砂箱构造物理模拟与含油气盆地研究

目录
第1章 砂箱构造物理模拟原理与进展 1
1.1 砂箱物理模拟实验方法论 1
1.1.1 物理模型比例参数 1
1.1.2 模型材料 3
1.1.3 构造物理模拟设备装置 5
1.2 临界楔理论与自相似性生长过程 9
1.3 挤压砂箱构造物理模拟 11
1.3.1 模型基底特性 12
1.3.2 模型物质特性 15
1.3.3 模型动力学特性 18
1.3.4 模型浅表作用过程 20
1.4 张性砂箱构造物理模拟 23
1.4.1 拉张构造变形模型与机制 23
1.4.2 重力驱动构造变形模型与机制 26
1.4.3 反转构造物理模型实验 28
1.5 走滑砂箱构造物理模拟 31
1.5.1 吕德尔剪切模型 33
1.5.2 弥散性剪切带变形模型 37
1.5.3 走滑剪切构造变形分段性 38
第2章 砂箱物理模型构造运动学与光纤光栅耦合性特征 43
2.1 光纤光栅传感器基本原理 43
2.2 砂箱物理模拟构造运动学特征 45
2.2.1 物理模型装置设计 45
2.2.2 砂箱物理模拟构造变形与运动学特征 46
2.3 光纤光栅差异布线方式应力-应变响应特征 47
2.4 砂箱物理模拟运动学与光纤光栅微应变耦合性 52
2.5 褶皱冲断带-前陆盆地系统耦合与脱耦性 54
2.6 楔形体断层生长能耗系数 54
第3章 砂箱物质特性及其对构造变形过程的影响 57
3.1 砂箱物质特性 57
3.1.1 石英砂和玻璃珠物理特性 57
3.1.2 石英砂和玻璃珠力学特性 59
3.2 匀速挤压变形模拟实验设置与过程 62
3.2.1 模型边界条件设置 62
3.2.2 均质石英砂模型模拟过程特征 63
3.2.3 基底玻璃珠滑脱层模型模拟过程特征 66
3.3 砂箱物质特性与构造变形特征相关性 67
3.3.1 砂箱楔形体几何学与运动学特征 67
3.3.2 砂箱楔形体能干性/力学条件对比 68
3.3.3 砂箱构造变形内因与外因条件控制性 70
3.3.4 模型实验与自然原型对比 71
第4章 砂箱物理模型速度标杆模拟实验 74
4.1 物理模型装置设计 75
4.2 物理模拟实验过程 78
4.2.1 低速挤压缩短变形模拟实验 78
4.2.2 中速挤压缩短变形模拟实验 81
4.2.3 高速挤压缩短变形模拟实验 81
4.3 挤压变形速率与冲断带-前陆盆地构造特征相关性 83
4.3.1 断层空间间距 85
4.3.2 楔形体几何学 86
4.3.3 楔形体内部形变 86
4.3.4 楔形体非对称性结构特征 87
4.3.5 砂箱物理模拟可重复性 88
第5章 “从源到汇”浅表作用过程砂箱物理模拟研究 91
5.1 构造-剥蚀-沉积过程与机制 92
5.2 盆-山系统构造-剥蚀-沉积过程模拟 94
5.2.1 构造-剥蚀-沉积作用边界条件 94
5.2.2 “从源到汇”过程相似性原理 96
5.3 龙门山—川西前陆系统剥蚀-沉积过程模拟实验 98
5.3.1 剥蚀-沉积作用过程物理模型边界条件 98
5.3.2 构造-剥蚀-沉积过程实验结果 100
5.4 盆-山系统自然界原型与模拟实验对比 105
5.4.1 盆-山系统浅表剥蚀与沉积物质通量 105
5.4.2 浅表构造剥蚀-沉积(耦合)作用过程典型互馈机制作用 107
5.4.3 龙门山—川西前陆系统构造-剥蚀-沉积耦合作用特征 109
第6章 青藏高原东缘走滑盆-山系统构造物理模拟研究 112
6.1 弧形走滑剪切模型方法学 113
6.1.1 走滑剪切物理模拟装置设计 113
6.1.2 模型实验比例系数 117
6.2 弧形走滑剪切模拟实验结果 118
6.2.1 均质石英砂模拟实验结果 118
6.2.2 非均质-层间玻璃珠物质模拟实验结果 120
6.2.3 非均质-层间硅胶物质模拟实验结果 122
6.3 弧形走滑剪切系统构造变形特征 123
6.4 自然原型弧形走滑系统对比特征 126
第7章 浅表底辟构造砂箱构造物理模拟研究 129
7.1 自然界底辟构造形成过程机制与特征 130
7.1.1 底辟构造形成机制 131
7.1.2 底辟构造结构与形态特征 132
7.1.3 底辟构造断裂特征与成矿/成藏 134
7.1.4 泥岩和膏盐底辟差异性 136
7.2 底辟构造砂箱物理模拟实验 138
7.2.1 相似性原理 138
7.2.2 底辟模拟装置条件 139
7.2.3 底辟构造形成演化控制因素 140
7.3 莺歌海盆地底辟构造物理模拟实验 142
7.3.1 底辟模拟装置设计 144
7.3.2 走滑底辟物理模拟实验过程 145
7.3.3 底辟模型实验-自然界原型对比 152
参考文献 161
附图 182