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期刊信息/Journal information
地质力学学报
中国地质科学院地质力学研究所
地质力学学报

中国地质科学院地质力学研究所

龙长兴

季刊

1006-6616

dzlxdzlx@163.com

010-68422368

100081

北京海淀民族学院南路11号

地质力学学报/Journal Journal of GeomechanicsCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中国地质科学院地质力学研究所主办的公开发行的学术期刊,以弘扬李四光学术思想,"求实、创新、发展"为办刊宗旨,主要报导地质力学基础研究和应用研究方面的学术论文,包括壳、幔结构演化与构造带的成生发展、地质构造与矿产资源、岩石力学与构造应力场、构造运动与地球动力学,特别是地质环境与地质灾害的防治,石油能源地质和第四纪地质新构造等方面的重要成果。
正式出版
收录年代

    北山东南部早白垩世伸展构造变形:二维反射地震剖面解释与磷灰石裂变径迹测年的制约

    刘奎陈宣华王德润顾文沛...
    377-393页
    查看更多>>摘要：为深入认识中亚造山带南缘晚中生代陆内变形过程及其动力学机制,通过野外地质观察、二维反射地震剖面解释及磷灰石裂变径迹测年,对北山东南部早白垩世伸展构造及早期挤压构造进行了详细解析.结果表明,一系列逆冲断层与褶皱构造造成下—中侏罗统发生强烈的挤压变形.地震剖面揭示出2条早白垩世伸展正断层,其中梭梭井断层为南东倾向的低角度铲式正断层,五道明断层为北西倾向的高角度正断层,二者共同切割了早期形成的褶皱-冲断系统,指示挤压-伸展构造的转换;梭梭井断层与五道明断层分别限定了早白垩世总口子盆地的北西和南东边界,使得其具有"地堑"样式,盆地内沉积的下白垩统生长地层发育,表明伸展正断层的活动时间为早白垩世晚期.磷灰石裂变径迹热史模拟结果显示,梭梭井断层下盘于 132～110 Ma经历了快速冷却和剥露事件,该事件与其持续的正断层活动密切相关,进一步证实北山东南部晚中生代挤压-伸展构造的转换很可能发生在早白垩世晚期(133～129 Ma).增厚地壳的重力垮塌与局部地幔上涌共同导致了中亚造山带南缘早白垩世的区域伸展作用.

    北山早白垩世伸展构造变形磷灰石裂变径迹挤压-伸展构造转换

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    基于阵列声波测井估算碳酸盐岩储层岩石力学和地应力参数——以顺北4号带为例

    刘军黄超周磊陈群...
    394-407页
    查看更多>>摘要：地质力学分析在油气藏勘探开发过程中发挥着重要作用,顺北油气田中—下奥陶统一间房组—鹰山组储层地应力研究相对滞后.对比分析了顺北 4号带下古生界中—下奥陶统一间房组—鹰山组碳酸盐岩不同类型储层的岩石力学和地应力特征,同时探讨了微观颗粒结构对碳酸盐岩储层地应力和岩石力学参数的控制作用,为顺北地区超深层碳酸盐岩储层评价提供了基础地质依据.基于弹簧组合模型,通过岩石力学实验和阵列声波测井确定了岩石力学和地应力特征,通过铸体薄片和X射线CT扫描表征碳酸盐岩的微观孔隙结构.研究结果表明:顺北 4号带一间房组—鹰山组杨氏模量分布在 50～89 GPa,抗压强度在 99～136 MPa,泊松比在 0.25～0.32;地层最大水平主应力为 200～225 MPa,最小水平主应力为125～160 MPa.一间房组—鹰山组碳酸盐岩不同类型储层的岩石力学参数和地应力存在明显差异,从Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类到非储层段碳酸盐岩的杨氏模量、抗压强度和最大水平主应力明显增大,而泊松比和最小水平主应力变化不大.相比于一间房组—鹰山组泥晶灰岩,砂屑-生屑灰岩方解石颗粒较大,颗粒黏结程度降低,导致岩石抗压强度和杨氏模量减小;砂屑-生屑灰岩部分方解石颗粒呈次圆状或圆状,颗粒三维空间球度较大,颗粒之间咬合作用减弱,使得岩石的抗压强度和杨氏模量减小;砂屑-生屑灰岩存在大量的孔隙和裂缝,灰岩易沿着潜在的微裂缝面或者颗粒接触面摩擦滑动甚至破裂,同样导致岩石抗压强度和杨氏模量减小.此外,一间房组—鹰山组泥晶灰岩受热液作用影响,部分白云石交代为石英,导致泥晶灰岩的抗压强度和杨氏模量增加.岩石的宏观力学特征和岩石力学参数受岩石微观颗粒结构的制约,一间房组—鹰山组杨氏模量、抗压强度和最大水平主应力低值区即为顺北 4号带优势储层发育区带.

    顺北4号带碳酸盐岩岩石力学参数地应力

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    柴东地区欧南凹陷上石炭统地震相及沉积展布特征

    陈程王利赵为永唐建超...
    408-418页
    查看更多>>摘要：柴达木盆地东部欧南凹陷石炭系是新区、新层系油气勘探重点区域,钻井和露头揭示平面上上石炭统沉积特征差异大,沉积相展布特征认识不清,影响着柴东地区上石炭统油气勘探的部署.文章利用欧南凹陷二维地震资料,分析其地震反射内部结构和外部几何形态特征,在欧南凹陷上石炭统内共识别出平行席状地震相、亚平行席状地震相、丘状地震相、楔状地震相、斜交前积地震相和杂乱状地震相6种,并对其特征进行了详细的描述,建立了欧南凹陷上石炭统地震相的平面组合图;综合区域地质资料、露头、测井和地震资料,在地震沉积学和大陆架沉积理论的指导下,建立了欧南凹陷上石炭统地震相与沉积相之间的联系,并预测了其沉积相的展布特征.研究结果表明,上石炭世欧南凹陷由东向西依次发育河流-三角洲平原沉积体系、三角洲前缘沉积体系和前三角洲-深水陆棚沉积体系.

    地震相沉积相欧南凹陷上石炭统柴达木盆地

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    气顶砂岩油藏型储气库运行上限压力和库容量定量评价研究

    胡彩云李聪杨智斌贾倩...
    419-426页
    查看更多>>摘要：提高运行上限压力是增加储气库工作气量最直接、最有效且综合效益最优的方案.通过在矿场井中原位实测得到的最小主应力,对冀东南堡油田 1-29气顶砂岩油藏型储气库的运行上限压力和库容量进行了定量评价,研究结果表明:基于最小主应力准则,盖层发生拉张破坏对应的上限压力最低,即根据实测最小主应力确定南堡油田1-29储气库的运行上限压力为27.2 MPa.基于有效库容计算模型,综合考虑气层含水量、残余水和边缘孔隙以及油层的波及系数、气驱液效率和含油空间利用率等因素,将上限压力从原始地层压力 22.5 MPa提升到 27.2 MPa,储气库的有效库容从 15.46×108 m3 增加到 18.14×108 m3,库容量增加约 17.3%,预期可显著提升储气库的经济效益.研究成果对其他地下储气库运行上限压力和库容量定量评价具有一定参考价值.

    南堡1-29气顶砂岩油藏地下储气库地应力上限压力库容

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    桂西隆林-西林锑金矿集区成矿控制因素探讨

    刘小虎王新宇肖昌浩张文高...
    427-442页
    查看更多>>摘要：华南锑成矿省锑资源储量占全国 83%以上,位于成矿省西南部的滇黔桂锑矿带是华南锑成矿省的重要组成部分.文章以滇黔桂锑矿带中部桂西隆林-西林锑金矿集区为例,系统分析了区内 82个矿床(点)的赋矿层位、赋矿围岩岩性、容矿构造特征及锑、金矿床共伴生关系,结合 3个典型矿床调查及岩浆岩时空分布,探讨锑成矿作用与碎屑岩、岩浆岩的成因联系.研究结果表明:具有高锑背景值的炭质泥页岩和富黄铁矿砂岩是研究区锑成矿的有利岩性,为锑成矿提供了物质来源.岩浆作用对锑成矿既可以起到直接作用(Sb和S来源)也可以起到间接作用(热源),两者均有利于锑矿床的形成.容矿构造分析显示研究区经历了印支期南北向挤压,随后叠加中晚侏罗世北西—南东向挤压.北西西—南东东向和北东—南西向断裂及其交汇处是有利的容矿空间.隆林-西林矿集区锑、金矿床统计显示,区内以独立的锑、金矿床为主,暗示研究区锑、金成矿流体可能多为不同来源流体.在上述研究基础上,文章提出桂西隆林-西林锑金矿集区勘查有利区域:新州背斜核部下泥盆统郁江组炭质泥页岩和富黄铁矿粉砂岩是锑矿勘查的重点层位;隆林县弄桑-石家寨北西西—南东东向断裂带内隐伏岩体周边和西林县北西西—南东东向斗皇-西林断裂与北东—南西向断裂的交汇部位是锑矿勘查的有利区域.以上成果为研究区内锑金矿床成因和成矿规律认识提供新的思考,为区内锑矿床勘查提供方向.

    锑成矿物质来源锑金共存关系晚侏罗世长英质岩脉隆林-西林矿集区滇黔桂锑矿带华南

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    2022年6月10日四川马尔康MS6.0震群同震地质灾害发育特征及其控制因素分析

    孙东覃亮蒙明辉杨涛...
    443-461页
    查看更多>>摘要：为了揭示震群型同震地质灾害的分布规律和特征,理清不同类型地震诱发地质灾害的差异性,进一步认识巴颜喀拉地块周边和内部的地震风险,从而高效指导地震诱发次生地质灾害预测与防治工作,文章以2022年马尔康MS6.0震群同震地质灾害为研究对象,通过对震群序列数据、区域构造环境研究成果、区域地壳形变研究数据、震后短期内的地质灾害数据等进行系统分析研究,揭示马尔康MS6.0震群的区域和深部构造环境、同震地质灾害的主控因素.结果表明:马尔康MS6.0震群是发生在周缘边界活动性极强的巴颜喀拉地块内部次级断裂上强震空区内的深部粘滑型地震,多次震级相近的地震可能是由于松岗断裂的次级断裂破裂和之间的隔堤相继破裂的结果;地震新增地质灾害隐患 83处,导致地质灾害隐患点变形加剧 106处,并诱发了多处高位滑坡和系列震裂山体,震后震中草登乡地质灾害极高、高、中风险区面积分别占比 1.62%、4.80%和 12.37%;地震诱发同震地质灾害的控制因素由主到次为发震断裂及其关联断裂、地震震级及能量衰减、地形坡度及高差、岩体结构及结构面密度.此次发震的松岗断裂与龙日坝活动断裂交切区未来强震风险高,发震断裂及与其有联动效应的断裂周边在地震时发生地质灾害风险高.

    马尔康地震地震构造松岗断裂同震地质灾害青藏高原东缘巴颜喀拉地块

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    基于岩石CT扫描的冻融作用对花岗岩细观结构及力学强度影响研究

    侯圣山何箫孟宪森陈亮...
    462-472页
    查看更多>>摘要：近年来随着西部地区的基础工程建设数量及规模不断增加,西部高原地区的季节性冻融循环效应的影响也随之增强,开展冻融循环作用下岩石细观特性及强度劣化性质研究对指导西部寒区基础工程建设至关重要.首先在偏光显微镜下对岩石薄片进行观察,获取岩石的矿物成分和微结构;接着利用CT扫描技术,对冻融后的花岗岩进行扫描,对扫描图层利用阈值分割进行二值化处理,堆叠得到样品内外结构的高分辨 3D数据及影像;结合分形理论计算图像计盒维数并由此对图像复杂度做出量化判断,由此对冻融循环对花岗岩内部结构演化分布特点进行分析;进而揭示其强度演化规律,探究结构演化与强度之间的关系.偏光显微镜下,岩石呈块状构造,具有似斑状粗粒不等粒花岗结构,局部见交代蠕虫结构.似斑晶矿物主要为碱性长石;其他矿物粒径0.25～4.0 mm为主,矿物成分主要为石英、斜长石、碱性长石,次要矿物为黑云母、绿帘石,副矿物有磷灰石、锆石、黄铁矿等,镜下鉴定为似斑状粗粒不等粒黑云二长花岗岩.CT扫描显示,冻融循环效应在影响花岗岩细观结构时,会导致花岗岩内部孔隙率的整体上升,但岩石渗透性变化不大,岩石渗透率仅上升 0.003×10-3 μm2;内部孔隙发育不均匀,试样整体结构改变以萌生较多新的微孔隙为主.冻融循环后岩石内部结构复杂度有所下降,但岩石整体完整性仍然较好,分形维数仍保持在较高水平.分形研究显示,20次冻融循环并未导致花岗岩的结构复杂度发生较大变化,同时试样整体力学特性出现下降,黏性增加以及长期强度出现较大幅度的衰减,进入蠕变试验阶段的应变阈值提高.在评价此类原生结构较致密的岩石的安全性时,仅从结构上进行考量与实际情况往往会出现偏差,应结合必要的强度指标综合评估.岩石在经历冻融循环后,在强度更低的同时会发生更大的变形.该研究可为分形理论在岩石细观结构演化方面的应用及岩石细观结构与强度演化相关研究提供借鉴,并对高寒地区工程施工有指导意义.

    冻融循环阈值分割CT模型分形维数结构演化长期强度

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    山东龙郓煤业10·20冲击地压事故区域应力背景与防控研究

    孟静张鹏王继明丰成君...
    473-486页
    查看更多>>摘要：矿山巷道、交通隧道等地下硐室围岩稳定与岩体所处区域地应力环境息息相关.分析区域深部地应力与地下硐室走向、形状等因素的关系,有助于提前规避硐室开挖风险.文章以山东龙郓煤业10·20冲击地压事故为背景,通过地应力测量与监测工作,初步揭示了山东西部地壳浅表层现今地应力环境,结合龙郓煤业矿区附近现今地应力场特征,探讨此次冲击地压事故产生的区域应力背景,并从地应力角度提出相应的防控建议.研究结果表明:测量深度范围内主应力大小总体上与深度成正比线性关系,最大水平主应力值为 3.48～20.76 MPa,随深度增加梯度为 0.0182 MPa/m;最小水平主应力值为3.44～14.95 MPa,随深度增加梯度为 0.0130 MPa/m;区内最大水平主应力方位为北东 43°～89°,平均方位为北东 75°;地壳浅表层构造作用以水平构造作用为主,但随着深度的增加,逐渐向垂直构造作用转变;龙郓煤业 10·20冲击地压事故的诱发机制主要是垂向应力大于水平主应力,现今处于拉张应力环境,尤其是巷道走向平行于最大水平主应力方向;建议龙郓煤业巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角为60°～90°,同时巷道顶板可以采用拱形顶板,确保巷道岩体稳定.

    山东西部冲击地压地应力测量与监测地应力场特征岩体稳定性

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    东南极米洛半岛尖晶石-堇青石麻粒岩变质作用与年代学研究

    刘昕淑王伟保红龚庭楠...
    487-505页
    查看更多>>摘要：东南极普里兹构造带被认为受到格林维尔期及泛非期两期构造热事件的影响,分别与罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆的演化密切相关,但对两期构造热事件的性质还存在争议.为了进一步完善该构造带的演化历史,从矿物学、岩石学、相平衡模拟、锆石年代学等角度对普里兹构造带米洛半岛尖晶石-堇青石麻粒岩进行了研究.结果表明其主期矿物组合为尖晶石+堇青石+黑云母+矽线石+少量石榴子石+钾长石+钛铁矿,温压条件为 870～910℃、0.64～0.69 GPa,晚期退变至 810～820℃、0.49～0.53 GPa,并暗示了更高的峰期变质条件(T>910℃,P>0.69 GPa).CL图像显示锆石具有明显的核-幔-边结构,LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析显示核部年龄主要集中在 613±7 Ma到 877±9 Ma,最大值 916±11 Ma,比典型的格林维尔期年龄年轻.锆石边部加权平均年龄为 526±8 Ma,其 Th/U比值范围较大(0.06～1.23),多数Th/U比值较高(>0.1),应代表峰后冷却结晶阶段.尖晶石-堇青石麻粒岩记录了中低压/高温—超高温的变质条件,结合区域已有资料,可能具有顺时针轨迹,其变质演化历史可能反映了碰撞造山之后的伸展阶段,推测与冈瓦纳超大陆的聚合过程有关.

    东南极尖晶石-堇青石麻粒岩P-T轨迹高温—超高温变质相平衡模拟

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    柴北缘尕海南山晚志留世—晚泥盆世火山岩浆组合对早古生代造山后伸展时限的约束

    高万里王宗秀吴林江万...
    506-518页
    查看更多>>摘要：柴达木盆地北缘(柴北缘)构造带经历了早古生代的大洋俯冲到大陆俯冲,形成了广为人知的柴北缘超高压变质带.早古生代造山带何时开始垮塌一直存在争论,火山岩和侵入岩作为深地岩石探针能为约束地壳活动提供关键制约.应用锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和Lu-Hf同位素方法对柴北缘东段尕海南山地区出露的牦牛山组火山碎屑岩和侵入其中的花岗岩开展研究.锆石U-Pb年代学结果显示,牦牛山组火山碎屑岩的形成时代约为 423 Ma,侵入其中的花岗岩的形成时代为 370 Ma,表明火山岩喷发的年龄在晚志留世,后期侵入的花岗岩结晶年龄为晚泥盆世;锆石Lu-Hf同位素结果显示,晚志留世熔结凝灰岩εHf(t)值集中在-11.5～-8.3,其两阶段Hf模式年龄集中在 1945～2133 Ma,显示火山岩主要源于古老地壳物质熔融;而晚泥盆世侵入的花岗岩的 εHf(t)值分布在 3.9～9.1,其两阶段的 Hf模式年龄集中在792～1118 Ma,显示花岗岩主要源于中—新元古代地壳物质的部分熔融.结合对区域地质、岩石学等资料的综合分析认为,晚志留世—早泥盆世时期,大陆深俯冲导致的强烈造山作用造成柴北缘地壳发生明显加厚,加厚的欧龙布鲁克地壳基底发生部分熔融,形成了该时期的火山岩;晚泥盆世时期,加厚地壳的拆沉作用导致软流圈地幔上涌,引发区域地壳伸展,上涌的软流圈物质与地壳相互作用并发生部分熔融作用.因此区域牦牛山组形成时代跨度较大,不能笼统地用牦牛山组代表造山结束的时限,晚泥盆世岩浆岩的出现才预示着柴北缘地区进入显著的地壳伸展状态.

    青藏高原晚古生代柴达木盆地北缘火山-侵入岩构造背景

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