運用普遍接受的裂縫關系時的陷阱：得克薩斯州Comal縣坎寧湖峽谷希登瓦利斷裂帶層狀碳酸鹽巖中的裂縫

作者：Ronald N.McGinnis,王冉,張生

摘要：天然裂縫系統的描述涉及裂縫類型（斷層、節理和巖脈）、破裂型式（方位、裂縫組和組內裂縫間距）、大小分布（穿層性、開度和跡線長度）以及形成時間關系。傳統上，一般基于觀察結果建立裂縫與巖性、力學地層、地層厚度、構造位置、破裂樣式和應力史等的關系，并利用這些關系來預測破裂巖石中的裂縫間距（fracture spacing）以及張開型（opening—mode）裂縫與斷層的相對豐度。基于這些關系建立概念性裂縫模型，有助于預測裂縫性儲層或其他裂縫性巖石系統的變形。在建立這樣的裂縫模型時存在一個大的陷阱，那就是運用基于一般性關系的假設，因為這些一般性關系通常是因地而異而非通用的。在本文中，我們研究了一套碳酸鹽巖一頁巖混合層序，這套層序中發育地震尺度（seismic-scale）的正斷層，其裂縫特征并不遵循通常所報告的裂縫關系。具體來講，我們發現，（1）張開型裂縫（節理和巖脈）的頻率（或間距）與其到主斷層跡線的距離并無清晰的關系；（2）裂縫間距和地層厚度之間并沒有可以檢測的關系。不過我們的確發現，（1）小位移斷層的頻率與其到主斷層跡線的距離具有強烈的正相關關系；（2）在機械分層的地層剖面上，在順層出露面。（pavement）之間，裂縫網絡的樣式和破裂模式（張性裂縫vs．剪切裂縫）各不相同；（3）在裂縫網絡內，很多區域的斷層數量要多于張開型裂縫數量。我們解釋認為，重大破裂作用起始于地層接近最大埋深且差異應力比較高的條件下，此時剪切破裂作用占主導地位，而模式I張性破裂作用則隨后發生于較低的差異應力條件下，裂縫發育在早期形成的剪切裂縫之間。我們得出結論，在任何可能的時候，都要在建立裂縫模型之前對具體位置的裂縫觀測結果開展仔細而深入的分析，

關鍵詞：裂縫類型碳酸鹽巖得克薩斯州陷阱斷裂帶地層厚度裂縫性儲層裂縫間距

分類號： P618.130.2[天文地球—礦床學][天文地球—地質學]