邱登峰，周雁，袁玉松，柴童

（1页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室；2中国石化石油勘探开发研究院；3西安石油大学）

鄂西渝东区构造裂缝发育特征及力学机制

邱登峰1，2，周雁1，2，袁玉松1，2，柴童3

（1页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室；2中国石化石油勘探开发研究院；3西安石油大学）

针对鄂西渝东区隔档式褶皱发育的构造特点，结合区域构造演化史，分别以隔档式褶皱和正弦曲线几何形态的褶皱建立模型，用有限元法模拟了褶皱不同构造部位的应力场分布特征。褶皱外侧为张应力集中区，内侧为压应力集中区，且应力矢量与地层产状平行，二者以中部既无明显挤压、亦无明显拉张的中和面为分界。通过野外露头和岩心观察，总结了鄂西渝东区构造裂缝发育的三种形式：具多层介质的非能干层中发育顺层裂缝；向斜内侧、背斜外侧的能干层中发育高角度剪切缝；背斜外侧、内侧具多层介质的非能干层中发育顺层裂缝与高角度缝共生的网状缝。这种特征与模拟结果呈现较高程度的一致性，可根据应力场模拟成果和裂缝发育地层的能干性进行合理解释。复向斜中的隆起区可作为页岩气勘探的重要目标。

鄂西；渝东；褶皱；构造裂缝；应力场

裂缝是指岩石受力发生破裂作用而形成的不连续面，裂缝型油气藏在已发现的油气藏中占有相当大的比例，且这种油气藏中的裂缝类型主要为构造裂缝［1-2］。褶皱是沉积岩层中的基本构造样式，裂缝的发育与褶皱关系紧密。前人对褶皱作用诱发的变形变位与应力分配机制已经做了较完善的研究［3-4］，探讨了裂缝与褶皱的相关关系［5-7］，如岩层褶皱弯曲后表现为外弧伸长和内弧缩短［3，8］。Dieterich［4］用计算机模拟了岩层褶皱变形中的应力方位。顾宏星等［5］通过研究褶皱岩层仅受纯弯曲作用时褶皱中和面的位置，探讨了贵州六盘水煤田瓦斯含量与褶皱部位的关系。李志勇等［6-7］使用趋势面分析与差分法相结合的方法，以褶皱构造主曲率作为裂缝发育区预测的依据，估算了王场褶皱构造的裂缝孔隙度和渗透率。

鄂西渝东区的地质力学研究，也已形成了丰富的研究成果。马宗晋［9］根据区测资料和物理模拟，对鄂西中生代地质构造进行力学分析，提出鄂西区中生代发生的构造变动，是在南北向侧压为基础的应力环境中发展的。颜丹平等［10］通过川湘鄂边区典型剖面的平衡和解释，提出从西向东由侏罗山式薄皮构造转为基底卷入式的厚皮构造，这是燕山期由东南向西北不断推进的挤压力作用的结果。颜丹平等［11］还认为川渝湘鄂多层拆离推覆构造是在晚中生代沿一系列岩石薄弱层从东南向西北的多层拆离滑脱构造作用下形成的，他们利用单轴岩石力学实验方法开展研究，认为区内至少发育5个可能的区域性拆离滑脱层，这些滑脱层主要由泥质岩、粉砂岩和泥质灰岩组成。王令占等［12］以鄂西渝东的利川地区褶皱和断裂为研究对象，在野外观测和分析的基础上，采用断层滑动数据反演方法，提出该区侏罗纪以来经历了五期构造应力作用并判别了各期应力作用的方向。唐永等［13］通过研究直立褶皱、共轭节理、断裂面擦痕等各种构造形迹，重建了宣汉—达州地区晚中生代—新生代构造应力场，认为燕山期川东构造带自东南方向的扩展影响到了宣汉—达州地区，形成了一系列北东向的断裂和褶皱，而喜马拉雅期川东构造带逐渐趋于平静。前人通过典型构造样式和野外构造形迹的分析，对鄂西渝东区构造应力方向和变形过程的研究已经较为深入。本次研究在对鄂西渝东区进行野外地质观察的过程中，发现裂缝的性质、规模与所在褶皱部位存在一定的成因联系。为揭示褶皱地层的应力分布状态，本次研究采用有限元法进行褶皱的应力场数值模拟，并结合裂缝的野外观察及其发育的构造部位，探讨了褶皱、应力场与裂缝三者的相互关系，以期为认识褶皱区的裂缝发育规律提供现实的和实验的依据。

1　地质背景

鄂西渝东区地理位置上处在长江以南、乌江以北、建始—彭水断裂以西（图1a），总面积20600km2。区内有一系列的北东向隔档式褶皱带，自西向东包含方斗山复背斜、石柱复向斜、齐岳山复背斜和利川复向斜等四个主体构造单元，区内东南角还包含武隆凹陷和老厂坪复背斜等两个小型构造单元［14-16］。方斗山复背斜、石柱复向斜和齐岳山复背斜自北而南呈“S”形展布［15，17］。

图1　鄂西渝东区构造单元划分（a）及典型地质剖面（b）

区内出露的地层属于扬子地层区，在空间上呈北东—南西向的带状展布。根据地质图及野外实地观察，地层从老到新有：震旦系上部的灯影组浅海相碳酸盐岩和硅质岩；寒武系下部的粉砂质泥页岩和中上部的碳酸盐岩；奥陶系中下部的碳酸盐岩；上奥陶统五峰组与下志留统龙马溪组下段的黑色、深灰色泥页岩；下志留统龙马溪组上段的黄绿色粉砂质泥页岩及罗惹坪组的灰绿色、浅灰色泥质粉砂岩。泥盆系和石炭系在研究区已剥蚀殆尽。震旦系至石炭系仅在齐岳山复背斜东南端的老厂坪复背斜出露（图1a）；二叠系底部夹煤线的页岩和中上部厚层的石灰岩、硅质灰岩出露于方斗山复背斜、齐岳山复背斜核部；三叠系下部的碳酸盐岩及中上部的碎屑岩在背斜两翼对称分布，区内大面积出露侏罗系的粉砂岩、砂岩；白垩系及以上地层在区内几乎被全部剥蚀。参考颜丹平等［11］以岩石单轴抗压强度划分滑脱层的判别标准，本文以岩性为主要依据划分了能干层（相同变形条件下，不宜发生黏性流动）和非能干层，碳酸盐岩、砂岩、粉砂岩层为能干层，泥质岩、页岩层为非能干层。

鄂西渝东区印支运动前以差异升降运动为主，印支运动使全区整体抬升，结束海侵历史，晚三叠世—侏罗纪本区再次沉降，接受了晚三叠世—侏罗纪沉积［15］。燕山期—喜马拉雅期，进入陆相沉积发育阶段，构造发育也进入了强烈活动期［15，18］。构造变形变位主要由燕山早期构造运动及喜马拉雅中期构造运动叠加而成［15］：早燕山期（侏罗纪末期），因西部特提斯海关闭和东南方向太平洋板块向西北强烈俯冲的远程效应，本区受到了长期又具有阶段性的自东南向西北的强烈挤压，形成了大量的褶皱、逆断层等压性构造，奠定了区内现今隔档式褶皱的区域构造格架，横向上，由东南往西北表现为依次递减变形的特点［15-17］；喜马拉雅中期，因印度板块向中国板块俯冲加剧，所产生的强烈挤压应力越过川西龙门山经四川盆地波及鄂西渝东区，应力传播方向在川中及本区亦为东南向，因川中刚性基底的阻挡及挤压应力在传播方向上自西北向东南减小，因而与燕山早期运动相比，本区喜马拉雅运动的应力强度要小得多，主要表现为对燕山期构造的同向叠加和重建［15］，由于研究区白垩系及以上地层已剥蚀殆尽，故从构造形迹上区分喜马拉雅期与燕山期的压性构造难度很大。

2　构造裂缝发育的力学机制

褶皱主体形成后，褶皱的几何形态与应力场分布状态及裂缝发育的性质和产状有直接的关联。本文以研究区隔档式褶皱为原型，抽象出几何模型，用有限元法进行了数值模拟，以期能全面研究褶皱的应力场分布状态，为野外观测的裂缝性质与发育部位提供力学解释。

2.1模型建立与应力场模拟

2.1.1隔档式褶皱模型应力分析

鄂西渝东区以一系列NE向的隔档式褶皱为典型特征（图1b），褶皱枢纽走向为NE50°，齐岳山复背斜东南翼倾角50°~70°，西北翼倾角40°~65°；方斗山复背斜两翼倾角均为50°~70°；石柱复向斜与利川复向斜两翼倾角为10°~20°，近核部地层倾角仅2°。近对称的高陡背斜和宽缓向斜在平面上连续展布。

以图1b所示地质剖面为原型，抽象出的几何模型如图2a所示，模型由高陡背斜以及夹持其中的宽缓向斜所组成，自左至右分别对应方斗山复背斜、石柱复向斜、齐岳山复背斜和利川复向斜。

有限元法是构造应力场数值模拟的重要方法之一，它是一种比较成熟的计算应力分布的数值方法，如果提供合理的地质模型和边界条件，就能较真实地反映应力的分布状态。该方法将地质体离散成有限个连续的单元，每个单元内赋予实际的岩石力学参数，根据边界条件，用数值方法就能计算出各单元内的应力分布［19］。

本次模拟采用通用有限元分析软件Ansys，该软件在构造应力场模拟研究中已得到广泛应用［19-20］。构建的有限元模型及其分析结果见图2。在Ansys中用具有六节点的PLANE2单元将几何模型离散成若干连续的三角形网格，将每个网格单元定义为各向同性的线性弹性体，根据研究区内龙马溪组多个样品在三轴压缩试验中所取得的弹性模量和泊松比的平均值，赋予单元内的岩石力学参数为弹性模量3 500MPa、泊松比0.15。在模型右侧施加向左的水平作用力，左侧进行位移全约束，为使模型不发生垂向上的漂移，在模型底部施加了垂向上的位移约束，作为平面的有限元模拟，垂向应力与应变忽略不计。

图2　隔档式褶皱模型及应力分析结果

2.1.2正弦曲线褶皱模型应力分析

为使模拟成果更具普适性，本文对褶皱形态进一步抽象化和模式化，以基本的正弦曲线形态进行了模拟和分析。经典的褶皱发育模式认为，如果岩系中各层的力学性质不一致，在顺层挤压下，强硬层就会因失稳而发生正弦曲线状的弯曲，形成褶皱，相对软弱层会被动地调整并适应由强硬层引起的弯曲形态［8，21］，因此正弦曲线是褶皱的基本形态。以褶皱的顶底界面为正弦曲线建立几何模型时，具体的实现方式为：将圆的等分点向相应直线进行投影，将投影点用样条曲线连接，即为一条近似正弦曲线，如图3a所示。具体的模拟软件、方法、参数，与图2的隔档式模型相同。

2.1.3模拟的合理性及地质意义

本次模拟以褶皱形成后的几何形态来建立模型，反映的是褶皱主体形成后，在与褶皱轴向垂直的区域应力条件下褶皱内的应力分布状态。

图3　正弦曲线褶皱模型及应力分析结果

图4　岩石变形的一般化应力—应变关系［21］

根据岩石变形的一般应力—应变关系(图4)，当应力超过岩石的屈服点δ1，到达变形曲线中的P点后，将应力撤去，变形岩石将保留一定的永久变形；再次加载时，岩石由于存在应变硬化效应，弹性范围增大，当加载应力逐步提高至δ2，应力—应变曲线将沿着e1P弹性路径回到P点。对研究区而言，如前所述，鄂西渝东区北东向的褶皱主体于燕山期形成，喜马拉雅期主幕的挤压应力，方向与燕山期同向，但数值上小于燕山期，主要表现为在垂直于燕山期褶皱轴向的基础上对先存褶皱的改造和重建。结合图4分析，研究区岩石在燕山期主幕已发生了塑性变形，达到了最强应力作用状态（假设为δ2），之后岩石存在应变硬化效应，再次构造应力作用时（小于δ2），如喜马拉雅期的应力作用强度小于燕山期主幕，岩石应力—应变曲线处在增大的弹性范围e1P内。因此，用弹性算法模拟褶皱主体形成后（即燕山期主幕后）的应力场分布状态是合理的，且具有较强的现实地质意义。

2.2模拟结果分析

对有限元模型进行求解，分别得到了隔档式褶皱模型和正弦曲线褶皱模型对应的应力矢量分布图、最大主应力（张应力）分布图、最小主应力（压应力）分布图和应力强度（差应力，最大主应力与最小主应力的差值）分布图（图2，图3）。应力符号采用材料力学中的规定，即张应力为正、压应力为负，按照δ1＞δ2＞δ3确定最大、最小主应力的原则，本文中最大主应力为张应力，最小主应力为压应力。为符合地质人员的看图习惯，应力分布图中色标符号统一为红高蓝低，与色标对应的数值的绝对值表示应力值的相对大小。

对比两类模型应力分析（图2，图3）可知，各应力区的分布趋势及变化规律基本一致。为了描述与指代的统一性，文中按照应力场在褶皱中的分布特征将褶皱部位分为了4个区，即张应力区（A区）、压应力区（B区）、应力过渡区（C区）及应力强度最低区（D区），它们分别对应于褶皱的背斜与向斜外侧、背斜与向斜内侧、背斜与向斜过渡的斜坡区以及中和区。

由图2b、图3c应力矢量分布图可见，在背斜与向斜外侧（A区）主要分布由白色箭头构成的张应力矢量，在背斜与向斜内侧（B区）主要分布由蓝色箭头构成的压应力矢量，矢量方向均平行于地层产状，且不管是背斜还是向斜，垂向上自外侧A区至中部D区，张应力矢量箭头不断缩短（表明张应力不断缩小），自中部D区至B区，压应力矢量箭头不断变长（表明压应力不断增大），由此在中部D区形成一个既无明显挤压也无明显拉张的中和区，张应力矢量和压应力矢量均处于最小值。横向上背斜与向斜转换的斜坡区（C区），张应力矢量和压应力矢量均处于低值状态，矢量方向随地层产状发生变化。由图2e、图3f应力强度（差应力）分布图可见，垂向上由自背斜或向斜外侧向内侧过渡的中部D区为应力强度最低区，褶皱内侧B区的应力强度（受压应力集中影响）远大于褶皱外侧A区（受张应力集中影响）——根据断裂力学中的强度理论，差应力对岩石破裂起主导作用，但这并不意味着褶皱内侧的裂缝一定比外侧发育，因为岩石的抗压强度远大于抗张强度。

同时注意到，受褶皱形态影响，各应力分区的位置、展布范围和形态略有不同。以中和区（D区）的分布为例：（1）在正弦曲线褶皱模型中，中和区表现为在中部出现的带状弧形（图3f）；（2）在隔档式褶皱模型中，受方斗山复背斜和齐岳山复背斜高陡形态的影响，背斜的中和区在横向上强烈缩短，表现为横向上为长轴、纵向上为短轴的不规则椭圆形（图2e），在出现位置上有向背斜内侧下移的趋势；受石柱复向斜和利川复向斜宽缓向斜的影响，向斜的中和区在横向上拉长，表现为长条形，在出现位置上有往向斜外侧下移的趋势。可见，由于正弦曲线模型的褶皱形态更为模式化，相应地，应力分区也更为规则，应力分布的规律也更容易把握。

3　鄂西渝东区构造裂缝发育特征及成因

从应力和岩石属性控制裂缝性质的角度分析，当岩层处在褶皱构造的不同部位时就具有不同的应力场背景，根据岩层的能干性与非能干性，就可形成不同类型的非连续面［8，21］。根据地层厚度，以二叠系底界为中和面划分褶皱内侧、外侧，即二叠系及其以上地层为背斜外侧、向斜内侧，二叠系以下地层为背斜内侧、向斜外侧。在褶皱不同部位，野外和钻井岩心观测到的裂缝特征，与基于应力和岩石属性预测的裂缝性质吻合程度较高。

3.1褶皱不同部位的应力表现

3.1.1褶皱外侧

在褶皱外侧（图2、图3中的A区），表现为拉张应力场。

（1）当岩层为非能干层时，受侧向拉伸作用，地层厚度有减薄趋势，可形成平行于层面的劈理，裂缝形式为顺层裂缝，当地层为多层介质的泥页岩时，顺层裂缝表现得尤为明显。例如，位于石柱复向斜建南构造高部位的建页HF-1井（位置见图1），615.4~615.6m的中下侏罗统东岳庙组岩性为深灰色泥岩，为背斜外侧的非能干层，顺层裂缝清晰可见，被方解石充填（图5a）；位于利川复向斜核部的利页1井（位置见图1），在2 805m取心段龙马溪组岩性为黑色泥页岩，为向斜外侧的非能干层，顺层裂缝密集发育，均被方解石充填（图5b）。

（2）当岩层为能干层时，褶皱外侧受拉伸作用可形成垂直于层面的张裂，裂缝形式为高角度张裂缝。例如，在方斗山复背斜和齐岳山复背斜，核部及其两翼出露的二叠系、三叠系碳酸盐岩，为紧闭背斜外侧的能干层，在强烈拉伸作用下，高角度张裂缝发育，破碎非常严重。

3.1.2褶皱内侧

在褶皱的内侧（图2、图3中的B区），表现为挤压应力场。

（1）当岩层为非能干层时，内侧的挤压应力可引起沿层面的张开，表现为顺层裂缝，也可在内侧层面形成小褶皱，如野外观测点a、焦页1井（位置见图1）等。观测点a位于老厂坪复背斜东北翼部，出露五峰组—龙马溪组碳质泥岩，为背斜内侧的非能干层，富含笔石化石，地层产状323°∠35°，顺层裂缝发育，被黄铁矿、方解石等充填（图5c），层面上可见明显的擦痕，并在层面上形成了小褶皱（图5d）；从褶皱的几何形态看，指示上部地层由缓坡向陡坡方向滑动（图5d），即向上滑动，高角度缝少见，远少于顺层裂缝。焦页1井位于万县复向斜西南端的焦石坝背斜，在2414m取心段龙马溪组岩性为深灰色泥页岩，属背斜内侧的非能干层，岩心上观察到的顺层擦痕是层间滑动的指示（图5e）。

图5　鄂西渝东区构造裂缝照片

（2）当岩层为能干层时，内侧的强挤压应力可形成逆断层式的共轭剪裂，表现为高角度剪切缝，如野外观测点b、c（位置见图1）。观测点b位于利川复向斜南部近核部位置，出露中侏罗统千佛崖组灰绿色细砂岩、夹深灰色薄层泥岩，共轭节理面发育在砂岩层中（图5f），地层产状220°∠9°，两组共轭节理面产状分别为92°∠82°，352°∠78°。观测点c位于利川复向斜西北翼部，出露上三叠统九里岗组灰绿色粗砂岩，地层产状155°∠28°，两组共轭节理面（图5g）产状分别为275°∠70°，25°∠71°。这两个观测点均为向斜内侧的能干层，以高角度剪切节理为主要特征。

3.1.3褶皱的其他部位

横向上在背斜与向斜的过渡部位（图2、图3中的C区），因最大主应力与最小主应力较低，正常情况下裂缝不发育，若地层为多层介质的泥页岩，有可能顺层间薄弱面产生一些小位移的滑移缝。

在褶皱的中部，即中和区D区，因应力强度值最低，为裂缝不发育区。

3.2裂缝发育特征

顺层裂缝发育，并且多被充填该类裂缝多发育于非能干层，如龙马溪组黑色或深灰色泥页岩、东岳庙组泥页岩等，在具有拉张性质的褶皱外侧或挤压性质的褶皱内侧均可发育。泥页岩以密集发育的层理面为主要特征，结构上层理面为力学薄弱面，在受到构造应力作用时，无论是张应力还是压应力，均会优先顺层理面裂开而形成顺层裂缝。例如，背斜外侧的建页HF-1井的东岳庙组（图5a），向斜外侧的利页1井的龙马溪组（图5b），观测点a处背斜内侧的五峰组—龙马溪组（图5c），以及背斜内侧的焦页1井的龙马溪组（图5e）等。

高角度共轭剪切缝和张裂缝发育主要发育于褶皱的向斜内侧和背斜外侧的中生界能干层中，岩性以碳酸盐岩和砂岩为主，且位于浅地表，表现出脆性变形的特点。在向斜内侧的挤压应力作用下，高角度共轭剪切缝由共轭剪节理发育而成，裂缝面平直光滑，切穿沉积岩层，产状较稳定，一般不充填，如观测点b、c（图5f，5g）。高陡背斜外侧，在强拉伸作用下形成的高角度张裂缝造成地表露头破碎非常严重。

顺层裂缝与高角度缝共生，形成网状裂缝系统这种系统可发育在背斜外侧、背斜内侧，但不同部位网状裂缝系统所赋存的地层、裂缝性质及充填特征均不相同，共同特点是发育在具多层介质的非能干层中，因层理发育而顺层裂缝优先形成。

（1）在背斜外侧（模型中的A区），裂缝发育于中生界泥岩层，因泥岩层具一定的韧性且层理发育，在拉张应力作用下，地层受侧向拉伸而减薄，优先形成顺层裂缝；随着拉张变形的继续，顺层裂缝扩展，最终发育成与层面近于垂直的张裂缝。该类张裂缝多被充填，连续性、稳定性较差，如图5a，建页HF-1井发育网状缝的层段长20cm，缝宽1~3mm，局部可见长轴5mm左右的孔洞，被方解石充填；从裂缝的交切关系可以看出，高角度缝被顺层裂缝所限制，它是在顺层裂缝之后形成的。

（2）在背斜内侧（模型中的B区），裂缝发育于志留系的粉砂岩、粉砂质泥岩中，因粉砂质含量高，故能干性较龙马溪组泥页岩略强，在初始的挤压应力下，平行于层面张开而形成顺层裂缝，在后期持续的挤压应力作用下，发育共轭剪切裂缝。该类高角度缝一般未充填，如观测点d（位置见图1），该点位于重庆市武隆县江口镇的背斜西北翼，志留系小河坝组粉砂岩与粉砂质页岩发育，高角度缝发育，但不连续，呈现长10cm左右的小段，被顺层裂缝所限制（图5h）。

4　对页岩气勘探选区的启示

页岩气藏的勘探目标应首选那些拥有较高渗透能力或具可改造条件的泥页岩裂缝发育带［22-23］。从图5i可以看出，在五峰组—龙马溪组基质致密的泥页岩中，网状裂缝系统可作为淋滤流体的通道，有助于提高地层的储集性能，因此，网状裂缝系统发育的地区可作为页岩气勘探的首选目标区。根据前述野外露头、岩心观察及数值模拟结果的总结，背斜带更有利于网状裂缝发育。需要指出的是，对本研究区而言，这种背斜带指的不是高陡背斜区，而是指复向斜中的隆起区。高陡背斜区由于后期改造强烈，地层抬升剥蚀、破裂严重，志留系甚至出露地表，故这种区域已不具备完善的页岩气藏保存条件。而复向斜中的隆起区，既有形成网状裂缝而增强储集性能的条件，又因处在宽缓复向斜的构造背景下，地层保存完整，构造改造作用相对较弱，保存条件较好，如建南气田位于石柱复向斜中的建南构造，焦石坝页岩气田位于万县复向斜中的焦石坝背斜，而在利川复向斜核部钻探的利页1井，由于缺乏背斜的次级构造背景，故仅见到了气测显示。

5　结论

（1）隔档式与正弦曲线几何形态的褶皱应力场模拟结果表明：褶皱外侧张应力集中，内侧压应力集中，且应力矢量与地层产状平行；垂向上从外侧向内侧过渡时，张应力逐渐减小，压应力逐渐增大，并在中部位置形成一个既无明显挤压、亦无明显拉张的中和面；横向上背斜与向斜的过渡部位，不管是最大主应力还是最小主应力都处于低值状态。

（2）综合野外露头和岩心观察及应力场模拟，鄂西渝东区构造裂缝具有三大特征：具多层介质的非能干层中发育顺层裂缝；向斜内侧、背斜外侧的能干层中发育高角度剪切缝；背斜外侧、内侧具多层介质的非能干层中发育顺层裂缝与高角度缝共生的网状缝。

（3）鄂西渝东区复向斜中的隆起区，网状裂缝系统发育，可作为页岩气勘探的“甜点”。

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编辑：董庸

Qiu Dengfeng：MSc.,Geology Engineer.Add:SINOPEC Petroleum Exploration and Development Research Institute, 31 Xueyuan Rd.,Beijing,100083,China

Characteristics and Mechanism of Structural Fractures in W estern Hubei-Eastern Chongqing Area

Qiu Dengfeng,Zhou Yan,Yuan Yusong,Chai Tong

According to the ejective folds developed in the study area,two geometry models including ejective fold and sine-curve shaped fold are suggested,and the finite elementmethod is used to simulate the distribution of stress fields in different structural parts of folds.It is indicated that the direction of stress vectors are parallel to the formation occurrence.The outer sides of folds are tensile stress concentration and the inner sides of folds are compressive stress concentration,which are distinguished from a m idd le com prom ise boundary where neither compression nor tension is obvious.Based on the observation of field outcrops and drilling cores,three types of structural fractures exist inWestern Hubei-Eastern Chongqing area.They are the bedding fissures developed in ductile rocksw ith multiple layers,the highangle shearing fissures developed in brittle rocks in the inner sides of synclines and outer sides of anticlines,and the mesh cracks associated w ith bedding fissures and high-angle fissures in multiple-layered ductile rocks in the inner and outer sides of anticlines.This feature iswell coincidentwith simulation results,which can be reasonably interpreted by the results of stress fields and brittle-ductile property in sedimentary formations in mechanism of structural fractures.It is suggested that the uplifts in synclinoria are the prospective targetof shale gas exploration.

Stress field;Fold;Structural fracture;Western Hubei;Eastern Chongqing

TE121.2

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.04.006

1672-9854(2016)-04-0051-09

2015-07-15；改回日期：2016-01-27

本文受国家科技重大专项“海相碳酸盐岩油气资源潜力、富集规律与战略选区”（编号：2008ZX05005-001-001）和中国石化科技部项目“泥页岩裂缝形成演化特征与油气成藏关系研究”（编号：P13068）及国家自然科学基金青年基金项目“电子自旋共振测年中石英氧空位的形成机理研究”（批准号：41602161）联合资助

邱登峰：1982年生，工程师，2009年于中国地质大学（北京）获硕士学位，现研究方向为构造地质及油气地质。通讯地址：100083北京市海淀区学院路31号中国石化石油勘探开发研究院；E-mail:qiudf.syky@sinopec.com