淮北煤田断裂构造系统及其形成演化机理
发布时间：2023-11-26 14:58
淮北煤田特殊的构造位置使其在长期的地质演化过程中形成了现今复杂的断裂构造系统。本文以大量实际地质资料为依据,全面展示了该区断裂构造的发育特征、几何学特征、运动学特征；并从区域地质背景、构造应力场分布、断层活动性等方面,结合砂箱物理实验和数值模拟等技术手段,再现了淮北煤田断裂构造系统的形成演化过程,明确了各类断裂构造的形成演化机理；在全面认知断裂体系的基础上,从水文地质条件和现今地温场分布两方面,探讨断裂构造特性所决定的工程地质效应。取得的成果和认识主要包括以下几个方面：(1)全面展示了淮北煤田断裂构造的发育特征：淮北煤田断裂构造发育程度较高,断裂构造在空间上的展布主要分为5组,且以NE向和NNE向断裂最为发育；全区以高角度正断层发育为主,断层落差与其平面延展长度总体上呈正相关关系。(2)明确了各矿区断裂构造发育的差异性：各矿区断裂发育具有各自的特色,临涣、涡阳矿区构造变形强烈,区内正断层极为发育。涡阳矿区主要发育近南北向和近东西向两组张性断裂；临涣矿区几乎全部为高角度、高落差的NE向正断层；濉肖闸河和宿县矿区断层发育相对较弱,但发育大量徐宿弧推覆构造体系的逆断层。(3)对淮北煤田断裂体...
【文章页数】：244 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 断裂构造特征研究现状
1.2.2 断裂变形机理及其形成演化研究现状
1.2.3 断裂构造特征及其演化的工程效应研究现状
1.2.4 淮北煤田构造研究现状
1.2.5 存在的问题和不足
1.3 研究的内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究思路和方法
1.4 研究过程和工作量
2 区域地质概况
2.1 地层
2.1.1 区域地层
2.1.2 研究区煤系地层
2.2 区域地球物理场与深部构造特征
2.2.1 重力场与磁场
2.2.2 深部构造特征
2.3 地质构造
2.3.1 区域大地构造背景
2.3.2 研究区构造特征
2.3.3 岩浆活动
3 淮北煤田断裂构造的发育特征
3.1 断层性质
3.2 断层产状
3.2.1 断层走向
3.2.2 断层倾向
3.2.3 断层倾角
3.2.4 赤平投影特征
3.3 断层规模
3.3.1 断层落差
3.3.2 平面延展长度
3.3.3 断层落差与平面延展长度的关系
3.4 断裂构造的平面发育特征
3.4.1 断层密度
3.4.2 分形特征
3.5 本章小结
4 淮北煤田断裂构造几何学及运动学特征
4.1 边界断裂、主干断裂
4.2 断裂分级和构造单元的划分
4.2.1 断裂系统的分级
4.2.2 构造单元的划分
4.3 淮北煤田典型断裂构造样式
4.3.1 正断层及伸展构造样式
4.3.2 逆断层及逆冲推覆构造样式
4.3.3 平移断层和走向滑动构造
4.3.4 反转构造
4.3.5 其它构造样式
4.4 本章小结
5 淮北煤田断裂构造系统的形成演化
5.1 区域地质演化背景
5.1.1 古构造期和构造事件
5.1.2 古构造应力场
5.1.3 地层沉积演化
5.2 郯庐断裂对淮北煤田构造演化的影响
5.2.1 郯庐断裂带的形成和走滑
5.2.2 郯庐断裂带对淮北煤田构造演化的影响
5.2.3 徐宿推覆构造的形成
5.3 淮北煤田断裂构造系统的形成与演化
5.3.1 印支期断裂构造系统——东西向褶皱及断块形成阶段
5.3.2 早燕山期断裂构造系统——新华夏构造体系的形成
5.3.3 晚燕山期断裂构造系统——大规模的拉张伸展活动
5.3.4 华北期断裂构造系统——近东西向断裂的形成和再次活动
5.3.5 喜山期断裂构造系统——早期近南北向断裂的发展
5.3.6 断裂构造演化的平衡剖面分析
5.3.7 新老构造层的划分
5.3.8 复杂断裂系统的形成机制分析
5.4 新构造期及断层活动性分析
5.4.1 现代构造应力场
5.4.2 淮北煤田矿井地应力测试
5.4.3 断层活动性分析
5.4.4 本节小结
5.5 本章小结
6 典型断裂构造的形成演化实验研究
6.1 断裂构造砂箱物理模拟实验研究
6.1.1 实验模型和主要思路
6.1.2 砂箱物理模拟实验过程及结果分析
6.1.3 本节小结
6.2 构造应力场数值模拟研究
6.2.1 有限差分法构造应力场数值模拟的原理和方法
6.2.2 印支期构造应力场数值模拟
6.2.3 早燕山期前期构造应力场数值模拟
6.2.4 晚燕山期古构造应力场数值模拟
6.2.5 本节小结
7 断裂构造的工程地质效应
7.1 断裂构造对水文地质条件的控制
7.1.1 断裂构造的控水模式
7.1.2 断层导含水性的主要控制因素
7.2 淮北煤田现今地温场的构造控制
7.2.1 现今地温场特征
7.2.2 现今地温分布的构造控制
7.3 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 主要创新点
8.3 展望和不足之处
参考文献
致谢
作者简介及攻读博士学位期间主要科研成果
本文编号：3868003
【文章页数】：244 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 断裂构造特征研究现状
1.2.2 断裂变形机理及其形成演化研究现状
1.2.3 断裂构造特征及其演化的工程效应研究现状
1.2.4 淮北煤田构造研究现状
1.2.5 存在的问题和不足
1.3 研究的内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究思路和方法
1.4 研究过程和工作量
2 区域地质概况
2.1 地层
2.1.1 区域地层
2.1.2 研究区煤系地层
2.2 区域地球物理场与深部构造特征
2.2.1 重力场与磁场
2.2.2 深部构造特征
2.3 地质构造
2.3.1 区域大地构造背景
2.3.2 研究区构造特征
2.3.3 岩浆活动
3 淮北煤田断裂构造的发育特征
3.1 断层性质
3.2 断层产状
3.2.1 断层走向
3.2.2 断层倾向
3.2.3 断层倾角
3.2.4 赤平投影特征
3.3 断层规模
3.3.1 断层落差
3.3.2 平面延展长度
3.3.3 断层落差与平面延展长度的关系
3.4 断裂构造的平面发育特征
3.4.1 断层密度
3.4.2 分形特征
3.5 本章小结
4 淮北煤田断裂构造几何学及运动学特征
4.1 边界断裂、主干断裂
4.2 断裂分级和构造单元的划分
4.2.1 断裂系统的分级
4.2.2 构造单元的划分
4.3 淮北煤田典型断裂构造样式
4.3.1 正断层及伸展构造样式
4.3.2 逆断层及逆冲推覆构造样式
4.3.3 平移断层和走向滑动构造
4.3.4 反转构造
4.3.5 其它构造样式
4.4 本章小结
5 淮北煤田断裂构造系统的形成演化
5.1 区域地质演化背景
5.1.1 古构造期和构造事件
5.1.2 古构造应力场
5.1.3 地层沉积演化
5.2 郯庐断裂对淮北煤田构造演化的影响
5.2.1 郯庐断裂带的形成和走滑
5.2.2 郯庐断裂带对淮北煤田构造演化的影响
5.2.3 徐宿推覆构造的形成
5.3 淮北煤田断裂构造系统的形成与演化
5.3.1 印支期断裂构造系统——东西向褶皱及断块形成阶段
5.3.2 早燕山期断裂构造系统——新华夏构造体系的形成
5.3.3 晚燕山期断裂构造系统——大规模的拉张伸展活动
5.3.4 华北期断裂构造系统——近东西向断裂的形成和再次活动
5.3.5 喜山期断裂构造系统——早期近南北向断裂的发展
5.3.6 断裂构造演化的平衡剖面分析
5.3.7 新老构造层的划分
5.3.8 复杂断裂系统的形成机制分析
5.4 新构造期及断层活动性分析
5.4.1 现代构造应力场
5.4.2 淮北煤田矿井地应力测试
5.4.3 断层活动性分析
5.4.4 本节小结
5.5 本章小结
6 典型断裂构造的形成演化实验研究
6.1 断裂构造砂箱物理模拟实验研究
6.1.1 实验模型和主要思路
6.1.2 砂箱物理模拟实验过程及结果分析
6.1.3 本节小结
6.2 构造应力场数值模拟研究
6.2.1 有限差分法构造应力场数值模拟的原理和方法
6.2.2 印支期构造应力场数值模拟
6.2.3 早燕山期前期构造应力场数值模拟
6.2.4 晚燕山期古构造应力场数值模拟
6.2.5 本节小结
7 断裂构造的工程地质效应
7.1 断裂构造对水文地质条件的控制
7.1.1 断裂构造的控水模式
7.1.2 断层导含水性的主要控制因素
7.2 淮北煤田现今地温场的构造控制
7.2.1 现今地温场特征
7.2.2 现今地温分布的构造控制
7.3 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 主要创新点
8.3 展望和不足之处
参考文献
致谢
作者简介及攻读博士学位期间主要科研成果
本文编号：3868003
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3868003.html