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李四光对地质力学(Geomechanics)的开创性贡献——纪念李四光诞辰135周年 被引量:1
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作者 童亨茂 《地质力学学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
中国学术界熟知李四光创立了地质力学,但学术界对该“地质力学”的理解还存差异,部分学者对李四光创立Geomechanics(地质力学)还存在疑问,导致对李四光学术贡献的理解存在偏颇,对李四光创立的“地质力学”和国际上使用的“geomechanics... 中国学术界熟知李四光创立了地质力学,但学术界对该“地质力学”的理解还存差异,部分学者对李四光创立Geomechanics(地质力学)还存在疑问,导致对李四光学术贡献的理解存在偏颇,对李四光创立的“地质力学”和国际上使用的“geomechanics”属于同一术语还明显存在争议,这或多或少地影响地质力学(Geomechanics)术语的使用和该学科的发展。笔者在长期从事地质力学研究实践的基础上,通过对李四光地质力学著作(尤其是李四光1945年版的《地质力学之基础与方法》一书)的系统研读和分析,结合深入的调研分析,确认李四光不仅创立了地质力学(Geomechanics),而且对地质力学及构造变形力学分析有一系列开创性贡献,如提出主应力平面和主应力的概念;把摩尔圆引入构造变形力学分析;建立了广义胡克定律的解析表达式等。在此基础上,简要评述了李四光创立的地质力学,并简要回顾了地质力学的发展历史并展望其发展前景。该文在李四光诞辰135周年之际完成,以此纪念其对地质力学的开创性贡献。 展开更多
关键词 李四光 地质力学 构造变形力学分析 构造体系
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论热液成矿系统中构造体系控矿作用 被引量:6
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作者 韩润生 刘飞 张艳 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期371-389,共19页
构造体系是李四光先生创立的地质力学理论和方法的灵魂。针对目前相关文献中对构造体系的各种表述和用法,本文从构造体系基本概念出发正本清源,深刻理解构造体系的内涵,发展和应用地质力学理论和方法,为揭示地壳构造和地壳运动的规律、... 构造体系是李四光先生创立的地质力学理论和方法的灵魂。针对目前相关文献中对构造体系的各种表述和用法,本文从构造体系基本概念出发正本清源,深刻理解构造体系的内涵,发展和应用地质力学理论和方法,为揭示地壳构造和地壳运动的规律、深入研究构造与成岩成矿(藏)的关系,以及指导矿产资源探测和评价提供依据。本文讨论了主压应力作用、力偶持续作用下发生序次转化形成的构造体系的力学机制,总结了构造体系具有统一性、区域性、层次性、复合性(继承性)和复杂性的特点;研究提出构造型式具有层次性,成矿构造体系具有一致性、阶段性、差异性、多样性和转换性的特点,并总结揭示了其控岩控矿规律;基于成矿构造体系(控矿构造型式)与成矿系统的成生联系,从矿集区、矿田和矿床分布的规律性,构造变形作用、岩浆活动和成矿作用的同时性,以及含矿构造和矿石中物质组成特征的一致性等方面,厘定成矿构造体系,进而提出成矿构造体系研究方法,为矿床(体)找矿预测和深部勘探提供依据。在此基础上,以非岩浆热液型多金属成矿系统(川滇黔成矿区富锗铅锌矿床)和岩浆热液型多金属成矿系统(湘南坪宝铜锡多金属矿田)为例,论证了构造体系控矿作用及其研究的重要意义。 展开更多
关键词 成矿构造体系 控矿构造型式 控矿作用 矿田地质力学 热液成矿系统
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软弱膏盐层系滑脱构造变形特征:以库车前陆盆地砂箱物理模拟为例 被引量:2
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作者 莫涛 郭虹兵 +3 位作者 刘恣君 潘杨勇 范坤宇 邓宾 《大地构造与成矿学》 北大核心 2025年第3期507-519,共13页
褶皱冲断带‒前陆盆地系统普遍受控于软弱岩层滑脱层构造变形和差异剥蚀作用,从而导致褶皱冲断带系统构造解释多样性和油气勘探的复杂性。本文基于库车前陆盆地系统,针对不同厚度膏岩滑脱层系构造变形作用,通过沿走向变化的构造剥蚀‒沉... 褶皱冲断带‒前陆盆地系统普遍受控于软弱岩层滑脱层构造变形和差异剥蚀作用,从而导致褶皱冲断带系统构造解释多样性和油气勘探的复杂性。本文基于库车前陆盆地系统,针对不同厚度膏岩滑脱层系构造变形作用,通过沿走向变化的构造剥蚀‒沉积作用砂箱物理模拟实验和野外地质调查等研究,揭示沿走向变化的剥蚀‒沉积作用导致软弱膏岩层系滑脱构造变形差异特征。滑脱层变形导致深‒浅部地层变形特征具有差异性,深部层系受挤压缩短基底卷入变形发育逆冲叠瓦断层及其双重构造变形特征,浅部层系沿硅胶滑脱层顺层逆冲滑脱,形成冲起构造。受控多期冲断变形作用中-厚层硅胶砂箱模型滑脱层变形过程具明显的沿前陆盆地向断层断距减小的特征。塔里木盆地北缘库车前陆坳陷发育厚层新生代膏盐岩,控制形成一系列复杂的盐相关构造和主断层带,软弱盐层对其上覆层系和下伏基底差异性调节作用,导致区域构造带深浅部脱耦作用显著。同构造沉积地层可能抑制膏岩滑脱多期次冲断变形作用,导致盐上层系滑脱变形相对较弱。 展开更多
关键词 砂箱物理模拟 膏盐滑脱层 构造‒沉积耦合 褶皱冲断带 塔里木盆地北缘
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深切河谷区水利枢纽地应力分布规律及其与地质特征的相关性 被引量:1
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作者 张新辉 董志宏 +1 位作者 付平 尹健民 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第9期147-155,共9页
水利枢纽工程区受河谷地形的影响显著,应力场分布复杂。针对东庄水利枢纽工程,采用三维水压致裂法进行地应力测试,结合应力场反演分析,揭示了深切河谷区岩体的应力分布规律,探讨了地质特征对应力场的影响。对比二维水平应力和三维空间... 水利枢纽工程区受河谷地形的影响显著,应力场分布复杂。针对东庄水利枢纽工程,采用三维水压致裂法进行地应力测试,结合应力场反演分析,揭示了深切河谷区岩体的应力分布规律,探讨了地质特征对应力场的影响。对比二维水平应力和三维空间应力特征,空间主应力与水平主应力矢量存在较大的夹角,在地形复杂工程中三维地应力测试更具代表性。泾河河谷区应力场具有明显的分区特征,靠近河谷位置主应力明显偏大,属应力集中区,主应力方向与河谷走向呈大角度相交;而地下厂房区最大主应力与自重应力接近,应力方向主要受西北两侧边坡地形的联合影响,处于应力平稳区。同时,河床底部高程地下水长期连通流动产生溶蚀作用,形成了厂房区底部相对集中的溶孔、溶隙等形迹,为应力释放提供了通道,导致局部应力降低和不均匀分布。 展开更多
关键词 地应力 水利枢纽 水压致裂法 回归反演 深切河谷 地下水溶蚀
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初论矿产勘查系统理论:热液矿床控制映射勘查系统架构 被引量:1
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作者 韩润生 张艳 《地学前缘》 北大核心 2025年第6期411-437,共27页
随着全球矿产资源需求的持续增长,高效勘查已成为保障资源安全的必然选择。当前,矿产资源需求不断攀升,深地探测和物化探技术快速进步,人工智能与信息技术迅猛发展,亟待建立高效的矿产勘查系统理论,尤其是对于广泛分布但难以定位的热液... 随着全球矿产资源需求的持续增长,高效勘查已成为保障资源安全的必然选择。当前,矿产资源需求不断攀升,深地探测和物化探技术快速进步,人工智能与信息技术迅猛发展,亟待建立高效的矿产勘查系统理论,尤其是对于广泛分布但难以定位的热液型矿床。热液型矿床具有构造控制显著、流体来源多元、成矿过程复杂、矿体形态多样、热液蚀变明显、经济价值突出和找矿难度大等特点,其形成与构造作用、岩浆活动或地热系统密切相关,明显受构造环境、流体性质及其物理化学条件控制,在本质上是热液运移沉淀的动力学过程,是构造驱动矿质活化、流体运移和构造“末端”与流体“末端”耦合成矿作用的产物。数十年来,矿床模型在找矿实践中发挥着重要作用,但以此驱动的矿产勘查理论和技术在满足深部找矿勘查需求方面仍面临挑战。为此,本研究综合国内外矿产勘查研究成果和团队大量找矿实践,从矿产勘查系统的内涵出发,引入“映射”(mapping)概念,探讨了成矿构造系统(MTS)、热液成矿系统(HMS)和勘查信息系统(EIS)之间的控制映射关系,初建了热液矿床三元协同的控制映射勘查系统论的基本架构(HD-CMSA)。从时间空间物质能量4个维度,论证了其理论(TFCMS)和技术框架(MFCMS)中需解决的关键科学技术问题和研究内容,以阐明成矿构造系统对热液成矿系统多层次成矿空间的控制作用,勘查信息系统对成矿构造系统和热液成矿系统的多尺度映射关系,并通过实例验证多尺度(矿集区、矿田和矿床)找矿勘查技术方法组合“三部曲”的有效性。本研究为深部隐伏矿床(体)预测和矿产勘查提供了新的理论视角,有望推动矿产资源高效勘查与评价,助力新一轮找矿突破行动。 展开更多
关键词 控制映射勘查系统论架构 成矿构造系统 热液成矿系统 勘查信息系统 找矿勘查技术组合“三部曲”
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深部应力测量技术研发进展与展望
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作者 孙东生 李阿伟 +4 位作者 杨跃辉 吴邦宸 张浩 孙炜烽 李冉 《地质力学学报》 北大核心 2025年第6期1111-1126,共16页
随着“向地球深部要资源、要安全、要空间”国家战略的实施,地应力引发的各类工程灾害在频率和强度上均显著增加,与此同时,在地下储气库和引水隧洞等工程领域,利用最小主应力准则确定上限运行压力,一定程度上可提高地下空间的储存能力... 随着“向地球深部要资源、要安全、要空间”国家战略的实施,地应力引发的各类工程灾害在频率和强度上均显著增加,与此同时,在地下储气库和引水隧洞等工程领域,利用最小主应力准则确定上限运行压力,一定程度上可提高地下空间的储存能力或降低隧洞支护成本。总体而言,地应力在向地球深部进军进程中的重要性愈发突显。然而面向需求,深部应力测量技术尚存在探测能力不足和测量结果可靠性偏低等瓶颈问题,制约了地应力数据在解决构造活动、深部资源开发与地下空间利用等领域中的应用。文章在简要回顾地应力测量技术发展现状的基础上,重点介绍了团队近年来在地应力测量的理论研究、技术研发和应用实践等方面取得的进展与成效,指出了深部地应力测量在理论方法和技术层面面临的挑战,并结合正在承担的深地国家科技重大专项“深部应力探测关键技术与实验”项目,提出了深井应力探测的研究路线和攻关方向——研发高、精、尖的地应力测量技术与装备,构建覆盖震源深度空间的地应力观测技术体系。预期深井原位应力探测技术在地球动力学基础研究、深部资源勘查和灾害预测及防控等领域具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 深地科学 深部资源开发 深地应力 多参数协同测量 5 km原位探测
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准南逆冲褶皱带霍−玛−吐逆冲岩席发育力学机制与模拟实验
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作者 杨庚 陈竹新 +1 位作者 鲁雪松 张欲清 《地质力学学报》 北大核心 2025年第1期8-23,共16页
逆冲岩席发育的力学机制厘定是认识冲断带变形过程的基础与难点。文章以准南冲断带为研究实例,结合力学模型与物理模拟对逆冲岩席发育的力学机制进行探讨。依据地质调查、地震资料解释和钻井资料证实霍-玛-吐背斜核部和南翼发育有逆冲断... 逆冲岩席发育的力学机制厘定是认识冲断带变形过程的基础与难点。文章以准南冲断带为研究实例,结合力学模型与物理模拟对逆冲岩席发育的力学机制进行探讨。依据地质调查、地震资料解释和钻井资料证实霍-玛-吐背斜核部和南翼发育有逆冲断层,断层向南延伸到第一排背斜之下,并形成广泛分布的霍-玛-吐逆冲席体,席体内部基本上无构造变形。霍-玛-吐构造带的钻井资料显示准南逆冲带前缘逆冲断层及滑脱断层均发育在流体压力系数较高的异常超压层中,说明该逆冲岩席属于强干变形席体、弱滑脱断层组合。根据玛纳斯构造带的钻井实测地层压力计算出逆冲断层的上下盘压力系数明显不同,且逆冲断层上盘的流体压力系数在逆冲断层处急剧降低,说明上盘逆冲岩席底部为弱滑脱层,有效分隔了上、下盘流体压力系统。文章依据地震剖面和钻井资料标定获得的霍-玛-吐逆冲岩席变形几何学特征,建立了后缘挤压下逆冲席体变形的简化力学模型,并计算出逆冲席体后缘水平挤压应力与垂直方向的重力比值与逆冲席体几何参数及断层摩擦系数和断坡角之间的数学关系式,分别给出了无流体超压的逆冲席体和含有流体超压滑脱层逆冲席体的数学关系式。为了验证力学模型可靠性,对准南逆冲带中的霍-玛-吐逆冲席体发育特征进行了物理模拟实验研究。结果证实该类型的刚性逆冲席体变形规律前缘逆冲断层发育样式符合地震剖面的构造解释认识,也佐证了简化的力学模型符合实际地质情况。实验结果表明逆冲席体底部大位移是多地段同时发生的小范围位移累积而成大位移,为认识造山带内推覆体或造山带前缘逆冲席体大规模远距离推覆问题提供了理论依据。 展开更多
关键词 准南逆冲褶皱带 霍-玛-吐逆冲岩席 构造超压 力学模型 物理模拟实验
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基于地形应力系数的河谷区域应力表达方法研究
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作者 张占荣 崔岚 +3 位作者 冷先伦 王川 杨闯 李时亮 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期23-31,38,共10页
河谷区域地应力分布规律是开展边坡稳定性研究的基础,亦是控制边坡破坏形态与模式的关键因素。为研究河谷区域地应力分布特征和表达方法,收集了15个已有河谷边坡应力钻孔实测数据,分析河谷应力场的分布与分区特征,进而结合河谷区域的地... 河谷区域地应力分布规律是开展边坡稳定性研究的基础,亦是控制边坡破坏形态与模式的关键因素。为研究河谷区域地应力分布特征和表达方法,收集了15个已有河谷边坡应力钻孔实测数据,分析河谷应力场的分布与分区特征,进而结合河谷区域的地质演化过程,提出河谷应力的表达方法;并在此基础上通过定义地形应力系数、坡高谷宽比、埋深坡高比共3个无量纲量,提出基于地形应力系数的河谷应力三点表述方法;进而采用数值模拟手段,开展25组河谷应力的影响因素研究,给出基于地形应力系数的河谷应力表达式拟合求解方法;最后开展工程案例对比验证。研究结果表明:(1)基于地形应力系数的河谷应力表达方法能有效识别应力的分布规律、分区特征和快速估算应力量值,当坡高谷宽比为4、坡角为80°时,最大地形应力系数约为0.91、埋深坡高比约为0.59、对应的应力量值约为1.91倍的自重应力;(2)当坡高谷宽比相同时,地形应力系数与坡角存在三角函数关系,即在应力降低区和增高区上升段的斜率与坡角余切值呈线性关系、应力增高区的地形应力系数最大值与坡角正弦值呈线性关系、地形应力系数最大值对应的埋深坡高比与坡角余弦值呈线性关系、应力增高区下降段的地形应力系数与埋深坡高比呈指数关系。 展开更多
关键词 河谷应力 地形应力系数 应力表达方法 数值模拟 拟合求解
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中国东北地区侏罗纪—白垩纪侵入(岩)弧大地构造环境与成矿关系探讨
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作者 冯艳芳 李济泽 +4 位作者 金霄 邓晋福 解雅麟 牛露 熊银洪 《地学前缘》 北大核心 2025年第6期338-349,共12页
侏罗纪—白垩纪(J-K),中国东北复合侵入(岩)弧可划分为南北两个侵入(岩)弧,北部为大兴安岭小兴安岭侵入(岩)弧,南部为张广才岭燕辽侵入(岩)弧,侵入(岩)弧岩石组合与矿床分布时空关系密切。大兴安岭小兴安岭侵入(岩)弧呈NE向马蹄形展布,... 侏罗纪—白垩纪(J-K),中国东北复合侵入(岩)弧可划分为南北两个侵入(岩)弧,北部为大兴安岭小兴安岭侵入(岩)弧,南部为张广才岭燕辽侵入(岩)弧,侵入(岩)弧岩石组合与矿床分布时空关系密切。大兴安岭小兴安岭侵入(岩)弧呈NE向马蹄形展布,分外、中、内三个环圈,随时间早→中→晚推移,侵入(岩)弧由外及内的岩石组合依次为:西大翁大锅盔顶子TTG(γδο-γο-γδ)组合→满洲里小兴安岭黑河GG(γδ-γ)组合→牙克石G(γ-ξ)组合。张广才岭燕辽侵入(岩)弧随时间早→中→晚推移,其岩石组合依次为临江抚松绥芬河TTG(γδο-γο-γδ)组合→乌兰浩特林西赤峰承德镶黄旗GG(γδ-γ)组合→西乌珠穆沁旗多伦G(γ-ξ)组合。相对应的构造环境依次为洋俯冲带外带→洋俯冲带主带→洋俯冲带内带,矿种组合依次为金铜→金、铜钼→钼。由此可知,随时间由老变新、空间由洋至陆,岩浆弧的成熟度逐渐升高,相对应的大地构造环境与矿种组合也发生变化,揭示了岩浆弧的时空组成极性与对应矿种的密切联系。西侧蒙古鄂霍茨克洋与东侧饶河蛤蟆通洋、伊佐奈崎洋相向俯冲作用所形成的洋洋会聚格局,以及南缘索伦西拉沐沦长春开山屯蛇绿岩(οφ)代表之洋闭合形成的岩石圈不连续面的再活化作用,导致了东北地区燕山期成矿大爆发。经本文探索研究,预测东北地区可能成为未来铜、金、钼矿产资源大型基地。 展开更多
关键词 侵入岩(弧) 组成极性 成矿环境 中国东北
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合成实验揭示的震源机制与应力信息的统计关系
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作者 李振月 万永革 《地质力学学报》 北大核心 2025年第6期1159-1167,共9页
文章依据应力与断层滑动的关系设计合成实验,系统研究了在同一应力体系下的不同断层上发生地震,这组震源机制的断层节面或P轴、B轴和T轴的空间分布形式能否反映出应力信息的问题。应力信息包括3个主应力的空间方位以及应力形因子(R)。... 文章依据应力与断层滑动的关系设计合成实验,系统研究了在同一应力体系下的不同断层上发生地震,这组震源机制的断层节面或P轴、B轴和T轴的空间分布形式能否反映出应力信息的问题。应力信息包括3个主应力的空间方位以及应力形因子(R)。实验结果表明,在大多数情况下,震源机制的2个节面在空间中的分布范围很广,不能有效地反映出主应力的方向信息,而P轴、B轴和T轴的空间分布可以很好地反映主应力的方向和R值的信息,具体为:受断层破裂条件和本身应力R值的影响,P轴、B轴和T轴的分布可能不是同时丛集或离散的,但不论哪个轴丛集分布,都会分别丛集于主应力σ_(1)轴、σ_(2)轴和σ_(3)轴的周围;若T轴呈现环形分布,可以说明应力的R值较大;P轴和T轴不会出现无规律混乱分布的现象,若实际数据中观察到这种现象,预示着这些数据不适于同一应力背景。研究成果可以用来评估反演应力所使用的震源机制数据是否属于同一应力体系,以及根据P轴、B轴和T轴的分布预测应力结果,对基于震源机制反演应力的方法和应用研究都具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 震源机制 断层节面 P轴、B轴和T轴 应力张量
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地应力测量技术与应用
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作者 陈群策 《地质力学学报》 北大核心 2025年第6期1109-1110,共2页
地应力是存在于地壳中的天然应力,是受构造演化、地形、重力加载、温压环境与流体作用等诸多因素控制的一个二阶张量,是地壳最重要的物理性质之一。作为引发地壳变形、地震孕育与活动以及岩爆等各类工程地质灾害的直接动力源,原位地应... 地应力是存在于地壳中的天然应力,是受构造演化、地形、重力加载、温压环境与流体作用等诸多因素控制的一个二阶张量,是地壳最重要的物理性质之一。作为引发地壳变形、地震孕育与活动以及岩爆等各类工程地质灾害的直接动力源,原位地应力状态的精准获取不仅是地球深部科学探测与地球动力学基础研究的“听诊器”,也是国家深地资源高效开发、重大地下工程安全建设以及地质灾害预测防控的“压舱石”。在国家全面推进“向地球深部进军”的战略背景下,如何精准获取地应力、如何科学解释地应力、以及如何把地应力有效应用到重大科学问题和工程决策中,已成为地球科学与工程技术领域共同面对的关键命题。 展开更多
关键词 二阶张量 地形 地球动力学 深地资源 原位测量
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CO_(2)地质封存盖层力学完整性数值模拟研究
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作者 刘斌 黄甜甜 《石油化工高等学校学报》 2025年第1期33-41,共9页
CO_(2)地质封存是缓解温室效应的重要手段之一。CO_(2)能否安全地储存在地下储层中,在很大程度上取决于盖层的力学完整性。通过建立CO_(2)地质封存流固耦合模型,研究了CO_(2)注入过程中盖层的孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化规律,... CO_(2)地质封存是缓解温室效应的重要手段之一。CO_(2)能否安全地储存在地下储层中,在很大程度上取决于盖层的力学完整性。通过建立CO_(2)地质封存流固耦合模型,研究了CO_(2)注入过程中盖层的孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化规律,分析了CO_(2)注入速率、盖层弹性参数以及地应力因数对盖层发生拉伸破坏和剪切破坏的影响。结果表明,在CO_(2)注入初期,注入井附近盖层底部孔隙压力、垂直位移和有效应力的变化较大,随后趋于平缓;注入井附近的盖层被认为是封存系统最关键的部分,该位置发生力学破坏的风险最大;在CO_(2)注入过程中,注入速率和地应力因数对盖层发生力学破坏的影响最为显著。研究结果可为评估CO_(2)地质封存系统的长期稳定性和安全性提供理论依据。 展开更多
关键词 CO_(2)地质封存 盖层 拉伸破坏 剪切破坏 数值模拟
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初论构造应力-应变系统的复杂性 被引量:3
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作者 万天丰 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2000年第1期161-168,共8页
地球内部构造应力主要集中于岩石圈上层。通过岩石变形的微观机制与宏观表现的研究 ,可以看出 :构造应力应变作用绝不仅仅是一种简单的、线性的力学过程 ,而是多圈层相互作用、受多种物理和化学因素控制的、非线性作用过程。地球构造应... 地球内部构造应力主要集中于岩石圈上层。通过岩石变形的微观机制与宏观表现的研究 ,可以看出 :构造应力应变作用绝不仅仅是一种简单的、线性的力学过程 ,而是多圈层相互作用、受多种物理和化学因素控制的、非线性作用过程。地球构造应力场在不可逆演化过程中是一种具有某种阵发式变化的复杂系统。 展开更多
关键词 构造应力 应变系统 复杂性 变形机制 岩石圈
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软弱层对逆冲构造变形的影响:有限元数值模拟研究
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作者 马佳 何登发 +3 位作者 鲁国 张伟康 黄涵宇 刘驰悦 《地质力学学报》 北大核心 2025年第3期444-457,共14页
软弱层作为沉积盆地中普遍存在的关键构造单元,以低剪切强度、低杨氏模量及显著的塑性流变行为为特征,在构造变形中扮演应力调节与应变分异的角色。四川盆地东南(川东南)地区良村、焦石坝及长宁等地的地震反射剖面显示,在深部逆冲断裂... 软弱层作为沉积盆地中普遍存在的关键构造单元,以低剪切强度、低杨氏模量及显著的塑性流变行为为特征,在构造变形中扮演应力调节与应变分异的角色。四川盆地东南(川东南)地区良村、焦石坝及长宁等地的地震反射剖面显示,在深部逆冲断裂系统上覆层序普遍发育区域性软弱层。为揭示软弱层对逆冲构造变形的动力学控制机制,选取典型的转折断层作为先存断裂构造,设计有/无软弱层的对照试验,采用有限元方法在侧向挤压的条件下进行数值模拟。通过对比分析2组模型的模拟结果,系统研究软弱层在构造运动过程中对构造变形的控制机制,并重点探讨软弱层厚度对上/下构造变形的影响。研究结果表明:软弱层是引发构造分层变形的重要因素,在侧向挤压条件下,软弱层发生塑性流动并伴随局部的增厚与减薄,其对下伏构造变形与应力应变具有显著的吸收作用,从而以软弱层为界产生上/下构造分层差异变形与应力应变解耦的现象;软弱层厚度是控制变形样式的关键参数,软弱层越厚,其上覆褶皱半波波长越长,两翼倾角越平缓,隆升幅度越小,下伏褶皱半波波长越短,两翼倾角越陡倾,隆升幅度越大,分层变形的特征越明显;软弱层越薄,其上/下构造变形越一致。研究成果可为与川东南地区良村、焦石坝以及长宁等具有相同地层特征的地区的构造变形解析与动力学分析提供较好的参考依据。 展开更多
关键词 软弱层 川东南地区 逆冲构造 构造变形 有限元数值模拟
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塔里木盆地富满油田断控缝洞型储层现今地应力特征及应用 被引量:4
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作者 徐珂 张辉 +4 位作者 尹国庆 蔡明金 王朝辉 刘磊 张玮 《地质通报》 北大核心 2025年第2期232-244,共13页
【研究目的】为了明确断控缝洞型碳酸盐岩储层地应力分布特征,提高碳酸盐岩油气的勘探效率和开发效益,【研究方法】基于地质信息、钻井信息、地震资料及地震属性分析,以塔里木盆地富满油田FY210断裂带为例,开展地应力场建模,明确地应力... 【研究目的】为了明确断控缝洞型碳酸盐岩储层地应力分布特征,提高碳酸盐岩油气的勘探效率和开发效益,【研究方法】基于地质信息、钻井信息、地震资料及地震属性分析,以塔里木盆地富满油田FY210断裂带为例,开展地应力场建模,明确地应力分布模式,分析断裂力学有效性,并提出基于地应力分析的储层品质评价方法和提产对策。【研究结果】结果表明:①断控缝洞型碳酸盐岩储层的非均质性强,断层、裂缝、孔洞造成局部应力场发生异常变化,洞体的地应力场呈“壳式”分布特征,外部强应力壳体表现为应力集中,内部低值区为有利储层体,可根据地应力变化反推断层-裂缝-孔洞发育情况;②高应力部位属于不利的钻探目标,具高应力特征的储层渗透性较差,且钻井过程中会出现井壁垮塌,应通过大规模改造、加深或者侧钻方式避开这类部位;③除常规岩石物理参数外,地应力、断裂活动性、可压裂性等地质力学属性也是影响断控缝洞型碳酸盐岩储层品质和产能的重要因素。【结论】超深断控油气藏井位部署和井轨迹优化应充分考虑地应力相关因素,并兼顾储层改造效率,促进单井提产和油藏效益开发。 展开更多
关键词 超深层 断控缝洞型储层 地应力 地质力学 储层品质 富满油田
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中国深层/超深层油气勘探储层地质力学研究进展、挑战及展望 被引量:6
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作者 尹帅 张子阳 +10 位作者 王濡岳 刘翰林 许自强 王敏捷 刘寅 刘敬寿 徐珂 鞠玮 冯少柯 何建华 王茂森 《天然气工业》 北大核心 2025年第4期33-47,共15页
中国深层/超深层油气资源丰富,是未来油气增储上产的重要领域,开展储层地质力学研究可以为深层/超深层油气勘探开发提供重要技术支撑。为此,通过系统总结深层/超深层储层地质力学勘探进展与研究成果,探讨了该领域存在的挑战与未来发展... 中国深层/超深层油气资源丰富,是未来油气增储上产的重要领域,开展储层地质力学研究可以为深层/超深层油气勘探开发提供重要技术支撑。为此,通过系统总结深层/超深层储层地质力学勘探进展与研究成果,探讨了该领域存在的挑战与未来发展方向。研究结果表明:①“岩石力学层”是储层地质力学评价的核心,其包含岩石力学参数、地应力、地层压力、裂缝系统及脆性5个关键要素,共同控制了深层岩体变形、运动及破坏等复杂地质力学作用过程。②板块相互作用及地幔对流为构造体系的形成提供了驱动力,构造体系为岩石力学层演变提供了特定构造条件和应力场背景。③深层/超深层油气运聚受控于地质力学作用过程,表现为“构造应力—流体势能—断缝系统联合控制流体运移路径;超压大幅度抵消上覆载荷及热应力,水平应力差较小;中性面原理适用于深层变形岩体裂缝预测,裂缝对深层油气聚集起正向作用;高热流值、深部流体注入、异常高压能增加流体势能,促进油气成藏”。结论认为,深层/超深层油气勘探中储层地质力学研究面临诸多挑战,未来发展应重点聚焦于4方面:①新技术、新方法、新理论的不断发展;②多尺度全维度地应力—裂缝信息融合的地质力学模型的创新构建;③地质—工程一体化视角四维储层地质力学云平台的开发;④新质生产力创新驱动下人工智能技术的赋能及广泛应用。 展开更多
关键词 深层/超深层 油气勘探 储层地质力学 岩石力学层 研究进展 面临挑战 技术展望
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总系统刚度法在水力裂缝闭合压力测定中的应用 被引量:1
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作者 杨跃辉 孙东生 +6 位作者 吴邦宸 李阿伟 李冉 秦向辉 孙炜锋 孟文 陈群策 《地质力学学报》 北大核心 2025年第6期1168-1176,共9页
水压致裂法是应用最为广泛的岩体原位应力测量方法之一,也是国际岩石力学学会推荐的地应力测试方法。基于压降曲线解释裂缝闭合压力以确定最小(水平)主应力是该技术的重要研究内容。然而,传统解释方法主要依赖于利用切线或最优拟合的方... 水压致裂法是应用最为广泛的岩体原位应力测量方法之一,也是国际岩石力学学会推荐的地应力测试方法。基于压降曲线解释裂缝闭合压力以确定最小(水平)主应力是该技术的重要研究内容。然而,传统解释方法主要依赖于利用切线或最优拟合的方式分析压力衰减率,导致分析结果高度依赖数据时间窗口的范围,且无法识别出具有明确物理意义的压裂缝闭合过程,给闭合压力分析以及地应力测量结果带来一定不确定性。文章介绍了一种基于总系统刚度(TSS)演化特征确定闭合压力的新方法。该方法可将压力衰减曲线有效转换为总系统刚度曲线,从而更好地考虑压裂缝闭合的响应特征。利用TSS方法对多个来自不同钻孔、不同岩性和不同深度的水压致裂实测曲线进行严格分析,结果表明该方法具有较好的适用性。关泵后总系统刚度的演化可分为3个主要阶段,其特征可用于识别闭合压力的上下限,并评估压力曲线是否适用于获取原位应力信息。TSS方法的主要优势在于,其为裂缝闭合过程的开始和结束提供了明确的物理定义,因此与传统方法相比,该方法确定的闭合压力对时间窗口选择的敏感性降低。此外,TSS方法仅依赖于压力数据,无需任何拟合或外推。预期该方法在与水力压裂相关的原位应力分析中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 地应力 水压致裂 压力瞬态分析 闭合压力 总系统刚度
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西藏某陡顺倾岩质边坡变形破坏机制分析 被引量:1
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作者 孙巍锋 赵冠华 +4 位作者 兰恒星 晏长根 包含 刘世杰 吴兴建 《工程地质学报》 北大核心 2025年第1期341-355,共15页
为揭示西藏陡顺倾岩质边坡变形破坏机制,结合现场边坡调研与InSAR分析揭示了边坡变形时空规律,从定性与力学角度分析了边坡变形破坏机制与临界条件。研究结果表明:垂直开挖高度较大且岩性较差边坡区有显著的岩层外鼓、坡面片状剥落、岩... 为揭示西藏陡顺倾岩质边坡变形破坏机制,结合现场边坡调研与InSAR分析揭示了边坡变形时空规律,从定性与力学角度分析了边坡变形破坏机制与临界条件。研究结果表明:垂直开挖高度较大且岩性较差边坡区有显著的岩层外鼓、坡面片状剥落、岩层缺失与裂隙发育现象,表明曾产生岩层滑塌破坏且稳定性欠佳;在植被生长、枝叶掉落、卸荷回弹、积雪覆盖与冻胀等影响下,坡顶自然斜坡区出现了最大介于30~40 mm的正变形区,而在卸荷、降雨、气温与片状剥落等影响下,边坡开挖区坡面则出现了最小介于-30~-20 mm的负变形区;监测点变形量历时曲线类型可分为上升型、稳定型与下降型3大类,且上升型与下降型曲线还可分别细分3个亚类与4个亚类;开挖前后的边坡经历了卸荷回弹阶段、岩层塑性变形阶段与岩层压坏滑移阶段,而缺失岩层归因于坡脚因蠕变被压缩破坏后引发的上部岩层剪切滑移;开挖区坡面一些监测点变化表现出不稳定蠕变曲线的迹象,为防止边坡主控岩层在极端降雨或强震下可能产生破坏,宜采用锚杆、锚索或削坡对危险岩层进行加固处理;推导了主控岩层压应力与临界自稳高度的理论解析式,临界自稳高度与单轴抗压强度、相邻主控岩层间抗剪强度参数成正比,而与地震加速度以及主控岩层的倾角、密度与厚度成反比。研究结果可为类似陡顺倾岩质边坡成灾的机制认识与稳定分析提供一定参考。 展开更多
关键词 陡顺倾岩质边坡 变形破坏机制 INSAR 岩层压应力 临界自稳高度
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新型地质力学模型试验相似材料的研制 被引量:185
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作者 王汉鹏 李术才 +2 位作者 张强勇 李勇 郭小红 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1842-1847,共6页
正确选择相似材料是能否正确模拟工程原型的关键。在调研相似材料研究现状的基础上,分析相似材料选择与组合的原则。借鉴前人的经验,通过大量的配比试验,研制出一种新型的相似材料铁晶砂胶结料(IBSCM),这种材料用铁精粉、重晶石粉、石... 正确选择相似材料是能否正确模拟工程原型的关键。在调研相似材料研究现状的基础上,分析相似材料选择与组合的原则。借鉴前人的经验,通过大量的配比试验,研制出一种新型的相似材料铁晶砂胶结料(IBSCM),这种材料用铁精粉、重晶石粉、石英砂作为骨料,松香、酒精溶液作为胶结剂,石膏作为调节剂混合而成。材料力学试验表明,新材料具有容重高、抗压强度与弹性模量低、性能稳定、易于购买,价格便宜、易干燥、易于加工堆砌以及可重复使用的特点,可模拟范围较广的岩体材料,是一种比较理想的地质力学模型相似材料。 展开更多
关键词 地质力学 相似材料 试验研究 模型试验 相似准则
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胶东金矿集中区构造体系多层次控矿规律研究 被引量:57
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作者 吕古贤 郭涛 +9 位作者 舒斌 申玉科 刘杜鹃 周国发 丁岳祥 武际春 赵可广 孙之夫 郑小礼 哈本海 《大地构造与成矿学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期193-204,共12页
提出中新生代东亚大陆与西太平洋带活动带相互关联的构造剪切带即是NNE向新华夏系巨型构造带。胶东金矿集中区产生于洋-陆过渡关联的该NNE向构造剪切带。对胶东构造体系进行了进一步研究,指出胶东中生代主要发育新华夏体系和华夏式构造... 提出中新生代东亚大陆与西太平洋带活动带相互关联的构造剪切带即是NNE向新华夏系巨型构造带。胶东金矿集中区产生于洋-陆过渡关联的该NNE向构造剪切带。对胶东构造体系进行了进一步研究,指出胶东中生代主要发育新华夏体系和华夏式构造系,而纬向构造体系,即EW向构造不发育。在此基础上,对胶东金矿集中区构造控制矿带、矿床、矿脉、地球化学分布和物理化学条件等不同层次特征加以分析,提出了胶东金矿成矿期构造具有多层次控矿特点,新华夏系NEE向泰山式构造控制胶东区域金矿带的展布;新华夏系NNE向区域剪切带控制金矿田产生部位;构造带断裂性质控制金矿矿床类别;构造断裂带的产状控制矿床矿体的倾伏侧伏规律;剪切构造两盘的运移特点和断裂组合形式控制矿脉的分布规律;构造变形岩相带控制构造地球化学特征;构造控制水岩系统成矿物理化学条件等认识。成矿构造研究、测量和资料分析证实,成矿阶段构造应力场最大主应力和最小主应力轴面是近于水平的,而中间主应力接近于垂直;区域成矿期应力场呈水平反钟向扭动剪切状,具有新华夏系应力场特征。从中生代应力场分析发现,除了区域反钟向挤压剪切构造特征外,主要成矿阶段构造环境还表现出应力松弛和拉张的特点,有普遍的断裂上盘下滑的构造成矿的特征。 展开更多
关键词 胶东金矿 构造控矿 新华夏系构造体系 构造变形岩相带 构造地球化学 构造物理化学
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