保德地區(qū)太原組裂隙特征及成因分析.pdf

1、保德地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東緣北部,在構造位置上屬于晉西褶曲帶北段,是我國第一個已探明的大型中低階煤層氣田。因此,研究該區(qū)域含煤地層裂隙的發(fā)育規(guī)律對煤層氣的賦存與開采具有重要意義?；趯ρ芯繀^(qū)野外地質(zhì)剖面和不同構造部位觀察和測量,并采集巖石樣品,從宏觀和微觀的角度對研究區(qū)野外實測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析,運用分形、灰色關聯(lián)分析的方法,闡述了研究區(qū)太原組裂隙發(fā)育特征,結合研究區(qū)的構造演化規(guī)律及相關地質(zhì)因素探討了裂隙的成因,從裂隙發(fā)育特征、構造應力

2、場、構造樣式三方面闡述了其對煤層氣富集的影響。
　　從宏觀上看,研究區(qū)野外節(jié)理走向以NNW、NE向最為發(fā)育,其次為NEE向,南北存在差異,局部地區(qū)節(jié)理走向受構造樣式的影響。裂隙的傾角類型以斜交裂隙-近垂直裂隙為主。宏觀裂隙的開合程度類型以閉合裂隙和裂開裂隙為主。裂隙的延伸長度與發(fā)育裂隙的數(shù)量呈負相關關系,充填物較少,以方解石和泥質(zhì)充填為主。裂隙發(fā)育程度受巖石性質(zhì)、巖層厚度、局部構造樣式的影響,具體表現(xiàn)為:
　　(1)斷裂帶和

3、褶皺的轉折端部位裂隙較為發(fā)育;
　　(2)厚度較小的巖層相對于厚度較大的巖層裂隙較為發(fā)育,但厚度較大的巖層裂隙發(fā)育規(guī)模較大;
　　(3)韌性巖石裂隙較脆性巖石裂隙更易發(fā)育,其中煤層中裂隙最為發(fā)育。
　　從微觀上看,不同巖性的巖石微觀裂隙張開度變化較大,其中煤和泥巖裂隙較為發(fā)育,與宏觀上表現(xiàn)一致。不同巖性裂隙充填情況存在差異。裂隙的發(fā)育程度與裂隙的線密度和面密度關系密切。
　　裂隙在研究區(qū)平面的展布特征表現(xiàn)為“南北

4、高、中間低”的格局,局部受構造樣式的影響。垂向上為太原組的含煤層段和泥巖段為裂隙發(fā)育密集段。
　　按照裂隙的成因劃分分為內(nèi)因和外因兩大類。內(nèi)因主要為巖石性質(zhì)和巖層厚度。巖石性質(zhì)方面表現(xiàn)為:
　　(1)巖石孔隙度越大,裂隙越容易發(fā)育;
　　(2)巖層越薄,裂隙容易發(fā)育。外因主要包括構造應力場、局部構造部位、風化剝蝕、埋深(圍壓、溫度)、巖溶作用等。
　　外因表現(xiàn)為:
　　(1)保德地區(qū)主要經(jīng)歷了三期構造運動,

5、即在印支期表現(xiàn)為近SN向的擠壓,在燕山期表現(xiàn)為NW-SE向的擠壓,在喜山期表現(xiàn)為NE-SW向的擠壓,其中喜山期在研究區(qū)表現(xiàn)更為明顯。
　　(2)現(xiàn)代構造應力場表現(xiàn)為NE向和近EW向的擠壓,對原有的NE和近EW向的裂隙起著保護與擴張的作用,使NE和EW走向裂隙延伸性更好。
　　(3)風化剝蝕、埋深(圍壓、溫度)、巖溶作用對原有裂隙的改造作用。構造控制起主要作用。探討了構造作用對煤層氣富集的影響,研究區(qū)主煤層含氣量呈現(xiàn)“東低西高