地质体间耦合关系的主导因素,是驱动流体运移的主要动力。各种构造行迹如断层、裂隙、角砾岩带等为地球内部流体的运移提供通道。构造应力还对**的力学、物理性质发生影响,从而影响流体在**中的流动状态、速度和水-岩作用过程。多种多样的构造扩容空间还是含矿流体大量停集和沉淀出矿床的场所。
从另一方面看,流体作为从矿源地汲取并搬运成矿物质的主要媒介,在促使矿质由分散到浓集、由无序到有序的过程中,起了极为重要的作用。流体由于其所处地质构造环境不同,而有不同的运动方式。地壳浅表层次级低势能的流体,受重力或热能的驱动,在**孔隙和裂隙中做缓慢运动。在此过程中,对流经**的力学、物理、化学性质有所改变,从而对作用于这些**的构造活动发生影响。处在高压或超高压状态的流体房蕴藏有巨大的内能,一旦其所处环境发生变化,如断层的切入,则引发瞬间的突发式运动,大规模的热液就可以快速喷流等形式向低压区涌流。在这个过程中,能强烈地破坏其临近**,产生水力断裂、角砾岩等非应力形成的构造型式。这即显示了流体的强大作用及其活动轨迹,也使其所在地段的构造复杂化,叠加、改造甚至破坏了原有的构造行迹。而区域中应力构造与流体成因构造相互重叠的地带,常是矿床形成的有利场所。
可见,在整个成矿作用过程中,构造和流体是相互作用的一对基本控矿因素。构造在总体上或经常状态下对流体的运动起着控制作用;而在特定的空间、时间条件下,流体又表现为十分活跃的地球物质,对构造作用发生物理和化学效应,其强大的能量可突破构造束缚和局限,并产出新的构造形式。构造和流体的相互作用对成矿物质的运移和富集状态起了明显的控制。
对于湘中地区而言,因经受多期构造活动作用,形成了NE、NNE向为主的构造格架,这一构造体系与区内矿床的形成和分布关系极为密切。尤其是燕山运动所产生的NNE向断裂构造控制着区域内流体的运移和矿床定位。由于流体与构造的相互耦合作用使得中生代成为本区的主要成矿区。
什么是断裂体系、断裂构造带、断层、裂谷……
断层:
地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂,并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。
地壳中的一个裂口或破裂带,而且沿着它相邻的岩体发生了运动。断层长度变化很大,从几厘米至几百公里不等,两盘之间的位移量也可有这样大的变化。
断层是构造运动中广泛发育的构造形态。它大小不一、规模不等,小的不足一米,大到数百、上千千米。但都破坏了岩层的连续性和完整性。在断层带上往往**破碎,易被风化侵蚀。沿断层线常常发育为沟谷,有时出现泉或湖泊。
是什么力量倒置岩层断裂错位呢?原来是地壳运动中产生强大的压力和张力,超过岩层本身的强度对**产生破坏作用而形成的。岩层断裂错开的面称断层面。两条断层中间的岩块相对上升,两边岩块相对下降时,相对上升的岩块叫地垒;常常形成块状山地,如我国的庐山、泰山等。而两条断层中间的岩块相对下降、两侧岩块相对上升时,形成地堑,即狭长的凹陷地带。著名的东非大裂谷和我国的汾河平原和渭河谷地都是地堑。
断层对地球科学家来说特别重要,因为地壳断块沿断层的突然运动是地震发生的主要原因。科学家们相信:他们对断层机制研究越深入,就能越准确地预报地震,甚至控制地震。
断层的种类:
根据断层线上原来相邻接的两点在断层运动中的相对运动状况可以将断层分类。
如果它们的运动只在水平方向上,并且平行于断层面,那么这断层叫走向滑动断层。走向滑动断层又进一步分为右滑和左滑断层。
如果一个观察者站在断层的一侧,面向断层,另一边的岩块向他左方滑动,那它就叫左滑断层。之所以如此称呼,因为要追索被移动了的地表特征时,该人需沿断层线转向左边,才能在那一边找到与这边相对应的特征。这种走向滑动断层也叫右旋或左旋、右行或左行断层,或统称走向断层。加利福尼亚圣安德列斯断层是一条右旋断层或滑动断层。
沿断层面作上升下降的相对运动,则是倾向滑动断层。上盘相对下盘向下运动的倾向滑动断层是正断层。
当断层面倾角小于或等于45°,上盘相对下盘作向上运动时,叫冲断层,而若断层面倾角大于45°,则称逆断层。
两盘相对运动方向界于走向滑动断层和倾向滑动断层之间的,叫斜向滑动断层。
断层两盘之间的相对位移常被叫作断层落差和平错。落差反映垂直位移,而平错反映水平位移。以上所说的断层都有一个共同的运动特点,即在运动中两盘的构造保持着平行。
但也可以有这样的断层,相邻两盘块体之间发生了扭动、转动,这样的断层被称为旋转断层或剪状断层.
上面这张照片里山岳右边的线形结构,就是美国加州著名的圣安地列斯断层,它也是地球表面最长和最活跃的断层之一。
圣安地列斯断层的深度有15公里,存在的时间已经超过2000万年。照片是从奋进号航天飞机拍摄的雷达影像和测地卫星的真色影像所组合出来的。巨大的太平洋板块沿着圣安地列斯断层,相对于北美板块向北漂移,平均每年移动数厘米,按这种移动速率,经过数百万年后,地球表面的陆块分布和现在比起来,将会有很大的不同。
断裂体系:
断裂体系与断块大地构造也简称断块构造,系张文佑教授创建,强调地质构造的分析应把力学分析与历史分析结合起来。力学分析好比相机摄下的一个一个镜头(画面),历史分析则把这些画面组辑成胶片,重现地壳威武雄壮的演化史。
断块观点认为:变形一般从褶皱到断裂,一旦产生断裂,便对以后的变形起决定性的控制作用。断裂形成常由剪切始而由拉张发展完成。因受力方式、边界条件等的不同,断裂常构成不同型式的组合,称之断裂体系。有三种最基本的断裂体系(X型、Y型和I型),五种断裂活动方式(纯挤压、纯拉张、纯剪切、剪切-挤压和剪切一拉张),按切割深度可分出四种断裂(**圈断裂、地壳断裂、基底断裂和盖层断层),此外还有不同深度上的层间滑动断裂。所谓断块,就是为不同深度的断裂所围限的块体。断块与板块的关系,通俗地说,断块是**上的板块,板块是最大一级的断块即**圈断块,是被**圈断裂围限的、以相应深度的层间滑动断裂为底界的块体。
断块学说的形成经历了三大阶段。50年代编中国大地构造图,初步完善了地质构造的力学分析与历史分析相结合的方法。1974年完成中国的断块大地构造图,宣布断块构造诞生。80年代初完成的“中国及邻区海陆大地构造图”和专著《断块构造导论》,对断块构造的理论、中国断块构造的演化及断块在国民经济建设中的应用均有深刻阐述,表明断块学说已趋成熟。
断块学说认为决定地球构造运动的基本因素是恩格斯说的“吸引与排斥这一古老的两极对立”。地球内部物质在重力作用下发生收缩作用和重力分异作用是“吸引”,在热作用下发生体积膨胀和某种方式的热对流则是“排斥”,它们引起地球自转速度的变化和自转轴的摆动,并导致离心力、科里奥利力、极移应力等的产生,以及地球内部各圈层相对扁率的变化和滑动,于是有了**圈各断块间的相互错动。地震指示现代正在形成的X型破裂网格就是一种具体反映。而且,因为中国西部是隆起区,东部是凹陷区,故西部的菱形断块长轴近北西向而东部的菱形断块长轴近北北东向
裂谷:
地球深成作用的地表坳陷构造,以高角度断层为界呈长条状的地壳下降区,是数百至上千千米长的大型地质构造单元。英国人C.W.格雷格里1894年首先提出。裂谷是板块构造运动过程中,**崩裂至大洋开启的初始阶段的构造类型,也是**圈板块生长边界的构造类型,在陆壳区大洋中脊上均有发育。现今规模最大的裂谷发育在各大洋盆的洋中脊上,裂谷形态保持良好,特征明显。一般谷宽25~30千米,高出最深洋底2~3千米,与附近洋底高差为0.5~1.5千米。全球洋中脊裂谷总长在6万余千米。洋中脊裂谷带虽经常被转换断层截断错开,但仍明显地连贯分布。**裂谷按形成方式的不同,可分为主动裂谷和被动裂谷两类。主动裂谷是地幔的上升热对流的长期作用,使****圈减薄、上隆而致破裂,然后出现坳陷而成裂谷,如东非裂谷、红海亚丁湾。被动裂谷则是由于地壳的伸展作用或剪切作用,使**圈减薄、破裂而导致裂谷的形成。
断裂构造带
地质构造条件是指什么
地质构造条件:
矿产的生成,除了要有一定的成矿物质来源之外,另一方面还需要有成矿物质运移的通道和沉淀的场所,即与一定的地质构造有关。所以说,地质构造对于矿带和矿田的展布,矿床的产出和规模,矿体的空间形态与产状,都起着一定的控制作用。因此,我们必须注意研究构造与矿产分布的规律,去进行找矿。
普洱市思茅区世纪广场电信大楼有几层?普洱最大那次地震是不是震开裂过?什么结构?
10层