近年來油氣勘探揭示了川西前陸北段油氣資源的巨大潛力,但因受控于龍門山—川西前陸系統(tǒng)多期構(gòu)造活動(dòng)和山前帶深埋藏等,川西前陸山前隱伏構(gòu)造帶含油氣構(gòu)造模型解釋具有明顯的多解性和不確定性。基于川西北前陸原型與實(shí)驗(yàn)室砂箱構(gòu)造物理模型間幾何學(xué)—運(yùn)動(dòng)學(xué)—?jiǎng)恿W(xué)相似性原理,通過兩組川西前陸北段擴(kuò)展變形構(gòu)造物理模型對比實(shí)驗(yàn)（即標(biāo)準(zhǔn)模型實(shí)驗(yàn)和斷坪—斷坡模型實(shí)驗(yàn)）,揭示川西沖斷褶皺帶—前陸盆地受控于中、下三疊統(tǒng)膏鹽和下寒武統(tǒng)泥巖2套主滑脫層系,晚中生代—新生代呈現(xiàn)出分層式前陸擴(kuò)展變形特征,基底斷坪—斷坡結(jié)構(gòu)對川西北前陸深層沖斷—沖起構(gòu)造的控制影響作用最為明顯。進(jìn)一步結(jié)合川西北前陸雙魚石地區(qū)三維地震解釋資料,揭示川西北前展式擴(kuò)展晚期變形的古生界隱伏沖斷—沖起構(gòu)造構(gòu)成了川西北深層主要的勘探潛力區(qū)。 

【文章來源】：石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì). 2020,42(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

川西北地區(qū)地質(zhì)概況

表1 砂箱物理模型模擬實(shí)驗(yàn)比例系數(shù)特征Table 1 Scale coefficient for sandbox physical model of simulation experiments 參數(shù) 物理模型(M) 自然實(shí)例(N) 比例系數(shù)(M/N) 長度(L) /m 8.5×10-1 1.7×105 L*=5×10-6 縮短量(D)/m 0.30 6.0×104 D*=5×10-6 內(nèi)聚力 20～100 Pa 5～20 MPa 重力加速度(g)/(m·s-2) 9.81 9.81 g* =1.0 密度(石英砂)/(kg·m-3) 1 550 2 200 ρ*1=0.70 密度(玻璃珠)/(kg·m-3) 1 370 2 400 ρ*2=0.57 密度(硅膠)/(kg·m-3) 960 2 300 ρ*3=0.42 應(yīng)力 (σ) σ* =ρ*g*L* =6.60×10-6 動(dòng)力黏度(η)/(Pa·s) 2.1×104 1.7×1019 η* =1.24×10-15 時(shí)間 1×105 s tN=tM/t*=8.44 Ma t* =η*/σ* =3.76×10-10 速率 0.003 mm/s 7.1 km/Myr 注:tN,tM分別代表自然實(shí)際和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械臅r(shí)間跨度,t*為實(shí)驗(yàn)—實(shí)例時(shí)間比例系數(shù),η*為動(dòng)力黏度比例系數(shù)。表中部分參數(shù)來源于文獻(xiàn)[23],計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[4]。每組砂箱物理模型實(shí)驗(yàn)中,通過砂箱裝置左側(cè)活動(dòng)擋板恒定速率擠壓砂箱物質(zhì)產(chǎn)生縮短變形。擠壓縮短變形過程中,使用同步數(shù)碼相機(jī)每間隔1.0 mm 縮短量記錄物質(zhì)變形過程,擠壓縮短完成后使用圖像編輯軟件每間隔5 mm縮短量量化測量楔形體幾何參數(shù)并進(jìn)行對比研究,如:楔高、楔長、楔頂角等。

伴隨持續(xù)擠壓縮短過程,砂箱物質(zhì)變形過程可以分為2個(gè)典型階段,即前展式擴(kuò)展變形階段和雙重構(gòu)造擴(kuò)展變形階段。前展式擴(kuò)展變形階段中,楔形體后緣擠壓縮短導(dǎo)致砂箱物質(zhì)淺部和深部發(fā)生一致的構(gòu)造變形,以從沖斷帶到前陸盆地的沖斷擴(kuò)展變形過程為主;楔形體楔高和楔長伴隨砂箱物質(zhì)前緣新生斷層形成而快速生長,且楔長具有與新生斷層形成相一致的躍遷性和階段性(圖4),每當(dāng)新生斷層形成后楔長伴隨擠壓縮短具有逐漸減小的特征,與砂箱物質(zhì)明顯的平行層擠壓縮短變形特征相一致,如:當(dāng)縮短量為40 mm時(shí)形成新生T2逆斷層、楔長從75 mm快速生長至95 mm,隨后擠壓縮短過程中楔長逐漸減小至約80 mm(對應(yīng)縮短量約為65 mm時(shí))。雙重構(gòu)造擴(kuò)展變形階段中,伴隨擠壓縮短砂箱物質(zhì)首先沿淺部滑脫層系發(fā)生前展式逆沖與擴(kuò)展變形,形成淺部滑脫逆沖斷層,隨后發(fā)生深部逆沖斷層及其相關(guān)斷坪—斷坡結(jié)構(gòu),形成典型的雙重構(gòu)造。由于砂箱物質(zhì)淺部和深部先后分別發(fā)生前展式擴(kuò)展過程,雖然本階段楔形體楔長生長仍然與淺部滑脫逆沖斷層新生具有一致性,呈現(xiàn)出階段性生長過程,但其楔形體高度生長速率明顯較早期階段緩慢(圖4)。圖4 川西北段砂箱物理模型模擬楔形體幾何學(xué)特征


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