川南长宁地区构造特征及志留系龙马溪组裂缝特征研究

四川盆地下寒武九老洞组与下志留统龙马溪组页岩是近期关注和研究的焦点，盆地南部广泛分布的龙马溪组是研究页岩气勘探开发中诸多问题的良好地区。深入研究该地区构造特征及龙马溪组页岩裂缝的特征、发育规律,不仅有利于研究区的页岩气勘探工作的部署及开发,同时也对整个四川盆地的页岩气勘探研究有实际意义。但目前对川南长宁地区志留系龙马溪组泥页岩裂缝发育的构造背景分析还不够深入，对泥页岩裂缝的识别尚未形成一套完善的有效方法，对泥页岩裂缝发育及分布规律的主控因素分析不够全面，对泥页岩裂缝形成期次与裂缝发育模式方面的研究较少。在前人研究的基础上，本论文主要通过研究长宁地区的古构造演化和现今构造特征来简要分析川南长宁地区变形特征及控制其变形的应力场，综合研究长宁地区志留系龙马溪组裂缝特征、探讨裂缝的发育规律，其研究方法是综合利用地质理论基础、钻井资料、野外资料和物探资料，运用构造地质学、构造物理学、测井及地球物理等学科理论使研究区达到点-线-面结合并且进行深入分析；通过以上的研究分析方法，本文对川南长宁地区构造特征及志留系龙马溪组裂缝特征、发育规律有了一些认识：（1）由长宁地区二维地震剖面绘制的演化史剖面可以发现：长宁构造主要变形期为晚燕山-喜山期，研究区在侏罗系沉积之后在喜山运动的影响下，形成一个北西南东走向的背斜，其核部位于兴文县境内，同时研究区内一系列逆断层开始形成；前期的升降运动奠定了北西-南东向构造形成的基础。（2）由长宁地区平面古演化特征可以认识到：上二叠统沉积前，长宁地区在该时期的构造格局相对稳定，全区地层缓慢抬升，中北部雷打坪-观音堂和安顺场-狮子岩两处隆起相比于全区其抬升幅度略大，有逐渐扩大与合并的趋势。由二叠系沉积前中奥陶系顶面古构造图可见，中北部雷打坪-观音堂和安顺场-狮子岩地区两处相对独立的构造高点在外围相连形成了北西-南东向的长宁背斜构造；由上二叠系沉积前中奥陶系顶面及中志留系顶面古构造图可以看出，在这一时期中北部长宁背斜面积进一步扩大，约占全区面积的四分之一，为本区主要的构造高点；这一观点也与长宁地区沉积-构造演化史剖面的分析结果相吻合。（3）通过对长宁地区多个野外观测点详细观察与测量可以看出：志留系龙马溪组中发育的裂缝主要为层间页理缝、垂直于层面的剪裂缝，局部发育与层面斜交的裂缝。（4）根据长宁地区A井成像测井研究发现：龙马溪组中主要发育高阻缝；统计结果表明，高阻缝的倾角集中在65°～82°之间，为中高角度裂缝。（5）综合野外露头、岩心及成像测井分析结果表明：长宁地区龙马溪组页岩裂缝的展布规律在不同的构造部位差别较大，同一地点的不同层段裂缝的发育特征也有所不同;控制长宁地区裂缝发育的主要因素为多期复合、联合的构造应力场和构造部位，岩石中脆性矿物的含量也是影响因素之一。（6）数值模拟显示：纵向上最大主应力随深度增加而增加，应变主要表现为体积膨胀，断层的存在对应力及应变的分布规律具有极其重要的影响，推测研究区裂缝的发育受断层发育的影响。（7）利用曲率法对三维区块进行了平面裂缝预测，结果表明：龙马溪组上部和下部裂缝发育差异较大，上亚段裂缝较为发育，下亚段裂缝基本不发育，仅在大断裂附近有一些分布与断层平行的裂缝。