断裂性能差异的力学和化学因素分析-天然气地球科学.PDF

第 16卷第 4期 天然 气地球 科学 Vol. 16 No. 4 　　　　　 　　　　　　 2005年 月 NAT URAL　 GAS　 GEOSCIEN CE Aug.　2005 李振生, 刘德良, 刘　波, 杨　强 (中国科学技术大学地球与空间科学学院,安徽 合肥 230026) : 阐述了决定断裂封闭性能的力学和 学因素。力学因素包括岩石破裂性质、断面正应力和断 裂变形机制,其影响规律为:①岩石破裂性质和断面正应力决定了断裂的开敞程度;②三维应力实 验已证实随温压升高,变形程度加深,而孔隙度和渗透率递减,但低压脆性变形中存在膨胀扩容阶 段,并且膨胀扩容程度随有效应力增加而减小。 学因素包括 学沉淀作用、压溶作用和元素迁移, 其影响规律为:① 学沉淀作用在开启性断裂中发育;②随温压的升高,压溶发育增强,随含水量的 增加,压溶发育减弱;③形成断层岩的变形变质过程中,发生较大规模的体积损耗和元素迁移,大部 分体积损耗是压溶- 迁出作用造成的。认为在不同力学性质的断裂中,各因素对其封闭能力的影响 程度不同。假设各种力学性质的断裂形成于同一构造应力场,并发育在同一力学强度的岩层或岩体 中,则压性断裂相对高温、高压,其裂隙和断面紧闭程度高、变形程度深、压溶作用发育,压性断裂带 为封闭系统,主要发生还原作用和脱水作用;张性断裂相对低温、低压,其裂隙和断面开启、压溶作 用不发育、 学沉淀作用强,张性断裂带为开放系统,主要发生氧 作用和水解作用;扭性断裂的裂 隙和断面张开度介于压性和张性断层之间,断裂核部因剪切热而压溶发育、变形程度高,封闭能力 强,向断裂边部裂隙发育,封闭性能减弱,而疏导性能增强,扭性断裂带在垂向上为开放系统,主要 发生氧 作用和水解作用。 认为变形的程度不同,体积损耗和元素迁移的量不同: 脆韧性的双山断 裂在蚀变过程中,体积亏损量与变质反应的强弱正相关,变质程度强的 F1 断层亏损量可达到 50% 2 左右,而变质程度弱的 F 断层亏损量最低仅为 % 左右;不同性质断裂中,元素迁移规律不同: 压 性断裂中自断裂边缘向中心 2 的含量增加、氧 系数减小,而扭性和张性断裂中则反之。 SiO : 断裂性能; 学因素;压溶作用;元素迁移 : TE121　　　　　: A　　　　 　: 1672-1926( 2005) 04-04 5-07 　　,, 。, 。 ; ; ,, 。 。, , [4, 5] , 。 、 , [1] , , 。 [2] [3] Watts 、 Knipe 。 , 4 1　力学因素 ,、、 。,, 1. 1　 , : 2005-06-02;: 2005-06-19. : (:;(: 2001CB209133). :