鲁西地区晚中生代以来伸展构造应力场数值模拟

摘要

本文选择鲁西地区作为研究对象,将济阳坳陷和鲁西隆起内部的伸展构造融为一体,利用野外地质调查、岩心观察等方法研究鲁西地区伸展构造的几何学、运动学特征及时间上的演化序列。鲁西地区的构造格局主要表现为晚中生代以来的伸展构造系统,陡倾正断层构成伸展构造系统的主体,断裂带中构造角砾岩、断层泥发育,野外露头和地震剖面中常见显示断层活动的标志。缓倾滑脱断层主要存在于下寒武统与太古宇之间及上古生界与下古生界之间的不整合面,滑脱面上碎裂岩发育,伴有强烈的动力变质作用,在济阳坳陷区主要存在于东北部及南缘的东营凹陷中,地层重复与堆垛现象明显。分析滑脱断层的滑动方向与陡倾正断层相反,以向北、北北西和北北东为主,与陡倾正断层构成典型的伸展滑脱断块。
　　 依据露头资料和岩心资料建立地质模型,利用ANSYS10.0软件对研究区晚中生代以来的构造应力场分别进行了平面和剖面上的数值模拟,进而对鲁西地区伸展构造的演化期次及应力形成机制进行了深入探讨。鲁西地区晚中生代以来主要经历了晚侏罗—早白垩世、古新世—早始新世和中始新世—渐新世三个伸展裂陷时期,各时期呈现出不同的伸展构造格局。晚侏罗—早白垩世,主要伸展方向为NE-SW向,印支期的大量NW向逆断层发生构造反转,缓倾滑脱断层在此时期开始启动；古新世—早始新世,主要伸展方向转为近SN向,NW向断层持续活动,同时产生一系列NE向断层；中始新世—渐新世,主要伸展方向转为NW—SE向,NE向断层活动达到高峰,NW向断层活动性大大减弱,趋于停止,同时,缓倾滑脱断层开始在研究区大规模发育。
　　 上述研究完善了研究区古构造应力场的整体研究,为研究区的进一步勘探提供了详实的构造地质依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 选题的依据和意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.2.1 鲁西地区伸展构造的研究现状

1.2.2 构造应力场数值模拟的研究现状

1.2.3 存在的问题

1.3 主要研究内容

1.4 研究方法和技术路线

1.5 论文的创新点

第二章 区域地质概况

2.1 研究区范围及构造位置

2.2 地层发育特征

2.3 构造演化历史

第三章 鲁西地区伸展构造特征

3.1 伸展构造几何学特征

3.1.1 陡倾斜伸展断层几何学特征

3.1.2 缓倾斜滑脱断层几何学特征

3.2 伸展构造运动学特征

3.2.1 陡倾斜滑脱断层运动学特征

3.2.2 缓倾斜滑脱断层运动学特征

第四章 构造应力场数值模拟

4.1 构造应力场数值模拟的原理

4.1.1 有限元模拟基础

4.1.2 构造应力场数值模拟流程

4.1.3 构造应力场数值模拟的简化条件

4.1.4 构造应力场数值模拟的评判标准

4.2 印支期古构造应力场数值模拟

4.2.1 研究区印支期构造背景分析

4.2.2 地质模型

4.2.3 岩石力学参数

4.2.4 生成有限元模型

4.2.5 确定边界条件和加力方式

4.2.6 模拟计算

4.2.7 结果分析

4.3 晚侏罗-早白垩世古构造应力场数值模拟

4.3.1 研究区晚侏罗-早白垩世构造背景分析

4.3.2 地质模型

4.3.3 岩石力学参数

4.3.4 生成有限元模型

4.3.5 确定边界条件和加力方式

4.3.6 模拟计算

4.3.7 结果分析

4.4 古新世-早始新世古构造应力场数值模拟

4.4.1 研究区古新世-早始新世构造背景分析

4.4.2 地质模型

4.4.3 岩石力学参数

4.4.4 生成有限元模型

4.4.5 确定边界条件和加力方式

4.4.6 模拟计算

4.4.7 结果分析

4.5 中始新世-渐新世古构造应力场数值模拟

4.5.1 研究区中始新世-渐新世构造背景分析

4.5.2 地质模型

4.5.3 岩石力学参数

4.5.4 生成有限元模型

4.5.5 确定边界条件和加力方式

4.5.6 模拟计算

4.5.7 结果分析

4.6 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢