古、今构造应力场研究方法
利用平衡剖面快速判定盆地区域古构造应力方向――一种分析古构造概要

第29卷第6期石油雾劈沾质 V01.29.No.6 2007年12月PETROLEUM GEOLOGY&EXPERIMENT Dec..2007文章编号:1001--6112(200706一0633一04利用平衡剖面快速判定盆地区域古构造应力方向一种分析古构造应力方向的新方法佟彦明1’2,钟巧霞(1.中国地质大学资源学院,武汉430074;2.斯伦贝谢(中国DCS,北京100004;3.西南石油大学经济管理学院,成都610500摘要:确定古构造应力方向是盆地古构造应力场研究中一个非常重要的内容,该文提出了一种分析盆地古构造应力方向的新方法。
首先利用平衡剖面技术,计算盆地在各地质时期不同方向上的形变率,然后借鉴材料力学中利用应变花求取主应力方向的办法,将盆地在3个不同方向上的形变率等同于应变花的3个线应变,进而利用相应公式求得盆地的古构造应力方向。
利用该方法求得胶莱盆地白垩纪莱阳期、青山期和王氏期的第一拉张主应力方向分别大致为北东一南西、北西一南东和南一北向,这与由其他传统地质方法分析得到的结果对应性良好,说明该方法是实际可行的。
此外。
形变率在不同方向剖面上的变化趋势可反映盆地的力学性质,因此该方法还有助于判定盆地类型和成盆机制。
该方法具有方便、快捷的特点,并且不受地层出露情况的制约。
关键词:古构造应力方向;古构造应力场;平衡剖面;白垩纪;胶莱盆地中图分类号:TEl21.2文献标识码:AFAST DETERMINATIoN OF BASIN’S PALE0-TECTONICSTRESS DIRECTION BY BALANCED CROSS SECTION—A NEW METHoD T0ANALYZE PALEO—TECTONIC STRESS DIRECTION T ong Yanmin91”, Zhong Qiaoxia3(1.Faculty of Resources,China University of Geosciences,Wuhan,Hubei 430074,China;2.Schlumberger(ChinaDCS,Beijing 100004,China;3.School of Business Administration,Southwest Petroleum University,Chengdu,Sichuan 610500,ChinaAbstract:To determine the direction of paleo-tectonie stress is a very important matter for basin’S paleo-tectonic stress field research.A new method has been brought forward to analyze paleo-tectonic stress direction.Firstly,the balanced cross section techn ique is applied to obtain basin’S deformation.rates in different directions during each geological stage.Then,the strain rosette method is employed to calcu-1ate principal stress direction in mechanics of materials.Further。
四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征

第36卷第1期2024年1月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSV ol.36No.1Jan.2024收稿日期:2023-07-25;修回日期:2023-09-01;网络发表日期:2023-11-13基金项目:中国石油化工股份有限公司科技项目“白马地区常压页岩气富集高产机理与目标评价”(编号:P21087-1)资助。
第一作者:包汉勇(1981—),男,博士,研究员,主要从事油气勘探开发综合研究工作。
地址:(430223)湖北省武汉市东湖高新区大学园路18号勘探开发研究院。
Email :**********************。
文章编号:1673-8926(2024)01-0014-09DOI :10.12108/yxyqc.20240102引用:包汉勇,刘超,甘玉青,等.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征[J ].岩性油气藏,2024,36(1):14-22.Cite :BAO Hanyong ,LIU Chao ,GAN Yuqing ,et al.Paleotectonic stress field and fracture characteristics of shales of OrdovicianWufeng Formation to Silurian Longmaxi Formation in southern Fuling area ,Sichuan Basin [J ].Lithologic Reservoirs ,2024,36(1):14-22.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征包汉勇1,刘超1,甘玉青1,薛萌2,刘世强2,曾联波2,3,马诗杰2,罗良2(1.中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院,武汉430223;2.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京102249;3.北京大学能源研究院,北京100871)摘要:通过岩石力学实验、声发射实验和地震资料综合解释,利用有限元数值模拟方法,对涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组海相页岩古构造应力场进行了数值模拟,并结合岩心实测结果,预测了构造裂缝的发育特征。
构造应力场与断层活动关系研究

构造应力场与断层活动关系研究地球是一个充满活力的行星,其表面上的构造和断层活动是地球内部动力学作用的表现。
构造应力场是指地壳内各个构造单元之间的相互作用所产生的力场,而断层活动则是构造单元之间的相对移动行为。
研究构造应力场与断层活动的关系,对于了解地壳运动规律、预测地震灾害具有重要意义。
一、构造应力场的产生机制构造应力场的产生包括地球内部热对流、板块运动和地壳形变等多种因素。
首先是地球内部的热对流。
地球内部的热量通过地幔对流和板块运动的形式向外传导,导致地壳不断发生变形。
其次,板块运动也是构造应力场产生的主要原因。
地球的外固壳被分为多个大板块和小板块,它们相对运动,不断产生位错和应力,导致构造应力的积累。
此外,地壳形变也是构造应力场生成的重要驱动力。
地壳形变包括地震、岳陡标志与构造样貌等方面。
二、断层活动与构造应力场的关系断层活动是指岩石沉积物体发生断裂破坏,使岩层发生位移或滑移的现象。
断层的形成是构造应力场释放的结果。
在构造应力场的作用下,地壳会积累局部的应力,当超过岩石本身的强度时,就会导致岩石的破裂,形成断层。
其中,断层的滑动方式分为几种,包括水平走滑断层、倾覆断层、逆冲断层等。
断层活动的强度和频率与构造应力场有密切的关系。
当构造应力积累到一定程度时,断层就会发生滑动,释放应力。
因此,研究构造应力场的特征和变化,可以预测和理解断层活动的规律。
三、构造应力场与地震灾害的关系地震灾害是由地壳内部的构造应力超过岩石强度导致断层滑动而引起的。
研究构造应力场与地震的关系,对于地震的预测和防灾具有重要的意义。
构造应力场是地震发生的动力来源,通过研究该应力场的特征,可以了解何种构造环境最容易发生地震。
例如,在强烈的构造应力场作用下,大断层会产生大规模的地震。
此外,通过对构造应力场的研究,人们还可以了解地震的频率和强度的演化规律,为地震预测和灾害应对提供依据。
四、构造应力场与岩石变形的研究构造应力场是导致岩石变形和岩石力学性质变化的主要因素。
鄂西荆门地区志留系龙马溪组古构造应力场研究及裂缝预测

鄂西荆门地区志留系龙马溪组古构造应力场研究及裂缝预测张斗中;陈孔全;汤济广;庹秀松;马帅【期刊名称】《地球学报》【年(卷),期】2024(45)2【摘要】鄂西地区志留系龙马溪组页岩储层发育,由于页岩低孔低渗的特性,构造裂缝成为了页岩气运移和聚集的主控因素。
本文以鄂西荆门地区志留系龙马溪组页岩为例,基于地震资料、岩石力学实验、野外实测资料,利用有限元数值模拟技术、岩石破裂准则,解析古构造应力场分布规律,预测构造裂缝分布特征。
结果表明,荆门地区发育的构造裂缝主要以中燕山晚期形成的NNW向和NE向共轭剪切缝为主,其次为中燕山早期形成的NNE向和NEE向共轭剪切缝。
构造裂缝的分布受断层、岩石物理参数和构造应力的影响较大,Ⅲ级裂缝发育区和断层区域综合破裂系数均大于1.1,构造裂缝最为发育,页岩气保存效果最差;Ⅱ级裂缝发育区综合破裂系数在1.0~1.1之间,为页岩气保存效果较好区域;Ⅰ级裂缝发育区综合裂缝破裂系数在0.85~1.0之间,处于“破而不裂”的状态,为页岩气最优保存区。
【总页数】15页(P217-231)【作者】张斗中;陈孔全;汤济广;庹秀松;马帅【作者单位】长江大学地球科学学院;长江大学非常规油气省部共建协同创新中心【正文语种】中文【中图分类】P618.13【相关文献】1.古龙-徐家围子地区营城组古构造应力场数值模拟--构造裂缝发育区带预测及对比研究2.四川盆地J地区志留系龙马溪组页岩裂缝地震预测与评价3.四川盆地富顺-永川地区五峰组—龙马溪组应力场模拟及裂缝发育区预测4.川南泸州地区五峰组—龙马溪组古构造应力场及裂缝特征5.四川盆地涪陵南地区奥陶系五峰组—志留系龙马溪组页岩古构造应力场及裂缝特征因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
地应力研究现状以及在工程应用中存在的问题

地应⼒研究现状以及在⼯程应⽤中存在的问题地应⼒研究现状以及在⼯程应⽤中存在的问题。
地应⼒存在於地壳中的应⼒。
⼴义上也指地球体内的应⼒。
它包括由地热﹑重⼒﹑地球⾃转速度变化及其他因素产⽣的应⼒。
地质⼒学认为﹐地壳内的应⼒活动是使地壳克服阻⼒﹑不断运动发展的原因﹔地壳各处发⽣的⼀切形变﹐如褶皱﹑断裂(见节理﹑断层)等都是地应⼒作⽤的结果。
通常﹐地壳内各点的应⼒状态不尽相同﹐并且应⼒随(地表以下)深度的增加⽽线性地增加。
由於所处的构造部位和地理位置不同﹐各处的应⼒增加的梯度也不相同。
地壳内各点的应⼒状态在空间分布的总合﹐称为地应⼒场。
与地质构造运动有关的地应⼒场﹐称为构造应⼒场。
通常指导致构造运\动的地应⼒场。
有⼈也将由於构造运动⽽产⽣的地应⼒场简称为构造应⼒场。
在地质⼒学中﹐构造应⼒场是指形成构造体系和构造型式的地应⼒场﹐包括构造体系和构造型式所展布的地区﹐连同它内部在形成这些构造体系和构造型式时的应⼒分布状况。
有多少类型的构造体系﹐就有多少种类的构造应⼒场。
⼀定型式的构造体系所代表的应变图像﹐反映了其构造应⼒场的特徵。
通过对构造应⼒场的分析研究﹐可以推演构造运\动的⽅式和⽅向﹐把各个⼤陆及地区运动的⽅式和⽅向综合起来﹐可以推断地壳运\动的⽅式和⽅向﹐进⽽探索地壳运动的起源。
存在於某⼀地质时期内的构造应⼒场称为古构造应⼒场。
现今存在的或正在活动的地应⼒场称为现今构造应⼒场。
现今构造应⼒场的研究﹐既要实地考察挽近地质时期﹐特别是第四纪以来﹐岩⽯﹑地层发⽣的构造变形以及地区的升降﹐也要⽤适当的仪器装置及其他⽅法﹐直接测量现今地应⼒的活动。
进⾏地应⼒测量时要根据活动的构造体系﹑活动的构造带(如地震带)和重⼤⼯程建设要求来布置测点﹐同时配合相应的地质⼯作。
地应⼒活动会产⽣或影响地质构造。
剧烈的地应⼒活动会引起地震。
地应⼒活动还可影响地壳内岩⽯﹑矿物的物理性质和化学性质。
因此﹐也可以利⽤这种物理和化学性质的改变来分析地应⼒的活动情况。
古构造应力场第一章

能够利用的构造形变可称为具有应力 感的构造,要研究其形成时的应力状态以 及利用其空间产状来反推主应力方向。 要完整地研究构造应力场的演化史, 还必须把构造形变(改造)与岩相古地理 (建造)结合起来进行研究。 构造应力场的模拟研究方法包括各种 物理模拟与数学模拟。 应力方向和应力场强度的表示方法 构造应力场的研究意义
第一章
绪
论
构造研究的三个阶段: ⒈几何学,即形态学,是构造研究的 基础。 ⒉运动学,研究物质运动规律,如位 移方向、位移量等。 ⒊动力学,探索构造形变与应力状态 之间的关系,是构造应力场研究的主要内 容。
直立褶皱
斜歪褶皱
倒转褶皱 平卧褶皱
根据轴面和两翼产状划分的褶皱类型
一、构造应力场的概念
应力(σ )是作用在物体内任意截面的 单位面积(dF)上的内力(dP)。 σ x、σ y、σ z为正应力分量;τ xy 、 τ yz、τ xz为剪应力分量。 当剪应力分量等于零时,三个正应力 分量就称为主应力分量。 用 σ 3、σ 2和 σ 1分别表示最大、中 间和最小主压应力轴。
图1-1
用截面法求内力示意图
图1-2
单元微分体各截面应力分量示意图
图1-3主应力示意图应力法定计量单位为Pa或MPa。 1MPa(兆帕斯卡)=106Pa(帕斯卡) =10bar(巴)≈10atm(大气压) ≈10kg/cm2 表述应力状态的常用术语:三向应
力、二向应力、单向应力;普通应力、 轴向应力、静岩应力。
地应力是地球内部应力的统称。 动态的地应力是指作短周期变化的应 力,如地震波引起应力波动,还有引潮力、 极移、短期自转速率变化等引起的应力变 动。它们积累不起来,对于构造运动可能 有触发作用,但不足以推动构造运动。 静态的地应力是指由重力和长期构造 运动所造成的应力。 本书只讨论静态应力。
储层古构造应力场模拟预测裂缝技术及其应用

储层古构造应力场模拟预测裂缝技术及其应用蔡泽训【摘要】According to the area structural evolution from geologic and seismic data analysis, the numerical simulation conversion outcome for palaeotectonic stress field is presented, further it is restored, thus the formation fracture prediction can be obtained, on basis of the systematic core observation and fracture discrimination by well logging. In terms of origin, the fracture prediction has been undertaken by means of establishing geological model for palaeotectonic stress calculation, taking the Dayi structure in Chuanxi sag and the Xinchang tectonics Xuer section for example. The comprehensive analysis indicates that this method is quite effective after the forecast results are compared with the actual data.%根据地质及地震资料分析区域构造演化,在系统的野外岩心观测及测井裂缝识别的基础上,通过古构造应力场数值模拟反演,恢复古构造应力场,从而进行储层裂缝预测.以川西坳陷大邑构造、新场构造须二段为例,通过建立地质模型进行古构造应力计算,从裂缝的成因着手进行裂缝预测.将预测结果与实际资料进行对比,综合分析认为,这是一套行之有效的裂缝预测方法.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)002【总页数】5页(P446-449,456)【关键词】古构造应力场;裂缝预测;储层;川西坳陷【作者】蔡泽训【作者单位】中石化西南石油局地质录井公司,绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TE122.23近年来,在石油地质领域,碎屑岩储层中寻找裂缝发育规律,碳酸盐岩中识别裂缝、孔洞是目前攻关的难题和重点。
构造应力场

σ
θ
σ
r
• •
a
θ
•
Ri 20a
•
圆孔周围任意点的切向应力与径向应力之和为 2倍的原岩应力,即 r 2H
Λ =1
λ =1时圆孔周围应力分布
14
“孔”周围的应力分布
2、有压圆孔
当孔内有液体(或巷内支护)时,液体(或支护物)对孔壁产生附加应力。 此时,围岩将受孔内应力影响进行应力的重新分布。根据弹性厚壁筒理论得:
•
矿山压力与岩层控制是研究矿山岩体力学现象的机理、控制理论,以及控制 所采用的人工构筑物的学科,属于岩石力学的分支,是矿山采掘工程的基础 学科。
概述
分类
概述
学习矿压的意义
矿山压力及其岩层控制是岩石力学在矿山上的应用学科,有人称之为矿山岩 石力学。它既是采矿工程最主要专业课之一,也是矿井开采方法课程的理论基础 课。在采矿中作用如下:
在原岩应力场弹性变形能包括体变弹性能、形变弹性能两种,由前苏联阿维 尔申计算为
体变弹性能
形变弹性能
(1 2 )(1 ) 2 2 2 Uv H 2 6 E (1 ) (1 )(1 2 ) 2 2 2 常由于塑性变形被吸收 Uf H 2 或转化,而消失。 3E (1 )
顶板:位于煤层以上一定范围内的岩层称为煤层顶板。根据煤层上方顶板对 回采工作面的影响程度和方式,把顶板进行再划分,即直接顶、伪顶和老顶。 伪顶:直接位于煤层之上,大多数情况下随采随冒的岩层。通常为厚度小于 0.3~0.5米的炭质页岩或其它松软脆弱岩层,一般允许悬露面积和时间在10平方 米和20分钟以下,很难在工作面维护住,而形成煤中矸石。在矿压上,伪顶主要 影响采场支架选型和采场安全。 直接顶:直接位于煤层或伪顶之上,通常随放顶而垮落的岩层。一般为一层 或几层岩性相近的岩层组成,常见岩性有页岩和砂页岩等。一般来说,直接顶裂 隙发育强度低,与前后方难以形成力的传递,从而形成静载荷作用于支架。然而 ,直接顶是采场直接维护的对象,其稳定状况,直接影响着矿工安全和正常生产 ,为此是矿压研究主要内容之一。 老顶(基本顶): 位于直接顶(有时直接位于煤层)之上厚而坚硬,一般不 随放顶而冒落的岩层。常见岩性有砂岩、砾岩、石灰岩、坚硬的砂页岩等,一般 厚度大于2米,岩石的单向抗压强度Rc>60~80MPa,节理裂隙不发育,节理间距 和分层厚度均大于1m,其运动常给采场带来严重的矿压显现。一般认为,该岩层 内可以形成结构层,上方岩层重量可通过该层把力传递到工作面的前方煤壁和后 方煤柱或采空区。老顶的结构分析和运动规律是矿压研究主要内容。
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开始普遍采用有限单元法在计算机上进行构造应力场的数学模拟,并 取得了很大的进展。近年来还发展了非协调有限元法、动态有限元数 值模拟方法,使模拟结果更加贴近实际。
表3-2 各类野外构造变形所反映的构造应力方向一览表
一级构 造变形
断层
次级构 造变形 正断层 逆断层 走滑断层
褶皱 节理
纵弯褶皱 横弯褶皱 过度褶皱
张节理 剪节理
韧性剪切带 流劈理
片理
其
片麻理
他
缝合线
野b
窗棂构造
外 小
轴 杆状构造 线
构 理 皱纹线理
造a
拉长线理
轴 生长线理 线 理 断面擦痕
三大主应力方向
σ2⊥σ1与σ3所构成的面 — — — —
σ2∥b 轴线理方向 σ2∥b轴线理方向 σ2∥b轴线理方向
σ3∥伸张区的角平分线 — — — — — — —
—
—
σ3∥b轴线理方向
—
—
σ3∥b轴线理方向
—
—
σ3∥b轴线理方向
该方法的主要理论依据是,认为构造应力作用使岩石内磁性矿物产生定向排列、韧 性变形或定向重结晶,从而导致岩石产生磁化率的各向异性,图3-1为其原理示意图。
三、构造应力场的传统地质研究方法
构造应力场的研究方法可分为传统的地质研究与近年来才兴起的数值模拟研 究。本节主要回顾了一些传统的地质研究方法,并依据定时、定向及定量三方面的 研究内容进行分别论述。另外,由于古构造应力场与现今构造应力场分别代表的是 地质历史时期和现今某地区的应力状态,对于构造应力的方向及大小,两者的研究 方法亦有所不同,因此在相关小节分开叙述之。
1
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表2-1 我国构造应力场研究大纪事
工作者(单位) 工作时间
李四光
上世纪20年代
李四光
上世纪40年代
李四光
上世纪50年代
李四光
上世纪60年代
众多学者
上世纪70年代
众多学者
上世纪80年代
众多学者
90年代-至今
简要说明
先后发表了《地球表面形象变迁之主因》等—系列论文,提出了“构 造组合形式与分布规律及大陆车阀”的地壳运动理论,首次探讨了地 壳上部的构造应力场。
晚期构造形变迁就了早期的构造形变,此类关系在断裂构造中非常发育,即在晚期应力 场作用下,利用早期形成的、未愈合的断裂发生重新活动。
指后期断裂切割并错断早期各种构造形变,此类关系在不同时期不同应力作用方式下常 见。
晚期构造形变叠加在早期构造形变之上,其主要包括狭义和广义两层含义:狭义上的叠 加构造系指在不同应力场的作用下,多期构造变形的叠加;而广义上的叠加则可以认为 包括了限制、迁就及切错等互相关系类型(马杏垣,1983)。
了“限制”,共计五类,见表3-1。通过上述关系的判别,就可以确定构造变形的相 对次序,进而进行构造期次的划分,即确定不同构造应力场的相对先后顺序。
表3-1 不同时期构造变形的互相关系类型
关系类型 Ⅰ限制 Ⅱ迁就 Ⅲ切错
Ⅳ叠加 Ⅴ置换
简要说明
即晚期构造变形被早期构造变形所限制,一般出现在晚期构造应力作用相对较弱而应力 方向不同的情况下出现。
基于震源双力偶点源模型,通过地震波观测或地震前后的地形变测量资料等求 得的震源模型参数结果,通常称为震源机制解答,其P轴反映了震时震源区最大的压 缩变形方向,而T轴则表示了最大伸张变形方向。虽然P轴和T轴反映的是地震前后震 源区应力状态的变化,即应力释放,并不是震源区构造应力场的真正方向,但通过 大量震源机制解的平均,就可以利用P、T轴来推断区域现今平均构造应力场的方向。 基于这一原理,目前主要运用反演方法来求震源机制解,即先假定震源模型参数, 计算出震源模型在给定地震波速度结构条件下在各观测台站所产生的地震波特征, 然后将其与各个台站的实际观测地震波资料进行对比,拟合最好的模型参数就作为 震源机制的解答,进而求出现今构造应力场的方向。
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关于构造应力场的研究内容,普遍认为包含两个层次:一是确定各地的点应力 状态;二是在得到上述各点应力状态的基础上研究一定区域范围内各个构造活动时 期的构造应力分布。在实际研究中,主要包括三个方面,即定时、定向和定量。定 时主要是确定各构造应力状态的不同形成时代;定向就是利用各种构造形变来确定 各地质时期的构造应力方向,即3个主应力轴的方向,通常最关心的是最大主应力轴 的方向;定量就是确定(或估算)各构造时期构造应力的大小。
内
岩石变形
矿物颗粒的定向性
磁性矿物的定பைடு நூலகம்性
在
实 构造应力
质
磁化率各向异性
外 在
应变椭球 表 现
间接反映
磁化率椭球
图3-1 古地磁组构分析方法的原理示意图
的沉积速度直方图,后经滤波处理,获得控制和影响沉积盆地不同区域沉积过程的 周期和振幅,并通过分析其波长、振幅及传播方向来得到古应力场的方位。
3.2.2 现今构造应力场方向的研究方法 (1)震源机制解方法
最大主应力方向(σ1) σ1⊥断层走向与倾向
σ1∥断层倾向 σ1∥共轭平移断层的
锐角平分线
中间主应力方向(σ2) σ2∥断层走向 σ2∥断层走向
σ2⊥σ1与σ3所构成的面
最小主应力方向(σ3) σ3∥断层倾向
σ3⊥断层走向与倾向 σ3∥共轭平移断层的
钝角平分线
σ1⊥褶皱轴面
σ2∥枢纽走向
σ3包含于轴面内,⊥枢纽
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(3)古地磁组构分析方法 磁组构指的是岩石磁化率的各向异性。岩石磁组构分析就是利用岩石磁化率的
各向异性来研究岩石的组构特征。该方法由Graham于上世纪五十年代在研究阿巴拉 契亚山变形沉积岩时提出,认为磁化率量值椭球主轴与应变椭球主轴相互平行。
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古、今构造应力场研究方法
一、构造应力场的概念
受力物体内的每一点都存在与之对应的应力状态。在构造地质学中,把物体内 各点的应力状态在物体占据的空间内组成的总体,称为应力场。因此,“构造应力 场”,顾名思义就是指在一个空间范围内构造应力的分布,它的成因是构造作用。 然而,构造应力场并不等同于地应力场。构造地质学中,将地壳岩石中存在的应力 称为地应力,除了构造应力,它还包括非构造应力,例如重力、地形引起的应力等。 地壳内岩石的变形就是这些应力联合作用的结果,其中最主要的力是构造应力和重 力。由此可见,构造应力是地应力的主要成分之一,构造应力场则是地应力场的主 要因子之一。
撰写了《地质力学概论》(1962),对构造体系的研究方法、手段和 实践作了系统总结,把构造应力场作为厘定构造体系的手段,并认为 把构造应力场作为独立的分支学科去研究会更好;拟定了《岩石力学 与构造应力场分析》的编写提纲(1965),并提出了学科的研究方向。
进行了众多平面构造应力场的实测研究,包括地应力解除测量、地应 力监测、断层位移测量等,在模拟实验研究上发展了众多方法,包括 光弹法、明胶网格法、泥巴网格法、脆漆法等。
至于构造应力场相对次序的厘定,一般根据不同构造变形之间的切错、限制和 叠加等关系所反映的相对活动次序来进行。该方法最早由我国著名地质学家李四光 于1962年提出,他把这种同一地区相同或不同构造体系和构造成分之间的关系称之 为构造体系复合,并进一步归纳为归并、交接、包容和重叠,后经地质力学所补充
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指后期构造变形作用极强烈、完全取代早期的构造变形,其形成反映了后期构造应力作 用远强于早期的构造应力作用。
总之,到目前为止,大致厘定不同期次构造应力场的相对发生次序是可能的, 但要拿出各构造应力场的确切发生时期就困难了。
3.2 “定向”研究的主要地质方法
3.2.1 古构造应力场方向的研究方法 (1)野外地质形迹定性分析
各地质时期保存下来的野外地质形迹包括断层、褶皱、节理、韧性剪切带及其 他可用来判断各主应力方向的小构造等,表3-2列出了各种构造变形所反映的构造应 力方向。
(2)室内显微构造定性分析 利用各种显微尺度(一般10-9-10-3m)的构造变形来反映某点的应力状态,并与
其他大、中、小型构造的分析相配合,已成为研究古构造应力方向的一种有效方法。 该方法中用来确定主应力方向的显微要素主要是一些造岩矿物的结晶学参数、变形 纹及双晶纹等。其中研究最多的矿物有方解石、石英、白云石、云母及橄榄石等。
3.1 “定时”研究的主要地质方法
构造应力场的定时研究包括两方面的内容:一是厘定各期构造应力场互相之间 的先后次序;二是确定各期构造应力场的绝对形成年代。
对于构造应力场绝对形成年代的确定,纵然国内外许多学者都做过该方面的研 究,也利用了包括地球化学同位素定年等先进的年龄测试手段,但目前仍然是未解 决的难题。例如,测定构造断裂发生后贯入的岩脉或矿脉的年龄,虽然可以大致的 拿出构造断裂形成时期的下限,但很难给出其上限,这还不包括断裂发生到岩脉开 始贯入之间的时间差;再比如,虽然对于长期缓慢变形的褶皱,它的形成时期可用 褶皱构造的最新地层年代和不整合面之上的最老地层年代来确定,但对于快速短期 变形的褶皱,就不再适用。
σ1⊥原始岩层
σ2∥长轴方向
σ3∥短轴方向
包括滑褶皱、柔流褶皱等,其与应力作用的关系复杂,本文暂不论述
σ1∥节理面 σ1∥共轭剪节理的
锐角平分线
σ2∥节理面 σ2⊥σ1与σ3所构成的面
σ3⊥节理面 σ3∥共轭剪节理的
钝角平分线
σ1∥压缩区的角平分线 σ1⊥面理 σ1⊥面理 σ1⊥面理