Слайд 1Раздел 4: Основы структурной геологии
Вопросы:
1. Формы залегания горных пород
2. Структуры
сжатия
3. Структуры растяжения
4. Структуры сдвига
5. Трещинные структуры (структуры без смещения)
Структуры
со смещением
Слайд 2
Структурная геология изучает формы залегания горных пород в земной коре,
причины их возникновения и историю развития.
Залеганием называется пространственное положение в
земной коре тел горных пород.
Формы залегания горных пород – это простейшие составные части земной коры: отдельные слои (пласты) горных пород, складки, трещины, разрывные смещения.
Слайд 3Пласт (слой) — геологическое тело, сложенное однородной породой, ограниченное двумя
более или менее параллельными поверхностями напластования, имеющее одинаковую мощность и
занимающее значительную площадь.
Что такое пласт (слой)?
Слайд 41. Формы залегания пластов горных пород
Горизонтальное залегание (первичное) – кровля
и подошва пласта близки к горизонтальным поверхностям (измеряется горным компасом,
определяется по топографической карте или вычисляется по трем буровым скважинам)
Наклонное залегание (вторичное) – пласты на обширных пространствах наклонены в одном направлении (моноклинальное залегание) – определяется по элементам залегания (падение, простирание, угол падения)
Складчатые формы залегания (вторичные) – волнообразные изгибы в слоистых толщах образующиеся при пластических деформациях
Слайд 5Пример горизонтального залегания пластов
Слайд 6Пример субгоризонтального залегания пластов
Слайд 7Пример наклонного залегания пластов
Слайд 8Пример наклонно залегающих песчаных пластов
Слайд 9Пример складчатого залегания пластов
Слайд 10Элементы слоя (пласта) и элементы залегания
кровля
подошва
Слайд 12Определение истинной мощности наклонного пласта (на дневной поверхности)
Слайд 13Определение истинной мощности пласта в буровой скважине
Слайд 14Тектонические деформации
Пластическая
деформация
Хрупкая
деформация
Сжатие
Растяжение
Сдвиг
Складки
Растяжение и утонение
Изгиб
Разломообразование
Разломообразование
Разломообразование
Структуры – реакция недр на деформации, т.н.
структурный «отпечаток»
Упругая деформация
Слайд 16 2. Структуры сжатия
Типы структур сжатия:
1. Взбросы
2. Надвиги
3. Складки
Слайд 171. Строение взбросов
Элементы строения взбросов:
АБ — амплитуда по сместителю;
БВ — стратиграфическая амплитуда; БД — вертикальная амплитуда; АД —
горизонтальная амплитуда; — угол наклона сместителя
Взбросы – это разрывные нарушения, у которых плоскость сместителя наклонена в сторону приподнятого крыла
Слайд 182. Строение надвигов
Надвиги – разрывы взбросового типа, возникающие одновременно со
складчатостью или накладывающиеся на складчатые структуры. По наклону поверхности сместителя
выделяют: крутые (более 45), пологие (менее 45) и горизонтальные надвиги. Амплитуды перемещений – сотни метров – первые километры
Слайд 19Тектонические покровы – шарьяжи (разновидность надвигов)
Тектонический покров – это горизонтальный
или пологий надвиг с перемещением пород на расстояния в десятки
и сотни километров. В строении выделяют: 1) нижний ярус (автохтон), 2) верхний ярус (аллохтон)
Слайд 203. Складчатые структуры
Антиклинали – изгибы, в центральных частях которых располагаются
наиболее древние породы относительно их краевых частей
Синклинали – изгибы, в
центральных частях которых располагаются более молодые породы, чем в краевых частях
Слайд 21Тип складки устанавливается по возрасту отложений
Слайд 24Графическое изображение основных элементов складок
Слайд 25Графическое изображение симметричных, асимметричных,
опрокинутых и лежачих складок.
1. Классификация складок
по положению осевой поверхности
Морфологическая классификация складок
Слайд 27 Механизмы образования складок
Складки продольного (вдоль слоев) и поперечного (поперек
слоев) изгиба, механизм их образования и ориентировка напряжений
Складки продольного изгиба
Складки
поперечного изгиба
Слайд 283. Структуры растяжения - сбросы
Сбросы – разрывные нарушения, у
которых плоскость сместителя наклонена в сторону опущенного крыла.
Слайд 2912th - 14th May 1997
Системы сбросов
Ключевые термины, относящиеся
к системам сбросов в тектонических бассейнах растяжения.
Слайд 32Сдвиги – субвертикальные разрывы, смещения по которым происходят в горизонтальном
направлении по простиранию сместителя
Слайд 33Примеры сдвигов
с вертикальным сместителем
с наклонным сместителем
с горизонтальным сместителем
Слайд 35Влияние разломов на залежь углеводородов
Слайд 36Изображение структур с помощью изолиний
Слайд 46 Отображение геологических структур с помощью структурной карты
Слайд 47Пример структурной карты сводового поднятия
Слайд 50Изображение разломов на структурной карте
Слайд 51Что такое естественная трещина?
Макроскопическое планарное нарушение сплошности, являющееся результатом напряжения,
превышающего прочность породы на разрыв (Stearns, 1990).
Пластовая трещина это естественное
макроскопическое планарное нарушение сплошности в породе вследствие деформации (Nelson, 1985).
5. Трещинные структуры (структуры без смещения)
Слайд 52 Формирование трещин
Разрушение растяжения – развитие раскола
Разрушение сдвига – образование
разломов
Трещины растяжения (отрыва)
Очень многочисленные
Компенсируют незначительную деформацию
Трещины сдвига (скалывания)
Менее многочисленны
Компенсируют значительную
деформацию в трещиноватых зонах и разломах
Могут быть схожими по свойствам с пористыми пластами
Слайд 53Типы трещин
В экспериментах по деформации пород различные типы трещин образовывались
при различных условиях напряжения
Сдвиговые трещины
Трещины отрыва при растяжении и сжатии
Слайд 54Параметры, используемые для описания трещин и систем трещин
Отдельные трещины
1. Ориентировка
(азимуты падения, простирания, угол падения)
2. Размер (протяженность)
3. Местоположение
4. Kh –
пропускная способность
5. Апертура (ширина)
6. Частота
Системы трещин
1. Густота,
2. Ограниченность,
3. Связанность
Трещины близкой ориентировки (отличия не более 10-15 град.), объединяются в ряды трещин.
Слайд 55Систематич. трещины
Несистематич. трещ.
Стыковые соединения
Несистематич. трещины
Номенклатура трещин отдельности
Слайд 56Трещины определяют блоки матрицы
Слайд 57Плотность системы трещин и расстояние между ними могут быть различными
Плотность
– Общая длина/площадь
Частотность (1/расстояние между соседними) = Кол-во/длину
Слайд 58В объеме трещиноватой породы много трещин…
Частотность трещин – это кол-во
пересек. скважину трещин на ед. длины. Зависит от ориентировки ствола
скважины!
Что такое частотность трещин?
Слайд 59Пример минерализованных трещин двух направлений. Изучение плотности и параметров трещин
производится вдоль двух взаимно перпендикулярных направлений (по отношению к трещинам)
в плане и в вертикальном сечении (на рисунке не видно), что характеризует трещины в трехмерном пространстве.
Слайд 60Распределение напряжений может вызвать анизотропию
Слайд 61Связь трещин с геологическими структурами
Трещины связанные со складчатостью
Трещины связанные с
разломом
Высокая плотность трещин в замке складки
Зона открытых трещинных каналов
Слайд 62Трещины растяжения при складкообразовании
Растяжение
Сжатие
Слайд 63Трещины в связи с разломами
Трещины возникают в зоне динамического влияния
разлома
Слайд 64s3
sn
Трещины сдвига и растяжения в
породах различного состава. Как
они
будут влиять на проницаемость?
Слайд 65Трещина растяжения переходит в трещину сдвига в мягкой породе.
Почему?
Как это повлияет на проницаемость?
Слайд 66Кальцитовые прожилки пересекают карбонатную породу и не распространяются в глинистые
сланцы
Слайд 67Избирательная приуроченность трещин к прослоям известняков
Слайд 68Изучение трещин в керне
Анализ керна позволяет:
1. Отличить
естественные трещины от вторичных,
2. Определить геологические характеристики
проводящих трещин,
3. Установить последовательность формирования трещин по характеру заполнения минералами и взаимным пересечениям
4. Проверить на наличие потенциально изолирующих трещин
Слайд 69Трещины входят и выходят из керна под углом
Они не параллельны
оси керна
Трещины имеют нарушенную или (корродированную) поверхность
Это не «свежий» скол
Трещины
иногда совпадают с природными ослабленными границами
Например с границами пластов
Обычно трещины минерализованы
Если трещина полностью заполнена минералами ее называют «залеченной»
Характеристика естественной трещиноватости в керне
Слайд 70Признаки естественного разрывного нарушения в керне
Смещение напластования
Присутствие зеркал скольжения
(с углубленными бороздками)
Показывают направление смещения
Присутствие раздробленных пород (тектонических брекчий)
Слайд 71Признаки трещин в керне
Одна система трещин, минерализованная кварцем (белое) смещена
другой системой мелких неминерализованных трещин в алевролите
см
Слайд 72Признаки трещин в керне
Зеркало скольжения в песчанике. Плоскость трещины залечена
кальцитом
Бороздки
на зеркале
скольжения
Слайд 73Характеристика естественной трещиноватости в керне
Естественная трещиноватость в карбонатных породах. Трещины
косо ориентированы относительно оси керна, субпараллельны и проникают через весь
образец. Заметьте «корродированность» поверхности левой трещины
Слайд 75Диагностика трещиноватости технологией FMI
Распределение азимутов простирания трещин
Гистограмма распределения углов падения
трещин
Слайд 76ИЗУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ТРЕЩИНОВАТОСТИ (а)
И КАВЕРНОЗНОСТИ (б) КАРБОНАТНЫХ ПОРОД
(по К.И.Багринцевой, 1977)