断层封闭性的研究方法 陈晶地质11-7班 2011010949 摘要在阅读文献的基础上，本文将断层封闭性研究方法概括为定性评价方法及定量或半定量评价方法，并就大量方法中的地震资料评价法进行了详细说明。定性评价方法中包括岩性配置识别法、断层活动性分析、声波时差分析法、物化性质指示法、油水界面分析法、流体包裹体、断裂带填充物七种，定量或半定量评价方法包括断层封堵系数法、地震速度谱识别法、断层压力计算法、地球化学分析法、断层面泥岩涂抹分析法、连通概率综合评价、逻辑信息法七种。 关键字断层封闭性定性评价定量或半定量地震资料评价 1 引言 所谓断层封闭性是指断层面或断裂带对地层流体封堵并阻止流体渗流的能力。断层封闭性是一个极为复杂的地质问题,它不仅受断层的力学性质、断面承受应力状况、断层剪切带、泥岩玷污带、断层两盘储层排驱压力、断层两盘岩性配置关系、断层两盘地层产状配置关系和断层活动时期与油气运移聚集期的配置等多种地质条件制约,而且受构造演化史、应力场演化史、盆地充填史制约探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。 2 定性评价方法 2.1 岩性配置识别法 岩性配置是经典断层封闭性研究的主要手段，尤其是地层埋藏较浅、断层力学性质为张性或张扭性、断层断距较小时，及断裂带厚度一般较薄或不能连续分布，导致断层两侧岩石直接相遇时，其岩性配置对断层封闭性起至关重要的作用。一般认为，当断层两盘砂岩与泥岩对接时，断层封闭性好；当砂岩与砂岩对接，且有相同或相近的排驱压力时，断层封闭性差；当断层两侧接触的砂岩具有不同排驱压力时，断层的封闭程度取决于封堵砂岩的排驱压力与储集层的排驱压力差。目前，常用砂岩百分比含量、砂岩连通率以及Allan断面图来研究岩性配置情况。 2.2 断层活动性分析 据相关研究成果, 断层在静止状态下以封闭作用为主, 在活动期以开启作用为主。同时, 应用断层埋藏史、演化史, 结合区域构造的演化, 构造活动的大小程度、时间与油气的运聚关系等, 评价断层的封闭性也具有重要意义。
岩层产状：是指岩层的空间位置。 逆断层：是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。 地质年代：地球（壳）形成、发展、变化的历史年代。 矿物：天然形成的单中化合物，为均质固体，具有相对稳定的化学成份和物理性质。 承压水：充满于两个稳定隔水层间的重力水。 流砂：是地下水自下而上渗流时砂土产生流动的现象。 岩溶：岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称为岩溶 滑坡：指斜坡上的岩土体或其它碎屑堆积物在自然或人为因素影响下失去稳定，沿一定的滑动面整体下滑的现象。 泥石流：由暴雨或冰雪迅速融化形成的急骤水流，挟带堆积在缓坡或山谷中的大量松散堆积物成为泥石洪流山前地带的现象。 软土：一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低的一种软塑到流塑状态的粘性土。膨胀土：是一种对环境变化，特别是对于湿热变化非常敏感，易于发生膨胀和收缩，产生膨胀压力的土。 潜水：埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具有自由水面的重力水。 逆断层：是沿断层面倾斜方向，上盘相对上升，下盘相对下降的断层。 背斜：背斜是两翼岩层以核部为中心向两侧倾斜，形态上是岩层向上弯曲的褶皱。向斜：向斜是两翼岩层向核部倾斜，形态上是岩层向下弯曲的褶皱。 整合接触：相邻的新、老地层产状一致，时代连续无间断。 地质构造：构造运动使岩层发生变形和变位，形成的产物称为地质构造。
洪积土：大雨或融雪水将山区或高地的大量碎屑物沿冲沟搬运到山前或山坡的低平地带堆积而成。 冲积土：河流地质作用形成的沉积物。 不整合(角度不整合)：相邻的新、老地层产状不一致以角度相交，且地层时代不连续。褶皱：岩层受力而发生的弯曲变形称为褶皱。 砂土液化：疏松且含水量高(或饱和)的砂性土在受到地震的情况下，砂体达到液化状态，丧失地基承载力。 膨胀土：是一种对环境变化，特别是对于湿热变化非常敏感，易于发生膨胀和收缩，产生膨胀压力的土。 结构面：岩体中各种具有一定方向，延展较大，厚度较小的二维地质界面均称为结构面。 正断层：是沿断层面倾斜线方向，上盘相对下降，下盘相对上升的断层。 地震烈度：地震对某具体地点的实际影响和破坏的强烈程度。 平行不整合：在沉积过程中，受到剥蚀，沉积作用间断，后来又下沉接受沉积，故其间缺失部分地层。 残积土：岩石经风化作用后残留在原地的碎屑物称为残积物或残积土，因其覆盖在地表，又常称为残积层。 风化作用：出露在地表的岩石，在太阳辐射作用下并与水圈、大气圈和生物圈接触，发生的物理、化学性质的变化。 平推断层：断层两盘基本无上下相对运动，而沿着断层面在水平方向发生相对位移，以走向断距为主的断层，叫平推断层。
活断层的工程地质研究 姓名： 班级： 学号：
一、基本概念 活断层，是指现今在持续活动的断层，或在人类历史时期或近期地质时期曾经活动过，极有可能在不远的将来重新活动的断层。后一种也可称为潜在活断层。断层在目前持续活动的标志，当然是判定活断层的无可争议的证据。如何判定潜在活断层则有各种不同的标准。《岩土工程勘察规范》：在全新地质时期（一万年）内有过地震活动或近期正在活动，在将来（今后100年）可能继续活动的断裂，称为活断层。全新活动断裂中，近期（近500年来）发生过地震震级大于或等于5级的断裂，或在今后100年内，可能发生大于或者等于5级的断裂，为发震断裂。 活断层有不同的分类。按运动速率分为A、B、C、D不同级别；按运动性质分为粘滑断层和蠕滑断层；按发震与否分为发震断层的和非发震断层的；按几何形态（两盘相对运动方向）分为走滑断层（又分左旋断层和右旋断层）、倾滑断层（正断层和逆断层）和混合型断层等。 二、活断层特性 活断层的特性需要从活断层类型、规模、错动速率和活动周期等方面进行研究。 （一）活断层工程地质分类 为适应我国振兴经济, 建立对工程适用性较强的活断层工程地质分类, 已经成为当代中国和国际社会大规模工程建设急待解决的新问题。鉴于活断层对工程的影响主要表现为灾害性质, 工程地质的目标是要提出灾害减缓的对策, 首先建立一个满足工程需要的灾害性工程地质分类原则, 弥补当代活断层研究中为地震学服务的局限性, 摆脱现存活断层研究中那种以时限为基础的状况, 使活断层研究与工程灾害直接结合起来。大量实践证明, 活断层的工程灾害主要通过直接发震、蠕动、积累较高的地应力及增强断裂带地下水循环交替而导致断层带岩石软化, 进而导致滑坡和崩塌作用等的发生。据此, 提出活断层工程地质分类如 表2。 第一类, 灾害型活断层, 第二类, 危害型活断层, 第三类, 灾害减缓型活断层, 第四 类, 安全型活断层。 （二）活断层规模（断层活动段的长度L和错距D）
断层的识别 断层类型很多，规模差别极大，形成机制和构造背景各异，因此，研究的内容、方法和手段各不相同。但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。 断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来，形成了所谓的断层标志，这些标志是识别断层的主要依据。 地貌标志（1） 断层崖由于断层两盘的相对滑动，断层的上升盘常常形成陡崖，这种陡崖称为断层崖。盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。 断层三角面断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，即断层三角面。 1.jpg 地貌标志（2） 错断的山脊往往是断层两盘相对平移的结果。 横切山岭走向的平原与山岭的接触带往往是规模较大的断裂。
串珠状湖泊洼地往往是大断层存在的标志。这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。 泉水的带状分布往往也是断层存在的标志。念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图)，是现代活动断层直接控制的结果。 水系特点断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错断河谷。 构造标志 如果线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。右下图示断层造成的构造线不连续现象。为了确定断层的存在和测定错开的距离，在野外应尽可能查明错断的对应部分。 构造强化是断层可能存在的重要依据。构造强化现象包括有：岩层产状的急变和变陡；突然出现狭窄的节理化、劈理化带；小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。 构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体，长径一般为数十厘米至二、三米。构造透镜体有时单个出现，有时成群产出。构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后，
3 地质构造与地质图识别 本章重点、难点 ?地层地质年代的确定； ?判读地质年代表； ?认识地质构造的各种类型、地质构造与公路工程的关系； ?节理玫瑰花图的绘制 ?阅读地质图 3.1 地史的基本知识 几个概念的区分: 地史---地壳发展演变的历史叫做地质历史 绝对地质年代----地质事件发生（或地质体形成）的时代,是用距今多少年以前来表示，是通过测定岩石样品所含放射性元素确定的； 相对地质年代----地质事件发生（或地质体形成）的先后顺序,是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。 一般以应用相对地质年代为主. 一、地层的地质年代 地层和岩层的区别： 岩层-由两个平行或近于平行的界面（岩层面）所限制的同一岩性组成的层状岩石，称为~，岩层是沉积岩的基本单位而没有时代的含意。 地层-在地质学中，把某一地质时期形成的一套岩层及其上覆堆积物统称为那个时代的地层。 二、地层的相对地质年代 ◆沉积岩相对地质年代的确定 ◆岩浆岩相对地质年代的确定 ◆绝对地质年代的确定 （一）沉积岩相对地质年代的确定 1．地层层序律：沉积岩在形成过程中，自然的层序总是先老后新(下老上新). 2．标准地层对比法：一定区域内，同一时期形成的岩层特征基本一致。可以以岩石的组成、结构、构造等特点，作为岩层对比的基础. 但此方法具有一定的局限和不可靠性。 3．层位接触关系对比法：不整合接触就成为划分地层相对地质年代的一个重要依据。 4. 生物层序法：化石是确定地质年代的重要依据. 沉积岩的接触关系 地壳上升可以形成侵蚀面,然后下降又被新的沉积物所覆盖,这种埋藏的侵蚀面称不整合面.上下两套岩层之间具有埋藏侵蚀面的这种接触关系,称不整合接触. （1）角度不整合：埋藏侵蚀面将年轻的、新的、变形较轻的沉积岩同倾斜或褶皱的沉积岩分开，不整合面上下岩层之间有一角度差异。 （2）平行不整合（假整合）：上下两套岩层之间产状一致、互相平行，但在岩性时代、古生物特征上是不连续的，中间发生过沉积间断。 （3）整合：上下两套岩层之间产状一致、互相平行，且在岩性时代、古生物特征上是连续
断层封闭性研究展望 从勘探开发不同阶段的断层封闭性、不同类型断层的封闭性、碳酸盐岩和变质岩以及火山岩的断层封闭性等方面对断层封闭性的进一步研究方向进行了展望。 标签：断层封闭性；不同阶段；不同类型；非碎屑岩 断层在油气运聚过程中究竟起何种作用，关键在于其封闭与开启性。关于断层封闭性的研究，开始于20世纪50-60年代，至今已有半个多世纪。国内外许多学者在断层封闭机理、断层封闭性预测与评价等方面做了大量研究工作，取得了很大的进展和一系列可喜的成果，但是由于断层封闭性的复杂性，有些方面还需进一步深入研究。 1 勘探开发不同阶段的断层封闭性评价 断层封闭性的影响因素众多，在勘探、开发的不同阶段，由于研究对象和现有资料的不同，研究的思路和方法也有一定的差别。 研究对象方面：目前国内外主要侧重于勘探阶段，主要以较大规模的断层为研究对象。而对于油田开发阶段小断层的封闭性研究，还远未引起重视。规模较大的断层，断裂带的厚度也相对较大，此时断层的封闭性与断裂带本身的物性是密切相关的，应注重从断裂带内部结构出发研究断层封闭性。而对于小断层而言，应主要考虑断层两盘岩性配置关系、泥岩涂抹及断面应力等因素的影响。 现有资料方面：勘探初期或井少的勘探区，主要依赖地震资料和一些原始地质资料，评价方法以定性分析为主，也可以通过定量模拟的方法，如吕延防等提出的砂泥对接概率的方法；到了勘探中后期以及开发阶段，由于各方面资料都较为丰富，相应的定性定量研究方法也就很多，且已经从单一学科和单一手段走向多学科、多角度研究。除了常用的泥岩涂抹、断面应力、断裂带泥质含量等方法外，在开发初期，可以利用断层两侧油水界面关系判断断层封闭性。在开发的中后期，从动态角度分析出发，利用开发区流体性质、温压系统研究断层封闭性也日益受到重视，根据断层两侧油水井连通情况、生产形势变化和投注聚合物后的一些反应，结合静态资料说明断层的封闭性，使判断结论更具有说服力。 2 不同类型断层的封闭性 断层按照两盘的相对运动方向，分为正断层、逆断层和平移断层。目前国内外断层封闭性的研究对象大都是正断层，相应的评价方法也都是针对正断层提出的，只有少数涉及到逆断层和平移断层。因为对于由正断层组成的断块来说，一般背斜圈闭不是很发育，这时就需要断层提供封闭，因此研究的重点是封闭程度。但对于逆断层来说，其形成时往往伴随有背斜的产生，可以提供良好的圈闭，断层的封闭性显得不是太重要，开启性反而显得比较重要，可以为油气提供良好的
《工程地质学》课程教学大纲 【英文译名】：Engineering?Geology 【适用专业】：地质工程 【学分数】： 【总学时】：40 【实践学时】：8 一、本课程教学目的和课程性质 本课程是为地质工程专业本科开设的一门专业基础课，必修课。课程系统地讲授岩土工程地质性质及工程动力地质作用。系统概括了工程地质学最基本的原理和方法。在教学过程中适量安排一定时间的参观及试验。通过本课程教学，培养学生掌握工程地质学最基本的原理与方法，了解国内外工程地质学领域的研究动态，能从系统的、动态的角度认识人类工程活动与地质环境的相互关系，为今后研究与解决工程地质、水文地质、地震地质、环境地质等方面有关的工程问题奠定坚实的基础。 二、本课程的基本要求 通过本课程的学习，使学生掌握岩土的工程地质性质、工程动力地质作用等工程地质学最基本的原理和方法，并能初步应用工程地质学的基本原理分析工程地质问题，能运用力学原理进行工程地质问题的定量评价等。为学习后继课程以及从事工程地质工作和科学研究打下一定的基础。在教学过程中，应注意培养学生对工程地质问题分析中的地质思维逻辑，辩证唯物主义的科学思维方法和实事求是、严谨认真的工作作风。
三、本课程与其他课程的关系 本课程学习前必须学习《动力地质学》、《矿物学》、《岩石学》、《构造地质学》、《水文地质学》、《地层学》、《地貌及第四纪地质学》、《工程力学》等课程。 四、课程内容 绪论 一、工程地质学的研究对象与任务 二、工程地质学的研究内容、分科及其与其它学科的关系 三、工程地质学的发展历史 四、本课程的内容与学习方法 重点了解工程地质学的研究对象和任务，工程地质学的研究内容；了解工程地质学分科及其与其它学科的关系，工程地质学的发展历史。 重点：工程地质学、工程地质条件及工程地质问题的概念；工程地质学的意义 第一章土的物质组成与结构、构造 第一节土的粒度成分 粒径、粒组概念；粒组划分；粒度成分测定与表示；土按粒度成分分类； 第二节土的矿物成分 土中矿物成分类型；矿物成分与粒度成分的关系；粘土矿物的类型及其工程地质特征 第一节土中的水与气体
工程地质形成性考核册参考答案 工程地质作业1 一、选择题1C 2A 3D 4C 5A 6A 7B 8B 9A 10D 11A 12C 13A 14A 15A 二、判断题1 √ 2 × 3 × 4 ×5× 6 √7×8 ×9 ×10 √ 三、简答题 1、简述工程地质学及其内容。 工程地质学是研究人类工程活动与地质环境相互作用的一门学科，是地质学的一个分支。它把地质科学的基础理论应用于土木工程实践，通过工程地质调查、勘探等方法，弄清建筑物的地质条件（环境），为土木工程建筑的规划、设计、施工提供可靠的地质资料，并预测和论证工程建筑和地质环境的相互作用，进而提出防治措施。 2、什么是工程地质条件 工程地质条件是指与工程建设有关的地质条件的总和，它包括土和岩石的工程性质、地质构造、地貌、水文地质、地质作用、自然地质现象和天然建筑材料等方面。 3、岩石坚硬程度分类的依据是什么？ 岩石坚硬程度类型有哪些？岩石坚硬程度分类的依据是岩石的饱和单轴抗压强度岩石坚硬程度类型有：坚硬岩、软硬岩、较软岩、软岩和极软岩。 4、什么是地质作用？内外地质作用是怎么改造地球的？ 在自然界中所发生的一切可以改变地球的物质组成、构造和地表形态的作用称为地质作用。内力地质作用通过地壳运动、地震作用、岩浆作用和变质作用改造地球；外力地质作用通过风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和成岩作用改造地球。 5、什么是变质岩？变质岩有哪些主要矿物、结构和构造？ 常见变质岩的鉴别特征是什么？由变质作用形成的岩石称为变质岩。变质岩的矿物有两部分，一部分为岩浆岩和沉积岩所共有：石英、长石、云母等；另一部分为变质作用后所产生的特有变质矿物：红柱石、矽线石、蓝晶石等。变质岩的结构可分为变余结构、变晶结构和碎裂结构。变质岩的构造主要包括变余构造和变成构造。常见变质岩的鉴别特征是特有的变质矿物。 四、论述题 1、影响岩石工程地质的因素岩石工程地质性质的因素是多方面的，但归纳起来，主要有两个方面；一是岩石的地质特征，如岩石的矿物成分、结构、构造及成因等；另一个是岩石形成后所受外部因素的影响，如水的作用及风化作用等。 工程地质作业 2 一、选择题1B 2D 3D 4A 5C 6D 7A 8A 9B 10 A 11B 12B 13A 14A 15D 二、判断题1 √ 2 √ 3 × 4 ×5√ 6 ×7 ×8 √ 9 × 10 × 三、简答题 1．叙述张节理的主要特征。 答：张节理的主要特征是产状不很稳定，在平面上和剖面上的延展均不远；节理面粗糙不平，擦痕不发育，节理两壁裂开距离较大，且裂缝的宽度变化也较大，节理内常充填有呈脉状的方解石、石英，以及松散工已胶结的粘性土和岩屑等；张节理一般发育稀疏，节理间的距离较大，分布不均匀。 2.在野外如何测定岩石的产状？ 答：岩石的产状要素用地质罗盘在岩层层面上直接测量。测量走向时，使罗盘的长边
如何识别及描述断层 断层：断层与节理同属断裂构造，而断层往往是节理的进一步发育所致。或者说，当节理发生位移，两壁有所错动时，即称为断层。断层是野外常见的一种重要地质现象。 野外地质填图时遇到断层，应如何研究呢？首先要确定断层的几何要素，其内容包括下列各点： 1、断层面。所谓断层面，就是两部分岩块沿着滑动方向所产生的破裂面。断层面的空间位置也像地层的层面一样，是由其走向和倾向而确定的。但断层面并非一个平整的面，往往是一个曲面，特别是向地下沿伸的那一部分，产状可以有较大的变化。此外，断层面不是单独存在的，往往是有好几个平行地排列着，构成所谓断层带，又由于断层带上两壁岩层的位移错动，使岩石发生破碎，因此又称为断层破碎带。其宽度达几米、甚至几十米。一般情况下，断层的规模愈大，断层带的宽度也愈大。 2、断盘。断层面两侧相对移动的岩块称为断盘。由于断层面两壁发生相对移动，所以断盘就有上升盘和下降盘之分。在野外识别时，按其位于断层面之上者称上盘；位于断层面之下者称下盘。当断层面垂直时，就无上盘或下盘之分。 3、断层线。断层面与地面相交之线，称断层线。 4、位移。这是断层面两侧岩块相对移动的泛称。在野外观察断层时，位移的方向是必须当场解决的问题之一。特别遇到开矿时，一旦遇到矿脉(或矿层)中断，往往是断层位移所致，需要立即追查。
追查的办法是运用两侧岩层的层序关系来判断或抚摸断层面上的擦痕等来确定。 在野外地质填图时，如何注意断层？怎样研究断层？观察什么内容？此类问题必须熟练掌握，现分述如下：先讨论断层的标志及两盘相对位移问题。 （1）构造(线)不连续。各种地质体，诸如地层、矿层、矿脉、侵入体与围岩的接触界线等都有一定的形状和分布方向。一旦断层发生，它们就会突然中断、错开，即造成构造(线)的不连续现象，这是判断断层现象的直接标志。 （2）地层的重复或缺失。这是很重要的断层证据。虽然褶皱构造也有地层的重复现象，但它是对称性的重复；而断层的地层重复却是单向性的。至于地层的缺失，凡沉积间断或不整合构造也可造成，但这两类地层缺失都是区域性的，而断层造成的地层缺失则是局部性的。关键的问题，填图者应对区域内的地层系统及其分布情况有一个较为全面的了解(可以在填图准备时查阅地层表、剖面、地层柱状图之类)。利用地层的重复或缺失不仅是判断断层的重要手段，而且是判断断层两盘相对动向的重要方法，借此还可以确定断层的性质——正断层，还是逆断层？ （3）断层面(带)上的构造特征。这是识别断层的直观证据，即在眼前“方寸”之地内所能见到的若干构造现象，最常见的有以下几种： ①断层擦痕：就是断层两侧岩块相互滑动和磨擦时留下的痕迹，由一系列彼此平行而且较为均匀的细密线条组成，或为一系列相间
断层封闭性研究综述 姓名：邓力铭 专业班级：地质工程11-7班 指导老师：蒋有录（教授） 日期：2012/7/18
断层封闭性研究综述 引言 断层既作为油气运移的重要通道，也作为油气聚集的遮挡条件，对油气聚集成藏具有双重作用。其封闭性是形成油气藏及控制油气成藏规模的重要因素，控制圈闭油气的多少，油气运移的路径，烃类的纵横向分布，以及油田开发过程中烃类的运动过程。分析断层封闭性的影响因素，探讨各种评价断层封闭性的方法具有重要的学术和应用价值。 一、断层封闭原理 断层封闭能力主要取决于断裂带物质及其两侧岩性的排替压力, 即烃类进入水湿岩石的最大孔喉所需的毛管压力[1],其公式为:Pc = 2R cosH/R (1)式中: pc为排替压力, MPa; R 为流体界面张力, Pa;H 为流体浸润角,(b);R为相互联结的粒间孔喉半径,m。而地层中烃类的压力可以通过浮力求得:p=( Qw - Qh )gh(2)式中: Qw 为储层中水的密度,g /cm3; Qh 为储层中烃的密度, g/cm3; g为重力加速度,m / s2; h 为储层中烃柱的高度,m。当pc大于P时, 断层的封闭性好, 能封住储层中的油气; 反之, 则断层的封闭性差, 不能封住储层中的油气。根据流体运移的方向可将断层封闭分为垂向封闭和侧向封闭2种。断层垂向封闭是指油气不能沿断层垂直向上运移, 但可能穿越断层面运移至对置的储集层中。侧向封闭是指油气不能穿越断层面运移到对置的储层中去。
二、断层封闭影响因素 影响断层封闭性的因素很多, 可以分为以下这些方面[2-3]: （1）断层性质 通常断层的倾角越小，区域主应力越大且与断层走向越接近垂直，断层埋深越深，一定程度内断距越大，断层封闭性越好;走滑断层封闭性最好，压性、扭性断层封闭性较好，张性最差; 断层在静止期封闭性相对较好，活动期封闭性差。 （2）断层两盘岩性配置 如果两盘是渗透性地层相对置，则封闭性差; 反之，封闭性好。一般认为，当断层两盘砂岩与泥岩对接时，断层封闭性好。 （3）断层泥岩涂抹 断层活动将塑性层带入断裂带未经研磨、重结晶作用或将岩石研磨成泥状再经过重结晶都可以形成断层泥，导致断层的封闭性。其中泥质含量越高封闭性越好。 （4）断层组合形式 一定面积内，断层条数越多，岩石破碎得越严重，封闭性越差。相同条件下，地垫錾型断层从上到下逐渐收敛，断面摩擦力和压力增大，比地垒型断层封闭性要好。 （5）填充物 断层两盘泥岩含量越高，断裂带填充物泥质含量越高，断裂面压力大于泥质成分塑性变形极限，封闭性越好。此外，地下流体携带的成岩物质胶结成岩以及油气沿断裂带运移中，原油氧化形成固体沥青等均
第一章绪论 1、概念 （1）、工程地质学 研究人类工程活动与地质环境之间相互制约的关系，以便科学评估，合理利用，有效改进和妥善保护地质环境的科学。 （2）、工程地质条件 指工程建筑物所在地区与工程建筑有关的地质环境各项因素的综合。 （3）、工程地质问题 工程建筑条件与工程建筑物之间存在的矛盾或问题。 （4）、岩土工程 土木工程中涉及岩石、土、地下、水中的部分称岩土工程。 2、简述人类活动与地质环境的关系 （1）地质环境对人类活动的制约 ①影响工程活动的安全 ②影响工程建筑的稳定性和正常使用 （2）人类活动对地质环境的制约（工程活动破坏地质环境） （3）工程活动与地质环境之间的相互制约 人类开采矿产会对地质环境造成破坏，形成各类地质灾害。地质环境影响人类工程活动，比如工程建设必须作地下水保护论证、渗漏评价、地质灾害危险性评估、压覆矿产调查等等 3、工程地质条件主要包括哪些？ ①岩土类型及性质（地层岩性与性质） ②地质构造（断层、褶皱、节理等） ③地形地貌（平原、丘陵、山区等） ④水文地质（地下水成因、埋藏、动态、成分等） ⑤不良地质现象（滑坡、岩溶、泥石流等） ⑥天然建筑材料（砂砾、石块等） 4.工程地质问题主要包括哪些？ ①区域稳定性问题 ②地基稳定性问题 ③斜坡稳定性问题 ④围岩稳定性问题 5. 工程地质学的研究内容和任务是什么？ （1）区域稳定性研究与评价—由内力地质作用引起的断裂活动，地震对工程建设地区稳定性的影响 （2）地基稳定性研究与评价—指地基的牢固，坚实性 （3）环境影响评价—指人类活动对环境造成的影响 总的来说就是研究工程建设与地质环境的相互制约关系，促使矛盾转化和解决，既保证工程安全，经济，正常使用，又合理开发和利用地质条件 6.说明工程地质在土木工程建设中的作用。 建筑场地工程地质条件的优劣直接影响到工程的设计方案类型，施工工期的长短和工程投资的大小，影响基础建设
一、工程地质学基本概念及方法 1、工程地质学 工程地质学就是地质学的分支学科,它就是一门研究与工程建设有关的地质问题、为工程建设服务的地质科学,属应用地质学的范畴。 2、工程地质条件 工程地质条件指的就是与工程建筑有关的地质因素的综合。地质因素包括:岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用与天然建筑材料等方面。 3、工程地质问题 指工程建筑物与地质条件之间的矛盾或问题。如:地基沉降、水库渗漏等。 4、不良地质现象 对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象,如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河流冲刷以及渗透变形等, 它们既影响场地稳定性,也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济与正常使用不利。 5、工程地质学的任务 1、阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利的与不利的因素; 2、论证建筑物所存在的工程地质问题,进行定性与定量的评价,作出确切的结论; 3、选择地质条件优良的建筑场址,并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物; 4、研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响,预测其发展演化趋势,并提出对地质环境合理利用与保 护的建议; 5、根据建筑场址的具体地质条件,提出有关建筑物类型、规模、结构与施工方法的合理建议,以及保 证建筑物正常使用所应注意的地质要求; 6、为拟定改善与防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。 6、工程地质学的研究方法 工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的,主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法与工程地质类比法。四种研究方法各有特点,应互为补充,综合应用。其中自然历史分析法就是最重要与最根本的研究方法,就是其它研究方法的基础。 7、岩石力学、土力学与工程地质学有何关系 岩石力学与土力学与工程地质学有着十分密切的关系,工程地质学中的大量计算问题,实际上就就是岩石力学与土力学中所研究课题,因此在广义的工程地质学概念中,甚至将岩石力学、土力学也包含进去,土力学与岩石力学就是从力学的观点研究土体与岩体。它们属力学范畴的分支。 二、活断层工程地质研究 1、活断层的定义 活断层指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层(即潜在活断层)。 2、活断层的特征及分类 (1)活断层就是深大断裂复活的产物 (2)活断层具有继承性与反复性 (3)活断层按活动方式可以分为地震断层(粘滑型活断层)与蠕变断层(蠕滑型活断层)。
断层的(野外)识别标志 断层类型很多，规模差别极大，形成机制和构造背景各异，因此，研究的内容、方法和手段各不相同。但是断层研究的首要环节是要识别断层和确定断层的存在。虽然断层可以通过分析和解译航卫片、物探图、地质图和有关资料得以确定或推定。但识别和确定断层存在的主要方式是进行野外观测。 断层活动总会在产出地段的有关地层、构造、岩石或地貌等方面反映出来，形成了所谓的断层标志，这些标志是识别断层的主要依据。 地貌标志（1） 断层崖 由于断层两盘的相对滑动，断层的上升盘常常形成陡崖，这种陡崖称为断层崖。盆地与山脉间列的盆岭地貌是断层造成一系列陡崖的典型实例。 断层三角面 断层崖受到与崖面垂直方向水流的侵蚀切割，乃形成沿断层走向分布的一系列三角形陡崖，即断层三角面。 地貌标志（2） 错断的山脊 往往是断层两盘相对平移的结果。 横切山岭走向的平原与山岭的接触带 往‘往是规模较大的断裂。 串珠状湖泊洼地 往往是大断层存在的标志。这些湖泊洼地主要是由断层引起的断陷形成的。 泉水的带状分布 往往也是断层存在的标志。念青唐古拉南麓从黑河到当雄一带散布着一串高温温泉(右图)，是现代活动断层直接控制的结果。 水系特点 断层的存在常常影响水系的发育，引起河流的急剧转向，甚至错断河谷。 构造标志 如果线状或面状地质体在平面上或剖面上突然中断、错开，不再连续，说明有断层存在。右下图示断层造成的构造线不连续现象。为了确定断层的存在和测定错开的距离，在野外应尽可能查明错断的对应部分。 构造强化是断层可能存在的重要依据。构造强化现象包括有：岩层产状的急变和变陡；突然出现狭窄的节理化、劈理化带；小褶皱剧增以及挤压破碎和各种擦痕等现象。 构造透镜体是断层作用引起构造强化的一种现象。断层带内或断层面两侧岩石碎裂成大小不一的透镜状角砾块体，长径一般为数十厘米至二、三米。构造透镜体有时单个出现，有时成群产出。构造透镜体一般是挤压作用产出的两组共轭剪节理把岩石切割成菱形块体后，其楞角又被磨去形成的。包含透镜体长轴和中轴的平面，或与断层面平行，或与断层面成小角度相交。 在断层带中或断层两侧，有时见到一系列复杂紧闭的等斜小褶皱组成的揉褶带。揉褶带一般产于较弱薄层中，小褶皱轴面有时向一方倾斜，有时陡立，但总的产状常常与断层面斜交，所交锐角一般指示对盘运动方向。 断层岩的发育和较广泛产出也是断层存在的良好判据。 地层标志 地层的重复和缺失是识别断层的主要依据。 岩浆活动和矿化作用标志 大断层尤其是切割很深的大断裂常常是岩浆和热液运移的通道和储聚场所，因此，如果岩体、矿化带或硅化等热液蚀变带沿一条线或带断续分布，常常指示有大断层或断裂带存在。一些放射状或环状岩墙也指示放射状断裂或环状断裂的存在。 岩相和厚度标志 如果一个地区的沉积岩相和厚度沿一条线发生急剧变化，可能是断层活动的结果。断层
滑坡的野外鉴别 滑坡的发育过程是受其内在地质条件和各种外界因素所控制的，滑动发生后会在地表留下各种滑坡构造形迹。研究这些滑坡构造形迹的展布规律和特征，进行滑坡的野外鉴别，是研究滑坡形成机制和进行滑坡防治的基础和前提。滑坡的鉴别也是工程地质勘察的主要内容之一。如果对于滑坡或易滑动的山坡缺乏正确的认识，将工程建筑物设置在易滑动地段，在施工或营运过程中可能会引起古老滑坡的复活或产生新的滑坡。这将对工程造成极大的危害。有的工程项目因产生滑坡而被迫迁移；有的工程则因整治滑坡而增加投资，甚至延误工期。 （一）野外鉴别方法 1．地层岩性 地层岩性是产生滑坡的物质基础。研究结果表明：一定地区的滑坡发生于一定的地层之中。滑坡的产生多与泥质地层的存在有密切的关系。这些地层中容易产生滑坡的主要原因是此类地层岩性软弱。在水和其他因素的影响下，往往构成潜在的滑动面（带）。 在进行滑坡野外调查时应首先查明易滑坡地层在研究区内的分布组合规律。在我国易滑坡地层的主要类型有：砂页岩和泥岩互层；煤系地层；灰岩、泥灰岩、页岩互层；板岩、千枚岩、云母片岩等变质岩系；各种粘土、黄土和类黄土地层；风化残积层以及各种成因的堆积层等。 根据滑坡区内地层层序和产状的异常现象可以区分滑坡体和未扰动体的界线。在滑坡区内，滑坡体在脱离未扰动体的滑移过程中，岩土体常有扰动松脱现象。滑坡体的层位和产状特征常与外围岩体不连续，局部可能出现新老地层倒置的现象。滑坡造成的地层层序和产状特征的异常往往易与断层相混淆，在野外调查时应注意加以区分。其主要区别为：滑坡改变岩体结构的范围不大，而断层改变岩体结构的范围大，一般顺走向延伸较远。滑坡体常具折扭、张裂、充泥等松动破坏迹象，而断层上盘的岩体破碎多数是由有规律的节理切割而成。滑坡塑性变形带的物质成分较杂，厚度变化大，挤碎性差，所含砾石磨光性强；而断层带的物质成分较单一，厚度较稳定，破碎较强烈，常形成断层角砾岩或断层泥。2．地质构造 地质构造条件控制了滑坡滑动面的空间位置和滑坡范围，在大的构造断裂带
科技信息 防外破方面应用最为广泛的是输电线路视频图像在线监测系统，截至2011年送电部累计已在输电线路杆塔易遭偷盗、易受外力破坏的外破隐患点附近杆塔上安装视频图像在线监控装置共28套，收到了良好的防外破效果。 输电线路视频图像在线监测系统具有以下特点：①安装简单，维护量小。②自动运行，无需人为干预，自动记录报警状态，可随时显示、调取。 ③成熟的太阳能技术供电，可连续7个阴雨天工作。④适用于各种电压等级电网。⑤强大的后台分析软件，提供海量的图片，方便运行人员管理。⑥采用GPRS 无线数据远传方式，网络覆盖无处不在。通过不断增加视频图像在线监控装置数量后，输电线路易遭偷盗、易受外力破坏等外破隐患点已基本实现24小时连续监控，大大地减轻了输电线路运行维护人员的劳动强度，节省了大量的人力、物力。 6、标识设施的投入 ①制作吊车作业安全防护示意图张贴在大型施工机械驾驶室挡风玻璃上。 在输电线路保护区内各类大型施工机械驾驶室挡风玻璃上张贴吊车作业安全防护示意图后，吊车司机在施工作业时由于得到有效的安全提示，能始终保持施工机械与带电导线的安全距离，就能有效避免施工机械因与带电导线安全距离不足而引发输电线路外破故障跳闸。 ②在各类施工外破隐患点安装安全警示宣传牌。 通过在输电线路保护区内各类重要施工外破隐患点安装相应的安全警示宣传牌后，大多数施工作业人员由于受到安全警示宣传牌的安全警示教育，能充分意识到自己的行为已经触犯了电力设施保护的相关法律法规，认识到自身的违章施工作业行为已威胁到人身及电力设施的安全，均能够自觉停止危害电力设施的行为。 7、电力设施保护宣传力度 ①配合公司政工部开展保杆护线相关工作，召开输电线路保杆护线员培训会议。 ②制作电力设施保护宣传明信片发放到输电线路沿途乡镇、村落。③召开电力设施保护宣传工作专题宣贯会议。总之，晋江电力公司送电部从2011年开始按以上7种措施开展输电线路的防外破工作，2011年晋江公司输电线路外破跳闸7次，2012年跳闸5次，而且送电部对辖区内的输电线路防外破工作做到可控、在控。当然，防止和遏止输电线路外部破坏的发生，是一项长期而艰巨的工作。本着行业管理与治安管理相结合、行业管理与群众护线属地化管理相结合的原则，还需要坚持不懈去做许多说服、教育和宣传工作，使沿线群众爱线、护线意识得到不断提高，努力营造“破坏电力设施为耻，爱护电力设施为荣”的良好环境。只有这样，才能最大限度地消除和限制外界一切损害输电设施的不安全因素，确保电力设施安全、可靠供电。今后将继续细化和完善输电线路防外破旁站监控各项管理措施，与其他部门积极进行交流学习，不断克服电力设施防外破工作中的种种困难，为电网的安全稳定运行做出更大的贡献。 （上接第414页）断层作为一种重要的油气输导体系，它既可以为油气运移提供良好的通道，又可以作为遮挡物为油气的聚集提供圈闭，同时又可以对早期形成的油气藏起破坏作用，因而断层对油气的聚集分布有重要的控制作用。正确的理解断层开启性和封闭性的关系将有助于理解油气成藏的动态过程，预测油气的富集层位，揭示油气的分布规律，从而有效地指导油气勘探。断层在油气运聚过程中究竟起何种作用，关键在于其封闭与开启性。 1.断层封闭机理及其影响因素 断层封闭性系指断层对油气的封闭能力。它在地质空间上表现为断层的侧向封闭性和垂向封闭性。 断层侧向封闭机理主要有五种：对置封闭、充填封闭、涂抹作用封闭、碎裂作用封闭、成岩胶结作用封闭。断层侧向封闭的主要影响因素有：断裂带充填物的性质、断层两盘对置岩性、断移地层的砂泥比、泥岩涂抹层分布的连续性等。 断层垂向封闭机理主要有以下三种：充填封闭、碎裂作用封闭、成岩胶结作用封闭。断层垂向封闭性影响因素主要有：断裂带充填物的性质、断层的力学性质、断层的几何要素、埋深等。通常认为断面倾角越缓，断层埋深越大，上覆地层压力越大，垂向封闭性越好，反之则封闭性越差；断层埋深越大，上覆地层静压力越大，孔隙度和渗透率的减小幅度也相应增加，断裂带封闭性越好，反之封闭性越差。但是，张性盆地断层的封闭性随倾角的减小而增大；挤压性盆地断层的封闭性随着倾角的减小而减小；扭性盆地介于压性盆地和张性盆地之间。对于伸展性盆地，断层封闭系数随深度增加而增加；而对于挤压性盆地，随着深度的增加，封闭系数反而减小。 2.断层封闭性评价 2.1传统的岩性配置评价:传统方法在对断层封闭性研究的过程中，认为断层两盘是以“面”接触的，断层封闭性主要决定于断层两盘对接岩层的排替压力的相对大小。以这种岩性配置理论为基础的研究方法主要有：断层两侧地层对置分析法、Allan 断面图法、地震断层切片法和砂泥对接概率等。这些方法尤其适合于较浅部位、断层力学性质为张性和扭性、断裂带厚度较薄和不能连续分布的情况，两侧岩石近似直接接触。然而由于大多数断层两盘多以“带”接触，因而这些方法现在应用的不是很多。 2.2断层活动分析法：应用断层埋藏史、演化史结合区域构造的演化，分析断层的性质、活动的大小程度、时间与油气的运聚关系，定性评价断层的封闭性。 2.3数学地质方法：断层封闭性是多种地质因素共同作用的结果，因而选择适当的数学地质方法将诸多的地质因素通过数学变换与计算进行综合分析，可以更确切地反映断层实际的封闭情况。如非线性映射分析法、逻辑信息判断法、模糊综合评判判断法等。 2.4泥岩涂抹系数法：也有人称之为泥岩涂抹因子或泥岩沾污因子等，是近年来新兴起的一种定量确定断层封闭性的有效方法。断层封闭与否，断裂带中充填物的性质非常重要，而泥岩涂抹是断裂带中普遍存在的地质现象。Bouvier 、Lindsay 和Yielding 等分别提出用泥岩涂抹能力(CSP)、泥岩涂抹系数（SSF ）和断层泥比率(SGR)的计算方法来定性判断断层的侧向封闭性。CSP 只适用于断面剪切型的涂抹，SSF 适用于压入型的涂抹。但它们是对于单层泥页岩的厚度和断距而言，不适合厚层非均质的碎屑岩层序，而实际地层常常是非均质的厚层，SGR 的计算方法便是针对非均质的厚层提出来的。 2.5断裂带充填物泥质含量研究：断裂带充填物泥质含量影响了泥岩涂抹效果，决定了断裂带的性质。当断裂带内充填物泥质含量高时，可在断裂带内形成高的排驱压力，有效封堵油气；当泥质含量低于一定标准时，断裂带以砂岩为主，流体可通过断层移动，或沿断层向上运移，封堵油气效果差。目前应用较广的是由付广提出的泥质含量Rm 计算公式。 2.6断面应力分析：包括断面力学性质、区域主应力方向及断面应力大小的分析。断面所承受的应力包括剪应力与正应力。由于剪应力对断层封闭性影响相对较小，因此目前研究对象主要是正应力。一般认为，张性和张剪性断面多具有开启性，这时断层成为油气运移的通道；对于压性和压剪性断面，如果正应力大于岩层的抗压强度，则断层可对油气起到垂向封闭作用。在地下断面上所承受的应力应该为重力应力、构造应力和流体压力的叠加，以往研究中往往忽略了区域构造应力的影响，近年来学者们已经将其作为一个重要的影响因素进行分析。参考文献 ［1］吕延防，李国会，王跃文等.断层封闭性的定量研究方法［J ］.石油学报，1996，17(3)：39-45 ［2］童亨茂.断层开启与封闭的定量分析［J ］.石油与天然气地质，1998，19(3)：215-220 ［3］赵密福，李阳，张煜等.断层两盘岩性配置关系及断层的封闭性［J ］.中国石油大学学报(自然科学版)，2006，30(1)：7-10 ［4］Allan A S.Model for hydrocarbon migration and entrapment with-in faulted structures ［J ］.AAPG Bulletin ，1989，73：803-811［5］Barton C A ，Zoback M D ，Moos D.Fluid flow along potentially active faults in crystalline rock ［J ］.Geology ，1995，23：683-686 断层封闭性研究现状分析 胜利油田分公司地质科学研究院王东晔 ［摘要］本文通过断层封闭机理及其影响因素、评价方法两方面对断层封闭性的研究现状进行了总结。［关键词］断层封闭机理封闭性评价 — —415
1.野外鉴别走滑型活断层最好的地貌标志是河流沟谷的同步错移。 2.同一烈度震害区,对于同一建筑来说,以土层为地基的建筑一定比以基岩为地基的建筑损害程度大。 3.砂土相对密度愈低,愈易产生地震液化。 4.斜坡成坡后,在坡顶处形成剪应力集中带。 5.砂土的渗透系数越大,产生管涌的临界水力梯度越小。 6.深层岩溶是原来在地表附近形成的岩溶由于地壳下降运动而埋藏到地下深部的。 7.水库蓄水前,只要河间地块存在分水岭,蓄水后就不会产生库水向邻谷渗漏。 8.潜在正断型应力场产生水库诱发地震的可能性最小。TTTFTFFF 1.把一类以突然错动并产生地震的活动断层称为蠕滑断层。 2.地震震动破坏静力分析法是考虑由地面振动的最大加速度引起的惯性力。 3.地震震动时间越长、饱和砂层越厚埋深越浅,越易产生震动液化。 4.边坡破高越大、坡度越小,越容易在坡顶面及坡脚处产生应力集中区。 5.滑坡后部陡倾,前部缓倾滑坡,容易产生牵引式滑动。 6.深层岩溶是原来在地表附近形成的岩溶由于地壳下降运动而埋藏到地下深部的。 7.有可能产生渗透变形的土体,其细粒含量越高、土的粒度越均一,越容易产生流土。 8.两种不同溶液的水相混合后,溶蚀作用有所减小。
9.按以往震例来看,应变积累速率较高地区,透水性好的坚硬岩体库盆、库水深的条件下,容易产生水库地震。 10.斜坡变形一般可以分为卸荷回弹,局部破裂、崩塌弯曲倾倒等形式。FTTFFTTFT 1.水库蓄水前,河间地块存在地下分水岭,蓄水后将不会产生库水向邻谷的渗漏。 2.斜坡变形的结果将导致斜坡的破坏。 3.在岩土体稳定性评价中,由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定,通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值,此即稳定性系数。 4.地震烈度是衡量地震本身大小的尺度,由地震所释放出来的能量大小来确定。 5.用标准贯入试验判定砂土液化时,若某一土层的实际贯入击数大于临界贯入击数,则该土层液化。FFFFF 1.野外鉴别走滑型活断层最好的地貌标志是河流沟谷的同步错移。 2.同一烈度震害区,对于同一建筑来说,以土层为地基的建筑一定比以基岩为地基的建筑损害程度大。 3.砂土相对密度愈低,愈易产生地震液化。 4.斜坡形成后,在坡顶处形成剪应力集中带。 5.砂土的渗透系数越大,产生管涌的临界水力梯度越小。 6.深层岩溶是原来在地表附近形成的岩溶由于地壳下降运动而埋藏到地下深部的。