断裂性能差异的力学和化学因素分析

摘要：

阐述了决定断裂封闭性能的力学和化学因素.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.化学因素包括化学沉淀作用、压溶作用和元素迁移,其影响规律为:①化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、化学沉淀作用强,张性断裂带为开放系统,主要发生氧化作用和水解作用;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,主要发生氧化作用和水解作用.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%左右,而变质程度弱的F2断层亏损量最低仅为8%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SiO2的含量增加、氧化系数减小,而扭性和张性断裂中则反之.

关键词：断裂性能、化学因素、压溶作用、元素迁移

所属期刊栏目：16

分类号：TE121(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家自然科学基金40172072,40472074;国家重点基础研究发展计划973计划2001CB209133

在线出版日期：2005-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：485-491