交叉裂隙岩体裂纹扩展试验及混合有限-离散元数值模拟研究     

梁东旭  张农  荣浩宇 《岩土力学》2023,(4):1217-1229

对预制交叉裂隙岩石试样进行裂纹扩展试验,研究了裂纹萌生、扩展、聚合过程,分析了主裂隙和轴向载荷夹角及主次裂隙夹角对裂纹起裂应力和聚合应力的影响,并用混合有限元-离散元程序,即图形处理器并行化的3D Y-HFDEM代码对试验进行了仿真计算,实现了岩石破坏从连续介质向非连续介质的过渡,对裂纹类及损伤破坏模式进行了识别,捕捉到了试验中难以发现的现象。研究表明：随主裂隙与轴向载荷夹角增加,裂纹聚合区的拉伸裂纹数量增加;裂纹起裂和聚合应力与主裂隙与轴向载荷夹角成正比;主次裂隙夹角增加,岩石的破坏模式由拉伸破坏转为剪切破坏,交叉裂隙加剧岩石破碎程度;主裂隙尖端萌生扩展的拉伸-剪切混合裂缝引起的破坏在岩石破坏中占主导地位,是导致岩体失去承载能力的主控裂纹;混合有限元-离散元仿真软件GPGPU并行化的3D Y-HFDEM IDE在岩石裂纹扩展研究中具有优势,可以捕捉实验室难以发现的损伤断裂类型,可以作为岩石裂纹扩展研究的有力工具。  相似文献   

Thermal doming-extension metallogenic system of Jiaodong type gold depositsSCIEI北大核心CSCD     

宋明春  宋英昕  李杰  刘洪波  李健  董磊磊  贺春艳  王润生 《岩石学报》2023,(5):1241-1260

胶东型金矿具有独特的成矿特征和成因机制,不同于国际已知金矿类型。为了深化认识控制矿床形成、变化和保存的地质要素及成矿过程,本文综合分析了胶东半岛晚中生代岩浆作用、构造活动和成矿特征及其构造背景,提出该区深部岩浆活动与地壳快速隆升及浅部变质核杂岩、张性断层、断陷盆地等伸展构造,共同控制了以Au为主的矿床成矿系列及成矿演化过程,谓之热隆-伸展成矿系统。阐明了晚中生代岩浆演化过程中的元素变化规律,发现了金矿化蚀变带中的低Ba、Sr含量异常及早白垩世胶东地壳中金丰度的显著变化,揭示了壳幔物质混合和伟德山型花岗岩岩浆活动对金成矿的贡献。认为这一成矿系统形成于古太平洋板块俯冲后撤的后俯冲伸展环境,由于软流圈上涌导致岩石圈地幔性质由富集向亏损转化,从而引起岩浆岩地球化学特征变化,地球化学元素重新调整,幔源含金流体与由重熔下地壳析出的壳源含金流体混合形成富金流体库,并产生贫金花岗岩。大规模岩浆活动为成矿元素的活化、迁移提供了热动力条件,上地壳伸展产生的断裂构造则为成矿元素聚集提供了良好空间。热隆-伸展成矿系统是中国东部晚中生代重要的成矿系统。  相似文献   

广东莲花山花岗岩体锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义     

杨航  辛宇佳  李建华  张培星 《地球学报》2022,43(2):211-223

广东莲花山岩体位于莲花山断裂带北部, 由规模巨大的侏罗—白垩纪花岗岩组成。本文对莲花山岩体中部进行了系统的岩石学、地球化学、锆石U-Pb同位素和Lu-Hf同位素研究, 获得片麻状花岗岩、细粒黑云母花岗岩和细-中粒黑云母花岗岩的锆石206Pb/238U年龄分别为(142.5±1.5) Ma(MWSD=3.5, N=30)、(138.9±0.6) Ma(MWSD=1.4, N=30)和(145.5±0.7) Ma(MWSD=1.2, N=28), 表明岩体为晚侏罗至早白垩世岩浆活动的产物。地球化学特征显示岩体为偏铝质-弱过铝质(A/CNK=0.97~1.1)、富碱(K2O+Na2O=6.1 wt%~ 8.1 wt%)、富钾(K2O/Na2O=1.4~1.8), 富集Rb、Th、U、K、Pb, 亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti, 与壳源岩浆特征类似。岩体SiO2含量差异较大(69.5 wt%~80.1 wt%), 高硅样品明显经历一定程度的结晶分异, 属于分异的I型花岗岩。所有样品锆石εHf(t)值均为负值(–4.5 ~ –2.0), 在年龄-εHf(t)图中, 均落入球粒陨石演化线和华夏基底演化线之间, 暗示源岩主要为古老壳源基底物质。在此基础上, 结合区域构造-岩浆记录, 本文认为莲花山花岗岩体的形成与古太平洋板片俯冲后撤(roll back)诱发的弧后扩张作用相关。  相似文献   

地质钻探垂钻定向纠偏控制的工程实现与实验分析          下载免费PDF全文

张典  杜胜  陆承达  陈略峰  曹卫华  吴敏 《探矿工程》2022,49(4):14-22

理论提出的纠偏方法需反复进行实验验证方可应用于实际工程,然而垂钻纠偏控制过程复杂,操作难度大,所需时间长、资金庞大,直接将所提方法放置现场调试是不可取的,而仅采用计算机仿真对算法进行验证也有一定局限性,因此发展和研究纠偏控制工程实现方法十分必要。本文以地质钻探钻进过程定向纠偏控制的工程实现为导向,首先分析并给出实际纠偏工艺过程以及纠偏控制的特点与目标;然后总结基于模型预测控制的纠偏控制问题与优化目标,结合笔者早期的一些纠偏控制理论研究,分别阐述不同纠偏工况下的纠偏控制方法;其次开发定向纠偏控制系统,用于集成纠偏控制算法,使得算法能够应用于实际工程;最后设计纠偏控制实验,以验证纠偏控制算法的工程适用性。实验表明,所提纠偏控制方法能够有效应用于实际纠偏过程,并应对和完成多种纠偏任务。  相似文献   

孔兹岩带古元古代中期构造背景：来自卓资地区～2.2Ga紫苏碱长花岗岩的证据     

连光辉  徐仲元  任云伟  冯帆  薛吉祥 《岩石学报》2022,38(3):676-692

麻粒岩-紫苏花岗岩杂岩在华北克拉通孔兹岩带内分布较广但研究程度较低,本文对孔兹岩带东部卓资地区大什字紫苏碱长花岗岩进行了详细的岩相学、地球化学和地质年代学研究,探讨了其形成时代、岩石成因及构造背景,为孔兹岩带构造演化及孔兹岩系沉积环境提供约束。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明大什字紫苏碱长花岗岩形成于古元古代中期(～2.2Ga),并经历了古元古代晚期构造热事件及～1.89Ga变质作用叠加改造。岩石具有铁质、钙碱性至碱钙性、准铝质至弱过铝质特征,具有较高SiO₂、Na₂O+K₂O、Ga、Zr含量及FeO~T/(FeO~T+MgO)值,低Al₂O₃、CaO、MgO、 Sr、Cr含量及较高的全岩锆石饱和温度(835～887℃,平均860℃),与A型花岗岩指标相近。样品呈现平坦的右倾型稀土元素配分模式和弱的负Eu异常,富集K、Rb、Ba、Zr、Hf,亏损Sr、Nb、Ta、P、Ti。综合研究表明大什字紫苏碱长花岗岩是在弧后伸展背景下幔源岩浆上涌导致英云闪长质、花岗闪长质地壳岩石部分熔...  相似文献   

北部湾盆地福山凹陷古近系双层结构形成机制          下载免费PDF全文

林正良  王华  李红敬  马庆林  李媛  赵淑娥 《地球科学》2015,40(1):169-178

以北部湾盆地区域构造分析为基础, 在福山凹陷构造活动性研究的基础上探讨了福山凹陷形成的动力学机制, 分析了凹陷东部地区古近系地层中双层结构的形成机制问题.研究认为: 福山凹陷在平面上受红河断裂的左行走滑和海南隆起顺时针旋转的双重作用, 流三段沉积期凹陷在旋转-拉分作用下发生强烈的水平伸展, 为东部地区下构造层中的反向断层提供动力源, 海南隆起的快速隆升作用形成了上构造层中的重力滑动生长断层, 渐新统早期在流二段泥岩中发育的火成岩侵入体在凹陷的东部地区形成一道天然屏障, 最终形成双层结构.结果表明, 双层结构形成过程可划分为裂陷雏形期、下构造层伸展断裂期、中部塑性层发育期、上构造层形成期以及双层结构定形期5个主要阶段.   相似文献   

EGNOS模型在对流层延迟插值方法改进中的应用     

王兴  高井祥  李增科  郭忠臣 《测绘科学技术学报》2015,(4):353-356

在插值站与已知站平均高程面高差较大的情况下,传统的反距离加权内插法得到的对流层延迟值精度较差,因此提出了一种基于EGNOS模型的反距离加权插值方法。该方法通过EGNOS模型将对流层延迟改正值在高程方向上进行投影延拓。相对于传统内插法来说,可以避免较大高差带来的空间内插结构上的畸形。采用IGS站提供的对流层产品进行实验,结果表明该方法求得的对流层延迟改正精度相比于传统的反距离加权内插法有了显著提高,特别是对于高差较大的站点有很好的改进效果。  相似文献   

Complex rift geometries resulting from inheritance of pre-existing structures: Insights and regional implications from the Barmer Basin rift     

《Journal of Structural Geology》2015

Structural studies of the Barmer Basin in Rajasthan, northwest India, demonstrate the important effect that pre-existing faults can have on the geometries of evolving fault systems at both the outcrop and basin-scale. Outcrop exposures on opposing rift margins reveal two distinct, non-coaxial extensional events. On the eastern rift margin northwest–southeast extension was accommodated on southwest- and west-striking faults that form a complex, zig-zag fault network. On the western rift margin northeast–southwest extension was accommodated on northwest-striking faults that form classical extensional geometries.Combining these outcrop studies with subsurface interpretations demonstrates that northwest–southeast extension preceded northeast–southwest extension. Structures active during the early, previously unrecognised extensional event were variably incorporated into the evolving fault systems during the second. In the study area, an inherited rift-oblique fault transferred extension from the rift margin to a mid-rift fault, rather than linking rift margin fault systems directly. The resultant rift margin accommodation structure has important implications for early sediment routing and depocentre evolution, as well as wider reaching implications for the evolution of the rift basin and West Indian Rift System. The discovery of early rifting in the Barmer Basin supports that extension along the West Indian Rift System was long-lived, multi-event, and likely resulted from far-field plate reorganisations.  相似文献   

Structural style in a young flexure-induced oblique extensional system,north-western Bonaparte Basin,Australia     

《Journal of Structural Geology》2015

In the north-western Bonaparte Basin (North West Shelf of Australia) Neogene to Recent flexure-induced extension superimposed obliquely over the Mesozoic rift structures. Thus, the area offers a good opportunity to investigate the dynamics and architecture of oblique extension fault systems. Analysis of basin-scale 2D and 3D seismic data along the Vulcan sub-basin shows that Neogene deformation produced a new set of extensional, en échelon faults, at places accompanied by the reactivation of the Mesozoic faults. The pre-existing Mesozoic structures strongly control the distribution of the Neogene-Recent deformation, both at regional and local scales. Main controls on the Neogene-Recent fault style, density and segmentation/linkage include: (1) the orientation of the underlying Mesozoic structures, (2) the obliqueness of the younger extension relative to the rift-inherited faults, and (3) the proximity to the Timor Trough. Three types of vertical relationships have been observed between Mesozoic and Neogene-Recent faults. Hard linkages seems to develop when both fault systems trend parallel, therefore increasing risks for trap integrity. It is suggested that the orientation of maximum horizontal stress (S_Hmax) relative to the Mesozoic faults, forming hydrocarbon traps, is critical for their potential seal/leak behaviour. Stratigraphic growth across the faults indicates that main fault activity occurred during the Plio-Pleistocene, which corresponds to the timing of tectonic loading on Timor Island and the development of lithospheric flexure. Synchronism of normal faulting with flexural bending suggests that extensional deformation on the descending Australian margin accompanied the formation of the Timor Trough.  相似文献   

西藏班公湖地区晚白垩世构造体制由挤压向伸展的转换:来自岩浆岩的证据          下载免费PDF全文

秦雅东  李德威  林仕良  江丹  刘德民  张硕 《沉积与特提斯地质》2015,35(4):92-105

班公湖蛇绿混杂岩带内分布着一系列小型斜长花岗斑岩和花岗闪长岩岩体,锆石U-Pb年龄分别为97.4±1.1Ma和91.94±0.78Ma,具埃达克质岩特征,高Si O2、Al2O3和Sr,低Y和Yb,Sr/Y35,轻重稀土分异明显,亏损Nb、Ta和Ti,Cr和Ni含量很低,推测为玄武质岩浆底侵加厚下地壳部分熔融形成。辉石闪长岩脉分布于南侧日土花岗岩内,推测年龄为80~76Ma,岩石地球化学显示亏损Zr、Hf、Ti、Y等高场强元素,富集大离子亲石元素,且具较高的Sc、Y、Cr、Co、HREE和Mg#值(40),源区为经过熔体交代的上地幔。结合前人资料,本文认为班公湖地区在97~92Ma仍处于持续碰撞造山、地壳加厚过程中;92Ma之后,构造体制从碰撞期的挤压转变为碰撞后的板内伸展;80~76Ma,板内的伸展进一步加剧。  相似文献