龙门山晚三叠世须家河组震积岩特征研究——以汶川地震科学钻探1、3号(WFSD-1、WFSd-3)孔为例

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2008年5月12日中国四川省汶川地区发生了震撼世界的Ms.8.0级大地震,科技部、国土资源部和中国地震局在震后的178天迅速反应,组织国家科技专项汶川地震断裂带科学钻探项目(WFSD)。计划在发生地表破裂的地震断裂带(映秀-北川断裂带和安县-灌县断裂带)上盘不同位置实施了5口科学钻探。其中一号孔(WFSD-1)是二号孔(WFSD-2)的先导孔,位于四川省都江堰市虹口乡八角庙,于2008年11月4日开钻,钻孔位置距离龙门山中央断裂—北川-映秀断裂385m,打穿了映秀-北川断裂主滑移带。从上到下钻遇彭灌杂岩、须家河组地层。三号(WFSD-3)孔位于四川省绵竹市九龙镇猫儿坪,于2009年12月8日开钻,钻孔打穿了安县-灌县主滑移带。从上之下钻遇地层为上三叠统须家河组四段,须家河组三段,须家河组四段,地层存在重复。  本研究在岩心观察过程中发现了一系列软沉积变形构造,将其标定为震积作用形成的震积岩。通过统计发现,WFSD-1井震积岩集中发育在井深609.44m~648.17m,693.64m~717.36m,770.34m~812.48m,943.67 m~1025.05m,1120.61m~1151.67m五个层段。主要的识别标志有液化砂岩脉、液化泄水构造层、内断层、不规则泥岩液化脉、液化卷曲变形、微褶皱、微断层、原地震动枕状层及液化砂球-砂枕构造。WFSD-1井震积岩集中在井深256.92~293.75m和井深1267.15~1341.08m,主要识别标志有微褶皱、微断层、阶梯状正断层、震裂缝、变形层理、火焰状构造、液化卷曲变形、液化砂岩脉、液化砂枕—砂球构造等,同时还发现有泄水构造、砂火山、印模构造、砂岩墙、震浊积岩、液化角砾岩。震积岩在垂向上往往存在一个特殊的沉积序列,因此,在对WFSD-1和WFSD-3井震积岩垂向特征研究后发现较为完整的震积岩垂向序列,其中WFSD-1井须家河组二段震积岩在垂向上为下伏未震层-震碎角砾岩层-液化变形层-微断层,微裂缝层-液化均一层-上覆未变形层序列;WFSD-3井须家河组四段垂向上为下伏未震层-变形层理层-液化角砾岩层-液化砂岩脉层-液化卷曲变形层-微断层层-流化砾岩层-液化均一层-上覆未变形层。须家河组震积岩大量发育的时期正是龙门山断裂带逆冲推覆、快速隆升时期,也是控盆断裂强烈活动的时期。该时期的地震活动与龙门山断裂带的活动密切相关。须家河组震积岩研究可以帮助我们了解地史时期古地震活动周期性。根据WFSD-1井震积岩发育频率,须二段可以看作有出5个地震活跃期平静期交替出现。震积作用形成的裂缝、孔隙、断层可以改善储层性质,为油气储存及运移创造条件。
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