运用普遍接受的裂缝关系时的陷阱：得克萨斯州Comal县坎宁湖峡谷希登瓦利断裂带层状碳酸盐岩中的裂缝

作者：Ronald N.McGinnis,王冉,张生

摘要：天然裂缝系统的描述涉及裂缝类型（断层、节理和岩脉）、破裂型式（方位、裂缝组和组内裂缝间距）、大小分布（穿层性、开度和迹线长度）以及形成时间关系。传统上，一般基于观察结果建立裂缝与岩性、力学地层、地层厚度、构造位置、破裂样式和应力史等的关系，并利用这些关系来预测破裂岩石中的裂缝间距（fracture spacing）以及张开型（opening—mode）裂缝与断层的相对丰度。基于这些关系建立概念性裂缝模型，有助于预测裂缝性储层或其他裂缝性岩石系统的变形。在建立这样的裂缝模型时存在一个大的陷阱，那就是运用基于一般性关系的假设，因为这些一般性关系通常是因地而异而非通用的。在本文中，我们研究了一套碳酸盐岩一页岩混合层序，这套层序中发育地震尺度（seismic-scale）的正断层，其裂缝特征并不遵循通常所报告的裂缝关系。具体来讲，我们发现，（1）张开型裂缝（节理和岩脉）的频率（或间距）与其到主断层迹线的距离并无清晰的关系；（2）裂缝间距和地层厚度之间并没有可以检测的关系。不过我们的确发现，（1）小位移断层的频率与其到主断层迹线的距离具有强烈的正相关关系；（2）在机械分层的地层剖面上，在顺层出露面。（pavement）之间，裂缝网络的样式和破裂模式（张性裂缝vs．剪切裂缝）各不相同；（3）在裂缝网络内，很多区域的断层数量要多于张开型裂缝数量。我们解释认为，重大破裂作用起始于地层接近最大埋深且差异应力比较高的条件下，此时剪切破裂作用占主导地位，而模式I张性破裂作用则随后发生于较低的差异应力条件下，裂缝发育在早期形成的剪切裂缝之间。我们得出结论，在任何可能的时候，都要在建立裂缝模型之前对具体位置的裂缝观测结果开展仔细而深入的分析，

关键词：裂缝类型碳酸盐岩得克萨斯州陷阱断裂带地层厚度裂缝性储层裂缝间距

分类号： P618.130.2[天文地球—矿床学][天文地球—地质学]