摘要：惠民凹陷位于渤海湾盆地济阳坳陷西部,新生代时期经历了南北向伸展,形成了典型的“北断南超”半地堑结构。平面上,惠民凹陷中央隆起带发育了NE至近EW向的张扭断裂体系;垂向上,中央隆起带断裂体系从深部到浅部呈现出由雁列式分段到逐渐连接贯通的特征。目前对惠民凹陷中央隆起带断裂体系的结构特征有了较好的刻画,但是对于该断裂体系形成的运动学过程及其控制因素仍然停留在描述阶段。文章设计了一组张扭构造物理模拟实验,以探究惠民中央隆起带断裂构造演化过程及其控制因素。实验再现了惠民凹陷中央隆起带断裂体系在平面上由早期孤立分段、侧向传播、最终贯通的三个阶段;在剖面上也很好对应了中央隆起带沿走向由共轭断裂系向阶梯式断裂的结构转变特征。基于粒子成像测速(PIV)的应变分析,文章构建了三阶段的应变—断层距离统计图,揭示了各分段断裂由早期无连接,经历侧向生长,从软连接到硬连接的构造演化过程。研究证实在南北向区域伸展作用下,盆地基底NEE向先存断裂的活化是惠民凹陷中央隆起带张扭构造形成的根本原因。文章利用砂箱构造物理模拟实验揭示了惠民凹陷中央隆起带断裂发育的机制,可为类似的张扭性断陷盆地的断裂演化与油气成藏研究提供有益的启示。

摘要：伸展盆地中发育的复杂断裂体系的结构样式、形成过程及成因机制一直是含油气盆地分析中的难点。利用构造物理模拟方法,研究了渤海湾盆地惠民凹陷典型剖面中滚动背斜与顶部垮塌断层的发育过程与形成机制。通过设计2组对照实验(E1和E2),分别研究了惠民凹陷中拆离断层和内部洼陷断裂对上盘褶皱和断裂结构影响和控制机制。其中,E1为预设断层模型,主要模拟弯曲的宁南拆离断层;E2实验采用双底板相对伸展模型和预设正断层模型相结合的方案,主要考虑了伸展盆地中后期次级洼陷的活动。构造物理模拟E1实验再现了渤海湾盆地惠民凹陷滚动背斜与顶部垮塌断层的形成过程,表明宁南断层实际控制了上盘一级褶皱的形态和次级断裂体系的发育。顶部垮塌断层体系由顺向和反向正断层构成,总体为不对称的结构特征,新发育的共轭断层具有同期的活动性,随后呈现侧向迁移的规律。断层位移量演化统计表明,实验存在同时活动、呈共轭关系的2组破裂面,与伸展楔体预测的2组库伦破裂一致,反映其处于或接近临界楔体状态。另一组实验显示,临邑和夏口断层的发育切割了早期形成的顶部垮塌断层,临南洼陷开始形成并不断加宽,最终形成的样式与现今构造剖面一致。本次研究对其他类似的伸展断层相关褶皱中的滚动背斜及其相关垮塌断裂发育机制具有一定的启示意义。

摘要：为了揭示塔中北坡NE向走滑断裂的形成机制,本文在前人研究的基础上,利用相似分析原理,设计了构造物理模拟实验平台,完成了3组构造物理模拟对比实验,模拟了塔中北坡NE向走滑断裂的形成演化过程,分析了塔中北坡NE向走滑断裂的形成机制。结果表明:塔中北坡NE向走滑断裂受控于先存的基底断裂以及上奥陶统厚层泥岩的调节作用,在周缘构造活动的作用下形成;塔中地区NE向走滑断裂经历了形成期和复活期两个阶段,先后受到SW方向与SE方向作用力挤压。

摘要：帕米尔弧形构造带的形成与先存弧形薄弱带密切相关,这些先存薄弱带如何在印度-欧亚板块碰撞初期就被活化是地学界关注的科学问题。本文利用构造物理模拟实验,研究先存弧形构造薄弱带如何影响帕米尔弧形构造带的形成。本文依据相似性准则,设计了两组构造物理模拟实验,包括先存弧形薄弱带(对比模型)和先存弧形薄弱带加地壳滑脱层。实验结果表明:①先存弧形构造带上继承性发育从而形成帕米尔弧形构造带是完全可能的;②在先存弧形薄弱带而无滑脱层的情况下,变形逐渐由南向北传递,呈现典型的前展式的变形过程,最终变形到达先存弧形薄弱带的时间较晚;构造样式上主要表现为一系列南倾断裂控制的变形带不断向北增宽;所造成的地形格局总体上呈现向北单调递减的地形楔形态;③在先存弧形薄弱带而有地壳滑脱层的情况下,先存弧形薄弱带在变形初期就立即活化,之后变形带才表现出从推板向北逐渐传递的过程,最终当变形量足够大时,会在弧形薄弱带前缘形成前锋断裂;构造样式上,表现为一系列的冲起构造;所造成的地形格局总体上为山-谷相间的形态;④帕米尔北缘的先存薄弱带如果在新生代印度-欧亚板块碰撞初期就开始活化,必须存在滑脱层(解耦层)。该新生代早期的滑脱层是否存在、位于什么深度和界面仍有待于进一步研究。

摘要：永进地区位于准噶尔盆地中部,最近发现了多个与走滑断层相关的含油气构造,但关于走滑断层的发育特征及成因机制研究程度不够深入。本文通过三维地震资料精细解释,在研究区三叠系—侏罗系内识别出近东西向、北西西向以及北东东向的三组走滑断裂体系,平面上呈“网格状”展布,剖面上具有不同深度几何学形态差异展布特征。在此基础上基于相似性原理设计四组砂箱模拟对比实验,重现研究区构造演化过程。模拟结果表明,这类走滑断裂的形成与基底先存断层的发育位置有关,是受先存构造和地层属性双重控制的广布式走滑断裂系统,从而建立了研究区的断裂系统成因模式。研究成果对具有相似地质背景地区的走滑断裂成因解释具有借鉴意义。

摘要：塔中隆起位于塔里木盆地中央隆起带中部,是塔里木盆地油气勘探的重点区块之一。塔中地区奥陶系碳酸盐岩走滑断裂发育,控储控藏作用明显,走滑断裂成因机制的研究对于油气勘探开发十分重要。塔里木盆地塔中隆起走滑断裂具有典型的分层变形特点,为了明确塔中隆起走滑断裂分层变形机制的主控因素设计了4组物理模拟实验模型。实验结果表明:走滑断裂分层变形特征的形成主要与垂向上地层性质变化(分层)和多期活动(分期)有关,分层与分期都能造成走滑断裂产生分层变形的特征,塔中走滑断裂分层差异变形特征,是由垂向上地层岩性差异性和构造活动多期性共同造成的。

摘要：针对“X”型共轭走滑断裂复杂的成因,结合塔里木盆地塔北地区大型“X”型共轭走滑断裂的地质情况,设计7组不同参数的“X”型共轭走滑断裂砂箱实验,探究其形成的控制因素与演化过程。实验结果表明,厚度大、宽度大及黏土矿物含量多的模型,在双侧快速挤压作用下,容易形成共轭走滑断裂;断裂尾段扩张与一组方向断裂优势发育特征显著,而断裂连接生长与叠覆区局化作用弱。形成共轭走滑断裂需要3方面的条件:具一定厚度的盖层,缺少先期或先存断裂;岩石物理均一性好,有一定的黏塑性,运动速率较高;双向挤压。自然界与实验中均难以形成对称的纯剪共轭走滑断裂,大多为转向一组优势方向发育的单剪走滑断裂;塔里木盆地共轭走滑断裂也存在不对称性,发育以北西—南东向为优势的单剪断裂,小位移继承性是大型共轭走滑断裂系统发育的主控因素。

摘要：砂箱构造物理模拟实验是室内模拟自然界地质构造变形过程、成因机制以及动力学过程的一种高效方法。影响岩石变形的速度和力的作用方式等是影响伸展构造物理模拟实验的结果和构造形态的主要因素。基于此,为探究砂箱物理模拟实验中拉伸速度和拉伸方式(力的作用方式)对伸展构造变形特征的影响,笔者在已有研究基础上,将高(0.01 mm/s)、中(0.001 mm/s)、低(0.0005 mm/s)3种不同拉伸速度与单向拉伸、双向拉伸2种不同拉伸方式相结合,设计6组实验进行对比研究。结果表明:①拉伸速度对砂体的最终形态无显著影响,但对断层的发育过程有一定的影响,而拉伸方式对断层的发育过程和最终形态的影响均较为显著,且断层形成前砂体速度会增大到一定高值,并于断层形成后快速减小。②单向拉伸模型砂体最终均形成一个不对称的地堑,双向拉伸模型砂体最终均形成一个典型的地堑。③不对称地堑通常形成于相对拉伸或差异拉伸的环境中,相对拉伸侧发育形成一系列阶梯状正断层,而相对固定侧发育一条断距较大的正断层,且先存构造的位置往往决定了后期构造发育的初始位置。这一认识为伸展构造砂箱物理模拟实验中的模型设置和参数选取奠定了基础。

摘要：结合实际地质资料设计9组砂箱模拟实验,并利用断层CT扫描技术研究简单剪切走滑带演化规律与发育机制。结果表明,R(Riedel)剪切断裂形成早、数量多,并有一组与主走滑带低角度相交,P剪切断裂(与R剪切断裂对称分布的压剪破裂)与Y剪切断裂(与主位移带近平行的剪切破裂)形成滞后,并在Y剪切断裂发育后才从分段构造连接成贯穿的走滑带。走滑带贯穿连通过程可划分为4个阶段:萌芽阶段、R剪切断裂发育阶段、P剪切与Y剪切断裂发育阶段、走滑带贯穿阶段。实验揭示了走滑断裂由基底向盖层递进传播的发育过程,萌芽阶段剖面上断裂逐渐向上散开发育,R剪切断裂发育阶段平面上向外散开后逐渐向主位移带收敛。雁列构造具有"螺旋-拖曳"发育模式,雁列断裂的长度增长速度呈约2倍于深度增长速度线性增长,而与主位移带夹角随深度呈二次函数变小。分析表明,最大主应力方向、盖层厚度是导致雁列构造"螺旋-拖曳"结构差异的主控因素。走滑断裂的物理模拟为塔里木盆地海相碳酸盐岩断裂解析与分层、分段的勘探开发实践提供了模型基础。

摘要：下扬子新生代构造变形是中国东部新生代构造研究的重要窗口。为研究其变形机制,基于构造物理模拟,对4个主控因素进行评价与研究。设计对比实验,分析了在不同主控因素的作用下,下扬子区新生代构造的变形过程。应力与模型边界的角度和施加应力的边界位置是下扬子新生代构造变形的最优主控因素。在东侧全段挤压和东侧北段挤压的对比实验中,郯庐断裂带与下扬子及其周缘块体的构造变形均呈现显著变化;在块体厚度的对比实验中,变形与变位状态近似相同,但隆升特征存在显著差别,东西两侧边界挤压效果具有显著差异;与此同时,施加应力与模型边界角度越小,郯庐断裂带呈现右行走滑特征越明显。在最优主控因素模型中,下扬子块体新生代区域伸展构造变形与郯庐断裂带右旋走滑共同构成了一个"右旋侧向扩展变形"构造系统。