毛小平
盆地形成机制能统一吗?
2020-7-22 22:27
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    能。盆地形成机制有多种,前陆、断陷、挤压、走滑,各说各话,无法统一。

    于是,本人提出,盆地受力分多个阶段:自由层阶段、承压层阶段,并提出双应力系统的概念,即盆地在形成过程中,随着厚度的增加,和成岩过程的进行,分为自由层阶段(无变形I级、微变形II级)、承压阶段(大变形III级、应力释放带级IV、产生俯冲带级V)。它们之间是可以转换的。在转换时,若周向应力(水平主压应力)与盆地走向垂直,则在承压阶段,就会产生逆断层;若是与盆地走向斜交,则可能产生走滑断层;当到应力释放带级,则可能产生前陆盆地。详细思想已基本形成文章,待投稿。

    了解了盆地和古隆起受力不同,就能有的放矢地进行地应力测量了。过去的地应力测量往往是,同一个地区,测出来什么方向都有,问题就在于所测量的地点,其地应力不代表真正的构造应力。基于此原理,申请了专利“基于双应力系统制定的地应力精确测量选址技术”。


    下面为专利介绍:


基于双应力系统制定的地应力精确测量选址技术

1. 现有测量技术的问题;

目前应力测量没有针对性,在任何地区都进行测量,并入库,它并不代表真正地壳内部应力,而且测量人员并不了解地应力的规律。

2. 本发明的优势;

本发明是基于地壳内部存在双应力系统而设计出的准确应力测量选址及测量层位选择技术。只有认识到地壳内部存在双应力系统,才能设计出具体的测量地点,以便测量结果代表真正的地应力。

双应力系统是指地壳内部盆地区与基底存在两个应力系统,自由层和承压层。而盆地在早期属于自由层,晚期成岩后与基底融合后就变成了承压层。自由层的应力状态盆地完全处于无挤压力状态,这时测出来的数值仅代表自由状态的压力;而只能在古隆起地区或盆地处于挤压状态后,所测量结果才代表真正地壳的应力。

本发明提出,在古隆起及盆地产生构造反转时,所测的应力能代表承压层所受到的应力。古隆起的寻找方法就是野外踏勘,直接在野外识别老地层,变质杂岩、太古界、元古界地层即可;而盆地产生构造反转的识别方法,是通过地球物理勘探方法获得地震剖面,在剖面上看盆地内测量层位是否出现逆断层,或挤压弯曲,若出现了,则表示盆地产生了构造反转,这时在出现反转的地层中测量应力,则可以较为精确地测量。

3. 实例

如下图所示,在A点为古隆起处打井并在井中测量会得到承压层的压力,而在盆地区,如B点处打井并测量应力,则它仅代表自由层的应力。


1 中国东部裂陷盆地剖面图

如下图所示,为内蒙古海拉尔地区乌尔逊凹陷剖面图,从图中看出,地层A处于自由状态,为自由层;而地层B及之下的,为承压层,其顶,底界面均出现了挤压产生的弯曲,左右也产生了逆冲断层,则测量点设计在地B中或之下时,所测量的应力均能代表承压层的应力。


图 2 内蒙古海拉尔地区乌尔逊凹陷剖面图

附:应力测量的主要方法

1)水压致裂:通过在钻孔中封隔一小段钻孔,然后向封隔段注入高压流体,从而确定原位地应力的一种方法。

2)应力解除:根据解除方式和传感器的安装部位分为探孔应力解除法、孔底应变解除法和孔壁切割解除法。

3)钻孔崩落:孔壁岩石在高应力作用下发生破坏脱落掉块的现象,根据崩落形状要素及岩石的内聚力和内摩擦角可估算应力大小。该法最大水平主应力方向测试较精确。

下面为已授权的专利证书:



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