李振宇 贠曉瑞 何碧竹 張新遠(yuǎn) 蔡志慧 鄭孟林 劉若涵,7 陳海鋒

可再生能源、清潔型能源已經(jīng)成為解決全球環(huán)境問題的關(guān)鍵所在，特別是根據(jù)我國(guó)“碳中和、碳達(dá)峰”的雙碳目標(biāo)，發(fā)展清潔能源勢(shì)在必行。這一迫切需求將促使全球能源結(jié)構(gòu)發(fā)生新的變革，不斷的從傳統(tǒng)的化石能源階段，逐步過渡到以核聚變、可再生新能源(風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?為主體的可再生新能源階段。地?zé)崮苁堑貧?nèi)部的天然熱能，干熱巖地?zé)崮苁侵?高溫地?zé)崮艿囊环N，其勘查開采越來越受到廣泛關(guān)注。干熱巖一般是溫度大于150℃，埋深數(shù)千米，內(nèi)部?jī)H有少量流體或不含流體的高溫巖體(Mortensen, 1978；Laughlinetal., 1983; Genter and Traineau，1992；Barbier，2002；Brownetal.，2012；薛建球等，2013；王貴玲等，2017；Fengetal.，2018)，以變質(zhì)巖、火成巖為主，偶見致密砂巖(Mortensen, 1978；Barbier，2002；Brownetal.，2012；張森琦等，2018；Duringeretal., 2019；陳希節(jié)等，2020；贠曉瑞等，2020； Serpen and DiPippo, 2022)。干熱巖地?zé)崮艹刹厥軣嵩?、熱傳?dǎo)、熱儲(chǔ)、熱蓋等多種因素制約(Genteretal., 1991，2000；Fengetal.，2018；Duringeretal.，2019；何碧竹等，2023)，既與深部結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系密切(張森琦等，2018；贠曉瑞等，2020；唐顯春等, 2020)，也與盆地形成發(fā)育熱演化過程密切相關(guān)(何碧竹等，2023)。

目前干熱巖地?zé)崮苜Y源研究、勘查、開采程度都極低，特別是地?zé)醿?chǔ)層識(shí)別、探測(cè)及儲(chǔ)層改造一直是干熱巖地?zé)崮芸辈榕c開采長(zhǎng)期面臨的難題。巖性、物性及斷裂與裂縫發(fā)育程度是熱傳導(dǎo)、熱儲(chǔ)層的主要控制因素，其中，中酸性侵入巖熱導(dǎo)率可達(dá)6～7W/m·K，通常是變質(zhì)巖、沉積巖導(dǎo)熱率的3～4倍，更明顯優(yōu)于基性-超基性火成巖(邱楠生，2002；汪集旸等，2012)，是實(shí)現(xiàn)交換熱的良好載體。而高滲透性裂縫型儲(chǔ)層是干熱巖地?zé)岵氐闹饕獌?chǔ)層類型，裂縫儲(chǔ)層的識(shí)別、評(píng)價(jià)、建模成為干熱巖地?zé)崮芾玫碾y點(diǎn)。法國(guó)萊茵地塹Soultz-sous-Forêts歐洲干熱巖項(xiàng)目是最早的干熱巖地?zé)崮馨l(fā)電項(xiàng)目之一，其干熱巖儲(chǔ)層研究一直貫穿于30年的勘查開發(fā)歷程中。從早期描述天然裂縫特征、熱液蝕變作用(Genteretal.，1991)，到建立熱液蝕變破碎帶的概念模型(Genteretal., 2000)，以及了解裂縫滲透率隨時(shí)間的變化關(guān)系、各向異性及流體流動(dòng)建模(Griffithsetal.，2016)，裂縫儲(chǔ)層表征及建模應(yīng)用于干熱巖勘查開發(fā)的不同階段(Reineckeretal.，2021)。

近年在青海共和盆地東北部發(fā)現(xiàn)了干熱巖(薛建球等，2013；嚴(yán)維德，2015)，其中GR1井在3705m的井底深度鉆獲了236℃高溫的花崗巖型干熱巖體(張森琦等，2018)，是目前我國(guó)首次鉆獲埋藏最淺、溫度最高的干熱巖體，也顯示了青海共和盆地干熱巖地?zé)崮苜Y源潛力，成為我國(guó)干熱巖勘查與開采的示范區(qū)。預(yù)測(cè)其地?zé)岵氐男纬杉胺植寂c構(gòu)造作用、巖漿活動(dòng)、地殼深部結(jié)構(gòu)、盆地形成演化等密切相關(guān)(Fengetal.，2018；張森琦等，2018；贠曉瑞等，2020；唐顯春等, 2020; 何碧竹等，2023)，尤其是花崗巖型裂縫熱儲(chǔ)層的識(shí)別和評(píng)價(jià)關(guān)系到熱能提取的有效性、規(guī)模性，是干熱巖地?zé)岵匾?guī)?；?、可持續(xù)開發(fā)的關(guān)鍵。先存裂縫系統(tǒng)對(duì)后期壓裂改造十分重要，可使建儲(chǔ)成效提高數(shù)倍；但也會(huì)增強(qiáng)誘發(fā)地震的發(fā)生，造成人為災(zāi)害。研究區(qū)花崗巖型裂縫儲(chǔ)層的發(fā)育特征及空間分布尚無系統(tǒng)研究，其形成機(jī)制和主控因素也缺乏認(rèn)識(shí)，制約著對(duì)干熱巖地?zé)岵氐牡刭|(zhì)建模和開發(fā)利用。

本研究以共和盆地東北部黨家寺巖體為主要研究對(duì)象，對(duì)其開展詳細(xì)野外地質(zhì)調(diào)查及綜合分析，識(shí)別了研究區(qū)各類破裂(包括斷層、脈體、節(jié)理等)的類型、樣式，詳細(xì)解剖了研究區(qū)宏觀裂縫系統(tǒng)的組成及空間分布，分析了構(gòu)造作用對(duì)裂縫系統(tǒng)形成的時(shí)限、動(dòng)力學(xué)成因控制，確定的宏觀裂縫系統(tǒng)將為該區(qū)花崗巖型地?zé)醿?chǔ)層的勘查開采提供重要的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)多尺度、多類型花崗巖型裂縫儲(chǔ)層構(gòu)造地質(zhì)建模也可為多種能源勘查開發(fā)提供借鑒。

1 地質(zhì)背景

共和盆地位于西秦嶺、南祁連、東昆侖造山帶結(jié)合部位，是一個(gè)中-新生代山間盆地，盆地走向?yàn)镹WW-SEE向，平面上呈東寬西窄的菱形，長(zhǎng)約210km，最寬處約90km，面積約1.57×104km2，海拔2600～3500m。盆地北以青海南山斷裂為界，西以鄂拉山-溫泉斷裂帶為界，南界為阿尼瑪卿縫合帶，東界為多禾茂斷裂帶，盆地中東部的瓦里貢-過馬營(yíng)隆起將盆地主體分隔成西、東斜列的共和坳陷和貴德坳陷(圖1a)。

圖1 共和盆地大地構(gòu)造位置圖(a)及盆地東北部地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)拜永山等，2007(1)拜永山, 王秉璋, 王永文等. 2007. 1/25萬西寧幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告. 西寧: 青海省國(guó)土資源廳資料館, 1-1282；Craddock et al., 2014；陳發(fā)偉等，2016(2)陳發(fā)偉，吳治之，李生虎等. 2016.青海省共和縣東巴地區(qū)三幅1/5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告. 青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院印制；張永明等，2017b；贠曉瑞等，2021修改)

共和盆地處于陸內(nèi)局部高熱流區(qū)(Jiangetal., 2019)；平均地溫梯度一般約4.5～7℃/100m，井下最高可達(dá)8.8℃/100m(薛建球等，2013；嚴(yán)維德，2015；甘斌等，2017；張森琦等，2018, 2021；張盛生等，2019)。沿共和盆地周緣主要斷裂帶均有多處溫泉出露，最高可達(dá)96.6℃(當(dāng)?shù)胤悬c(diǎn)92℃，已達(dá)到沸泉)。共和盆地東北部多口鉆井井下發(fā)現(xiàn)了干熱巖。前期研究表明，共和盆地深部殼幔具有5層結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，包括上地殼上部、上地殼下部、中地殼、下地殼、巖石圈地幔。由幔源上涌驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致地殼內(nèi)各層向上擾動(dòng)，疊加走滑伸展的盆地發(fā)育環(huán)境，形成短路徑-多源增熱模式(何碧竹等，2023)。地幔上涌(Fengetal., 2018)、中下地殼局部熔融體(Gaoetal., 2018；張森琦等，2018)提供了區(qū)域熱源、局部熱源；陸緣弧和碰撞相關(guān)花崗巖類疊加多期次斷裂、裂縫及熱液活動(dòng)“控?zé)醿?chǔ)及熱傳導(dǎo)”；上覆巨厚細(xì)粒沉積巖阻熱擴(kuò)散“控?zé)嵘w”，是中高溫干熱巖型地?zé)岵刂骺匾蛩?贠曉瑞等，2020; 何碧竹等，2023)。

共和盆地東北緣主要發(fā)育古元古代化隆巖群(Pt1)，主要由片麻巖、片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、混合巖和大理巖組成；晚古生代早二疊世果可山組，下部為大理巖，上部為黑云角巖化粉砂巖、細(xì)砂巖及粉砂巖、板巖(陳發(fā)偉等，2016)；中生代早-中三疊世隆務(wù)河組(T1-2l)主要為灰黑色泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)巖夾淺灰色砂質(zhì)、灰質(zhì)板巖薄互層，偶夾礫巖段、可見完整的鮑馬序列及多種同沉積變形構(gòu)造。還存在分布廣泛的印支期侵入巖體形成于早-中三疊世大陸邊緣弧環(huán)境(張宏飛等，2006；張永明等，2017a，b；陳希節(jié)等，2020)，晚三疊世逐漸進(jìn)入后碰撞階段(解小龍等，2015；陳希節(jié)等，2020)，是古特提斯阿尼瑪卿洋向北俯沖碰撞的結(jié)果(Dongetal., 2018；Guoetal., 2012)，或宗務(wù)隆洋向南俯沖及后碰撞階段的產(chǎn)物(張永明等，2017a，b，2019；陳希節(jié)等，2020)。新生代地層為新近紀(jì)臨夏組(N1-2l)和第四系(Q)，主要發(fā)育河流-湖泊相、沖-洪積相的砂巖、粉砂巖及礫巖沉積。

共和盆地東北部發(fā)育青海南山斷裂和瓦里貢斷裂帶。青海南山斷裂帶為共和盆地北緣邊界斷裂帶，屬于宗務(wù)隆-青海南山-西秦嶺斷裂帶的中段；斷裂西北部呈北西走向，東部走向近東西，中間向盆地彎曲呈弧形，多被北東和近南北向斷裂切割；主斷裂帶傾向北東、北，傾角40°～60°不等。斷裂上盤地層出露復(fù)雜，錯(cuò)斷地層從元古宇、石炭系、二疊系、三疊系到新近系，具有多期活動(dòng)特點(diǎn)，是逆沖、走滑并存的復(fù)雜斷裂構(gòu)造帶。該斷裂帶在布格重力異常圖上表現(xiàn)為由西向東呈S型延伸的重力梯度帶(馬文靜等，2000)，向下延伸30～58km，為一深大巖石圈斷裂(陳發(fā)偉等，2016)。該斷裂初始活動(dòng)起始于二疊紀(jì)或更早，三疊紀(jì)活動(dòng)強(qiáng)烈(張啟勝和張敏，1996；張盛生等，2019)，中新世中期以來至今仍在活動(dòng)(Craddocketal., 2014; 王洪等，2021)。瓦里貢斷裂帶為共和盆地主要坳陷的分界斷裂，由多個(gè)斷裂斜列構(gòu)成斷裂帶，呈北北西走向，斷面較陡，傾角60°～80°，為右行走滑逆沖斷裂，斷裂活動(dòng)起始于三疊紀(jì)(李錦軼和張進(jìn)，2015)，新生代再次活動(dòng)。

本次研究主體是共和盆地干熱巖勘查開采示范區(qū)東側(cè)露頭區(qū)當(dāng)家寺巖體，位于龍羊峽水庫北側(cè)、共和盆地瓦里貢-過馬營(yíng)隆起的北部。當(dāng)家寺巖體主要由花崗閃長(zhǎng)巖(240.1±2.1Ma)、二長(zhǎng)花崗巖(241.0±2.6Ma，張永明等，2017a；247.2±1.7Ma，石玉蓮等, 2018)、正長(zhǎng)花崗巖(243.5±2.9Ma)等組成(圖2)；其形成于下地殼基性巖為主的部分熔融，有一定程度的幔源巖漿貢獻(xiàn)。當(dāng)家寺巖體西部GR1井鉆遇的奧長(zhǎng)花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)，屬于高鉀鈣堿性系列，結(jié)晶年齡分別為236.5±1.7Ma和241.6±3.0Ma，表明其為俯沖及后碰撞階段的產(chǎn)物(陳希節(jié)等，2020)。共和恰卜恰鎮(zhèn)東南部阿一亥地區(qū)存在多個(gè)溫泉點(diǎn)。

2 宏觀裂縫系統(tǒng)的構(gòu)成

巖體(或巖層)受力發(fā)生變形，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到破裂強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)發(fā)生斷開，破壞其連續(xù)性和完整性，即為破裂；裂縫通常是巖石由于破裂而形成的狹長(zhǎng)的縫，裂縫有被全充填、半充填和未充填。而斷裂帶、節(jié)理、脈體等都具有不同尺度、不同成因形成的破裂的特點(diǎn)，成為花崗巖體裂縫體系發(fā)育的基礎(chǔ)。它由不同尺度的破裂構(gòu)成，主要包括破裂面(斷裂)兩側(cè)巖層有明顯位移的斷層及無明顯位移的節(jié)理，還有沿破裂充填了礦物的脈體。特別是多種類型的裂縫構(gòu)成的網(wǎng)狀裂縫，可為干熱巖地?zé)崮?、油氣等流體提供主要儲(chǔ)集空間。為了了解研究區(qū)的巖石破裂情況及其分布規(guī)律，我們對(duì)當(dāng)家寺巖體中的斷層、脈體和節(jié)理等不同尺度的破裂(斷裂)等進(jìn)行了詳細(xì)解剖。系統(tǒng)調(diào)查了當(dāng)家寺巖體露頭尺度上的各類巖石破裂，通過15條路線、212個(gè)觀測(cè)點(diǎn)及427個(gè)點(diǎn)間的詳細(xì)調(diào)查(圖2、圖3)，發(fā)現(xiàn)該巖體的宏觀裂縫系統(tǒng)由斷裂、脈體、節(jié)理等構(gòu)成，其中，構(gòu)造作用下形成的破裂(斷裂)往往具有規(guī)律性的幾何學(xué)特征和相近的形態(tài)，而不同期次的破裂也可存在互相交切。

圖2 研究區(qū)構(gòu)造地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)及構(gòu)造地質(zhì)剖面(b)

圖3 共和盆地東北緣當(dāng)家寺巖體L0001路線斷裂、脈體及節(jié)理特征

2.1 斷裂

斷裂是地層中最重要的破裂之一。在共和盆地東北部斷裂十分發(fā)育(圖1、圖2)，存在有4級(jí)斷裂，一級(jí)控制盆地的邊界斷裂(如北界的青海南山斷裂)、二級(jí)控制盆內(nèi)二級(jí)構(gòu)造單元斷裂(瓦里貢斷裂)及一系列產(chǎn)狀相近、有一定延伸長(zhǎng)度的三級(jí)斷裂和獨(dú)立的、延伸較短的四級(jí)斷裂組成。其中，盆地北界一級(jí)斷裂――青海南山斷裂在研究區(qū)主要呈近NWW走向(圖1a, b)，傾向NNE，傾角60°～70°，發(fā)育寬約50m的擠壓破碎帶，帶內(nèi)碎裂巖、斷層角礫巖、斷層泥發(fā)育，并有巖脈充填，具有左行走滑+逆沖的斷裂特征，并存在多條分支、伴生斷裂(圖1中F3、F6、F7、F8)。二級(jí)斷裂瓦里貢斷裂為NNW-NW向右行走滑逆沖斷裂是由多條分支斷裂構(gòu)成。研究區(qū)當(dāng)家寺巖體發(fā)育了多條的三級(jí)斷裂,主要呈NW、NWW、NNE、NE四組走向。研究區(qū)NNE、NE向右行走滑逆沖斷裂多切割NW、NWW向斷裂；在研究區(qū)南部NWW向斷裂更為發(fā)育。

2.1.1 北西-北西西向斷裂系

該組斷裂是當(dāng)家寺巖體及周緣的主要斷裂構(gòu)造，由6～9條分支斷裂組成(圖1b、圖2)，主要包括北西走向的上尖溝斷裂(F20)、瓦里關(guān)斷裂(F21)、加豆曲扣斷裂(F22)、尕依尼哈斷裂(F23)、龍才斷裂(F29)、拉骨斷裂(F30)和北西西走向的尼阿生斷裂(F28)等三級(jí)斷裂(陳發(fā)偉等，2016)，斷裂延伸長(zhǎng)度為8.8～14.5km。這些斷裂切割早-中三疊世隆務(wù)河組(T1-2l)和中三疊世侵入巖體，并控制著中三疊世二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)巖的分布，沿?cái)嗔褞r石極為破碎，碎裂巖發(fā)育，可見高嶺土化和輕微褐鐵礦化蝕變現(xiàn)象。北西西向斷裂F28被F25、F27北東向斷裂所切割，沿?cái)鄬蛹捌鋬蓚?cè)見有細(xì)晶花崗巖脈，脈體走向與斷裂帶走向一致。該組斷裂西北端被中-上新世臨夏組砂巖、礫巖、泥巖覆蓋，東南端被第四系覆蓋。

研究區(qū)還存在10余條延伸長(zhǎng)度約2～6km的北西走向逆沖斷裂及右行走滑剪切疊加逆沖斷裂。

2.1.2 北北東-北東向斷裂系

研究區(qū)內(nèi)北北東-北東向三級(jí)斷裂主要為當(dāng)家寺斷裂(F25)、下八盤斷裂(F26)和恰日阿斷裂(F27)，延伸長(zhǎng)度分別為7.16km、3.11km、9.38km。該組斷裂切割中三疊世花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖侵入體，并分別切割了北西走向的F22、F23、F28斷裂。根據(jù)斷裂切割關(guān)系，可見北東向斷層為右行走滑斷裂(圖1b、圖2)。沿?cái)鄬蛹捌鋬蓚?cè)石英脈、細(xì)晶花崗巖脈及閃長(zhǎng)玢巖脈發(fā)育，在脈體中見有孔雀石。

區(qū)內(nèi)還存在8條延伸長(zhǎng)度約1～2km的北東向四級(jí)斷層，多具有右行走滑特征。

2.2 主要脈體

研究區(qū)內(nèi)主要脈體可分為三類，分別為火成巖脈、石英脈和方解石脈。

2.2.1 火成巖脈

研究區(qū)火成巖脈主要包括細(xì)晶花崗巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈和花崗閃長(zhǎng)巖脈。

研究區(qū)的細(xì)晶花崗巖脈一般為淺灰色，寬1～100cm，延伸幾米至幾十米；個(gè)別寬度可達(dá)10m，延伸500m。共發(fā)現(xiàn)細(xì)晶花崗巖脈35條，脈體走向以NW向?yàn)橹?圖2)，走向范圍為290°～330°，主要分布于斷層附近，脈體走向與相鄰斷層走向相近，脈體與圍巖接觸面平直(圖4a，b)。脈體受到后期構(gòu)造作用，可與圍巖共同形成節(jié)理。

研究區(qū)的閃長(zhǎng)玢巖脈，常呈深灰色、深灰綠色，脈體寬幾米到十幾米不等，延伸幾米到幾十米不等。共發(fā)現(xiàn)閃長(zhǎng)玢巖脈23條，脈體走向以NW向?yàn)橹?圖4c，d)，主要走向范圍為290°～330°，傾角多為70°～85°，脈體走向與臨近斷層走向近平行，主要分布于中三疊世花崗巖的NW走向斷層附近。脈體與圍巖有明顯的烘烤帶、蝕變過渡帶，還可見脈體向圍巖的擠入，表明其為后期侵入。脈體與圍巖之間形成了破碎帶、蝕變帶。有些閃長(zhǎng)玢巖脈體與圍巖節(jié)理貫通，表明發(fā)生過后期變形。還有些閃長(zhǎng)玢巖脈體內(nèi)部受到沿脈體的構(gòu)造作用，而形成脈體內(nèi)部的雁列節(jié)理(圖4c)。

研究區(qū)還存在少量花崗閃長(zhǎng)巖脈，常呈灰白色，脈體寬10～50cm，延伸幾十米，走向?yàn)?53°(圖4b)、295°和330°。

2.2.2 石英脈

研究區(qū)的石英脈呈乳白色或白色，或呈褐紅色，脈體寬由幾厘米至一兩米不等，延伸幾十厘米到幾百米不等。形態(tài)有呈細(xì)而多的纖維狀石英脈，也有寬幾米，延伸幾百米的巨型石英脈等。石英顆粒粗大，化學(xué)成分很純；可見石英呈帶狀向裂縫中央生長(zhǎng)，部分裂縫尚未完全充填。部分石英脈上會(huì)發(fā)育節(jié)理，節(jié)理走向一般有平行于石英脈走向或垂直于石英脈走向的兩組方向(圖4e，f)。石英脈主要分布于研究區(qū)南部的早-中三疊世隆務(wù)河組和中三疊世的花崗巖中，共統(tǒng)計(jì)石英脈94條，主要走向?yàn)镹E向。

圖4 當(dāng)家寺巖體上多種類型脈體特征

2.2.3 方解石脈

方解石脈一般分為兩種：一種常常出現(xiàn)在剪節(jié)理破裂面上，一般較窄，寬約0.15～3cm，厚度相對(duì)均勻，但分布十分廣泛，半充填-全充填裂縫，方解石脈壁上還見有擦痕(圖4g，h)；另一種脈寬約15～25cm，延伸幾十米，并被后期節(jié)理切割，脈體成分由邊部向脈中心變純，脈體邊部含許多呈棱角狀的花崗巖碎屑，顯示花崗巖結(jié)晶后的裂縫及脈充填特征(贠曉瑞等，2020)。方解石脈主要分布于研究區(qū)的中西北部和東南部的中三疊世花崗巖中，共統(tǒng)計(jì)了13條方解石脈的產(chǎn)狀，其走向主要為近SN向和NE向。

2.3 節(jié)理

節(jié)理是巖體受力斷裂后兩側(cè)巖塊沒有顯著位移的小型斷裂構(gòu)造，是巖石網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)的主要組成部分。在研究中選取新鮮未擾動(dòng)露頭，盡量避免受到人為破壞、風(fēng)化剝蝕和植物生長(zhǎng)等不利因素的影響，以保證測(cè)量所得數(shù)據(jù)的可靠性。根據(jù)以上原則，各點(diǎn)選取10m2范圍的露頭對(duì)其節(jié)理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.3.1 節(jié)理幾何學(xué)特征

研究區(qū)的節(jié)理類型較多，根據(jù)力學(xué)成因機(jī)制分類，分布最為廣泛的是剪節(jié)理(圖5)。剪節(jié)理具備典型特征，包括產(chǎn)狀比較穩(wěn)定，平面上沿走向延伸較遠(yuǎn)，剖面上切割較深；節(jié)理面較平直、光滑，有時(shí)在剪切面上有剪切滑動(dòng)產(chǎn)生的擦痕。剪節(jié)理多由兩組不同走向節(jié)理構(gòu)成共軛“X”型節(jié)理系，它們之間或正交，或高角度斜交及低角度斜交，將巖石切割成菱形或棋盤格狀；也有一組節(jié)理不發(fā)育形成平行延伸的板狀節(jié)理或具有規(guī)律性相對(duì)位移的“S型”雁列節(jié)理(圖3c)。剪節(jié)理裂縫多數(shù)較窄，大部分節(jié)理縫未充填，少量節(jié)理縫充填石英脈及方解石脈(圖4e-h)。方解石脈呈半充填、全充填，脈寬窄通常只有0.15～1cm；石英脈寬度不等，變化大，從數(shù)厘米至數(shù)米不等。也存在少量張節(jié)理，與剪節(jié)理在同一應(yīng)力場(chǎng)下形成(圖5c)，還可見有石英脈充填，呈雁列狀、透鏡狀、或網(wǎng)狀(圖3b、圖4f)。

研究區(qū)還存在由于巖體成巖冷卻過程中形成的近水平的原生節(jié)理(圖3b, d)，一般間隔0.5～5m不等，有時(shí)還伴有兩組互相垂直的節(jié)理；以及在早-中三疊世隆務(wù)河組淺變質(zhì)砂板巖上多形成平行層理面的順層節(jié)理和垂直層理面的縱、斜交節(jié)理(圖5e)，縱、斜節(jié)理節(jié)理面平直，節(jié)理裂隙緊閉，產(chǎn)狀較陡。還有部分為斷層相關(guān)節(jié)理，節(jié)理組與臨近斷層的走向相近或一致(圖6a區(qū))。

研究區(qū)不同部位節(jié)理發(fā)育特征不同。有的觀測(cè)點(diǎn)節(jié)理極少且延伸較短，為非貫穿型節(jié)理，僅切開巖石非常局限的部位(圖5a)；而有的觀測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)1～4組不同的節(jié)理，并構(gòu)成不同的節(jié)理系。每組節(jié)理的條數(shù)為幾條至幾十條不等，同組節(jié)理的間隔呈均勻或非均勻分布。研究區(qū)中高角度正交、斜交節(jié)理較多，可見多為45°～90°的中高傾角的節(jié)理；而近水平(傾角<15°)節(jié)理較少。在研究區(qū)西部及南部近水平的節(jié)理相對(duì)增多。

圖5 共和盆地東北部當(dāng)家寺巖體節(jié)理發(fā)育特征

2.3.2 節(jié)理優(yōu)勢(shì)分布

為了了解區(qū)域節(jié)理發(fā)育特征，利用Orient 3.12.0軟件(Vollmer, 2015)繪制了研究區(qū)主要觀察點(diǎn)上半圓節(jié)理走向玫瑰花圖(圖6)以及研究區(qū)分區(qū)節(jié)理走向玫瑰花圖、傾角分布圖和節(jié)理極密圖(圖7)。結(jié)合斷裂分布特征、觀察點(diǎn)節(jié)理類型、產(chǎn)狀特征，按照研究區(qū)節(jié)理的走向和單個(gè)露頭觀察點(diǎn)節(jié)理出現(xiàn)頻率的相似性，劃分為四個(gè)區(qū)域(圖6、圖7)：當(dāng)家寺斷裂(F25)、下八盤斷裂(F26)與尼阿生斷裂(F28)及龍才斷裂所控區(qū)為a區(qū)(西區(qū))、恰日阿斷裂(F27)與尼阿生斷裂(F28)所夾的東部區(qū)域?yàn)閎區(qū)(東北區(qū))，拉骨斷裂(F30)與F38以南區(qū)域?yàn)閏區(qū)(西南區(qū))，尼阿生斷裂(F28)以南、龍才斷裂(F29)以東為d區(qū)(東南區(qū))。

西區(qū)(圖6a區(qū)、圖7a)優(yōu)勢(shì)節(jié)理組為2～4組，大多為3組，主要優(yōu)勢(shì)節(jié)理的走向?yàn)?15°、85°、350°～360°、0°～20°、45°，節(jié)理傾角多為高角度(70°～90°)，共軛節(jié)理夾角60°、85°。極密圖(圖7a)反映主要存在北西(290°～320°)及近南北(約10°)、近東西(85°)及少量北東45°走向的優(yōu)勢(shì)節(jié)理。

東北區(qū)(圖6b區(qū)、圖7b)優(yōu)勢(shì)節(jié)理組為1～4組，大多由2組節(jié)理組構(gòu)成節(jié)理系，優(yōu)勢(shì)節(jié)理產(chǎn)狀為310°∠75°與210°∠75°和125°∠60°與35°∠50°，節(jié)理傾角多為中-高角度(55°～85°)，共軛節(jié)理夾角約為55°、90°。極密圖(圖7b)反映北東30°～50°、北西310°為優(yōu)勢(shì)節(jié)理走向方向。

西南區(qū)(圖6c區(qū)、圖7c)優(yōu)勢(shì)節(jié)理組為1～3組，多由2組節(jié)理組構(gòu)成節(jié)理系， 極密圖 (圖7c) 反映優(yōu)勢(shì)節(jié)理的走向?yàn)镹NW(320°～330°)、NNE(5°～30°)，節(jié)理傾角多為中高角度(70°～90°)，共軛節(jié)理所夾銳角為20°～70°。

圖6 共和盆地東北部當(dāng)家寺巖體節(jié)理走向空間分布圖

圖7 當(dāng)家寺巖體研究區(qū)節(jié)理極密圖及節(jié)理傾角和走向玫瑰花圖

東南區(qū)(圖6d區(qū)、圖7d)優(yōu)勢(shì)節(jié)理組為2～4組，大多2組構(gòu)成節(jié)理系，優(yōu)勢(shì)節(jié)理產(chǎn)狀為130°∠50°、60°∠45°，140°∠15°、45°∠45°和0°∠75°、90°∠85°。節(jié)理傾角多為中高角度(55°～85°)，共軛節(jié)理夾角約為60°～90°。極密圖(圖7d)反映北東40°～50°、北西320°及北北東10°～20°為優(yōu)勢(shì)節(jié)理走向方向。

從整個(gè)研究區(qū)可以看到(圖7e)區(qū)域上存在4組節(jié)理優(yōu)勢(shì)方向，且以北東走向最為發(fā)育，東南區(qū)和西南區(qū)節(jié)理密度較大，研究區(qū)西部北西走向節(jié)理更發(fā)育而東部北東向節(jié)理更為發(fā)育。

3 宏觀裂縫系統(tǒng)空間結(jié)構(gòu)及成因

3.1 裂縫系統(tǒng)的空間分布

共和盆地東北部當(dāng)家寺巖體上的各類破裂多為脆性破裂，包括斷層、脈體、節(jié)理等，它們共同構(gòu)成了其宏觀裂縫系統(tǒng)(圖6)。

西區(qū)(圖6a區(qū)、圖7a)主要發(fā)育F25、F28、F29、F30等斷裂。北北東向當(dāng)家寺斷裂(F25)，并切割了北西西向尼阿生斷裂(F28)、北西向龍才斷裂(F29)。閃長(zhǎng)玢巖脈、細(xì)晶花崗巖脈呈北西向展布，石英脈具北西及北東向兩組方向。發(fā)育四組優(yōu)勢(shì)節(jié)理，其中北西(290°～320°)為主，其次為近南北向(約10°)，有少量近東西(85°)及北東45°走向。本區(qū)裂縫發(fā)育密度最小，裂縫統(tǒng)計(jì)規(guī)律反映了南北向右行走滑斷裂的主導(dǎo)影響以及北西西向左行逆沖斷裂的次級(jí)影響，在斷層相交附近裂縫走向也呈多變及復(fù)雜性。

東北區(qū)(圖6b區(qū)、圖7b)主要發(fā)育北北東走向的下斷裂(F27)和下八盤斷裂(F26)，沿?cái)鄬蛹皵嗔褍蓚?cè)見有細(xì)晶花崗巖脈、花崗閃長(zhǎng)巖脈、石英脈，脈體主要走向NNE與斷裂走向一致。石英脈也存在著北北西走向。發(fā)育3組方向節(jié)理，主要優(yōu)勢(shì)方向?yàn)楸睎|30°～50°，其次為北西310°。該區(qū)北東向節(jié)理密度較大，中部節(jié)理發(fā)育較弱。

西南區(qū)(圖6c區(qū)、圖7c)為龍羊峽北部，斷裂不太發(fā)育，主要為北東和少量北西走向的4級(jí)斷裂，有的具有右行走滑特征，有些屬性尚不明確。發(fā)育北西走向閃長(zhǎng)玢巖脈及北東、北北東走向石英脈。節(jié)理發(fā)育密度重點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)為北北西(320°～330°)，其次為北北東(5°～30°)，反映了北西向走滑斷裂的主導(dǎo)影響。

東南區(qū)(圖6d區(qū)、圖7d)北緣發(fā)育F28斷裂，是區(qū)內(nèi)3級(jí)左行走滑剪切疊加逆沖構(gòu)造，此外還發(fā)育有多條北西、北東向4級(jí)斷裂，逆沖為主，兼具右行走滑運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)。北西向斷層是瓦里貢二級(jí)斷裂的西北延伸端，具有右行走滑剪切疊加逆沖的構(gòu)造特征。該區(qū)存在北西向細(xì)晶花崗巖脈、花崗閃長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈；以及許多雁列展布的大型的北東走向石英脈，呈右階排列；脈體高度差異大約0.8m到幾十米不等，寬度0.1～5m，平面延伸幾十厘米到200m，有的呈微弱的S型，分析認(rèn)為其形成可能受控于左行走滑構(gòu)造作用。該區(qū)節(jié)理發(fā)育密度最大，優(yōu)勢(shì)節(jié)理走向?yàn)楸睎|40°～50°，其次為北西320°及少量北北東10°～20°。各種脈體都有節(jié)理發(fā)育，有的限制在脈體內(nèi)部；有的節(jié)理貫穿脈體，統(tǒng)一發(fā)育。

研究區(qū)北部斷裂規(guī)模比南部斷裂規(guī)模大，斷裂走向主要以NW和NNE向?yàn)橹??；鸪蓭r脈體主要分布于切穿中三疊世花崗巖的斷層附近，脈體走向與鄰近斷層相近。石英脈主要分布于南部的早-中三疊世隆務(wù)河組淺變質(zhì)巖和中三疊世的花崗巖中。方解石脈多沿剪節(jié)理發(fā)育，主要分布于西部和東南部分的中三疊世花崗巖中。

研究區(qū)斷裂破碎帶發(fā)育，剪節(jié)理發(fā)育，特別是存在大量的多期次的共軛節(jié)理。因此，形成多種組合關(guān)系的裂縫，裂縫多為半開啟型縫、閉合裂縫。裂縫被脈體有選擇地充填，比如北東向的石英脈部分或全部充填裂縫。方解石脈主要存在近東西向、北東的節(jié)理中，多為半充填。

3.2 構(gòu)造作用下裂縫系統(tǒng)的破裂過程

綜合上述斷裂、脈體、節(jié)理等發(fā)育分布特征，發(fā)現(xiàn)構(gòu)造作用對(duì)當(dāng)家寺巖體的多種類型破裂具有明顯的控制作用，裂縫系統(tǒng)形成主要可歸納為5種類型：

(1)單一應(yīng)力場(chǎng)形成的節(jié)理系

不僅共和盆地東北部的主斷裂具有走滑剪切特征(何碧竹等，2023)，根據(jù)巖石破裂準(zhǔn)則，當(dāng)家寺巖體上多處均勻質(zhì)密的花崗巖類巖石，在同一剪切應(yīng)力場(chǎng)下，形成了兩組共軛剪節(jié)理和一組張節(jié)理組構(gòu)成的節(jié)理系。節(jié)理系符合里德爾剪切，如圖8a ii為右行剪切應(yīng)力場(chǎng)形成的一組產(chǎn)狀為228°∠89°的剪節(jié)理組，為P破裂；一組產(chǎn)狀為170°∠76°的剪節(jié)理組，為R破裂；在共軛節(jié)理的銳角平分線方向發(fā)育的一組張節(jié)理(195°∠90°)。

(2)疊加先期形成單向滑移的共軛節(jié)理組

未變形巖石經(jīng)歷剪切作用先形成了一組NE走向的單向剪節(jié)理(圖8b ii)；再變形中形成一組共軛正交的限制剪節(jié)理，終止于先期NE向節(jié)理，呈棋盤格狀(圖8b iii)；之后，沿早期發(fā)育的北東向節(jié)理再次活動(dòng)，疊加改造先期節(jié)理，在沿此方向形成明顯錯(cuò)位，形成具有右行走滑特征的滑移共軛節(jié)理組(圖8b iv)。

(3)持續(xù)走滑剪切形成雁列石英脈與共軛節(jié)理組合

未變形巖石在左行走滑剪切環(huán)境下(圖8c)，形成一組北東向張節(jié)理(圖8c ii)；后被含石英熱液充填，可見與石英脈接觸的圍巖發(fā)生帶狀蝕變，含有螢石、綠泥石等蝕變礦物。隨著進(jìn)一步擴(kuò)展，脈體中石英呈帶狀向脈中心生長(zhǎng)，部分裂隙尚未完全充填，有相向的馬牙狀石英，形成了同向的大型雁列石英脈組(圖8c iii)。之后，再次疊加剪切作用形成了共軛節(jié)理組，其中一組節(jié)理產(chǎn)狀與先期節(jié)理(石英脈)相同，形成了平行石英脈的剪節(jié)理，另一組剪節(jié)理與其斜交(圖8c iv)。

(4)拉張裂隙侵入巖脈及脈內(nèi)剪切節(jié)理組

未變形巖石受近南北向(或北北東向)的伸展作用，形成拉張型裂隙(圖8d ii)，為后期巖漿侵入提供了通道及空間，沿裂隙形成脈體或巖墻(圖8d iii)。如研究區(qū)發(fā)育的緊鄰北西、北西西向斷裂呈北西、北西西走向延伸的侵入巖脈(圖2、圖4c, d)，多為閃長(zhǎng)巖脈及閃長(zhǎng)玢巖脈，脈體垂向呈向上、向側(cè)向侵入特征，有的向頂部變窄收斂呈樹杈狀，有的側(cè)壁平直刺穿巖體呈巖墻；與圍巖有不規(guī)則的蝕變帶，或鋸齒狀側(cè)向后期侵入特征。有些脈體內(nèi)還存在后期剪切破裂，形成較密集的右階左行雁列節(jié)理(圖8d iv)。

圖8 構(gòu)造作用下節(jié)理系、脈體及多期次網(wǎng)狀裂縫的形成過程

(5)多期次剪切疊加形成局部網(wǎng)狀裂縫

未變形巖石受到多期的剪切作用，而形成了多期的剪切破裂，根據(jù)各組剪切節(jié)理的切割關(guān)系，可以初步區(qū)分變形期次。圖3d顯示了至少5期剪切破裂，其中節(jié)理組①為原生近水平節(jié)理，為第一期破裂(圖8e i)；節(jié)理組①與②構(gòu)成共軛節(jié)理，節(jié)理組②切割①，為第二期破裂(圖8e ii)，間隔30～50cm，分布面積較大；節(jié)理組③與④為第三期破裂(圖8e iii)，局部帶狀分布；節(jié)理組⑤、⑥、⑦構(gòu)成節(jié)理系，⑤、⑥為剪節(jié)理，⑦為張節(jié)理，為第四期破裂，分布面積廣間距大，節(jié)理組⑤與⑥局部形成追蹤張節(jié)理；節(jié)理組⑧與節(jié)理組⑥為共軛節(jié)理，形成于第5期破裂，切割范圍大，切割了前期多次節(jié)理組，其中節(jié)理組⑨沿節(jié)理組⑥形成的雁列節(jié)理，具左階右行特征。5期破裂共同形成此網(wǎng)狀裂縫系統(tǒng)。其中，晚期節(jié)理組⑤、⑥、⑦、⑧的縫寬大，延伸長(zhǎng)，構(gòu)成主縫(圖8e iv)。

3.3 裂縫系統(tǒng)多期次性及形成動(dòng)力學(xué)機(jī)制

共和盆地及周緣處于東昆侖、南祁連、西秦嶺三大造山帶之間，造山帶的構(gòu)造活動(dòng)及疊加深部地幔上涌作用，使得共和盆地中-新生代以來主要經(jīng)歷了6期構(gòu)造演化(何碧竹等，2023)，主要包括：早-中三疊世為阿尼瑪卿洋俯沖形成的昆北弧前盆地及陸緣火山弧帶，該期為共和盆地基底主要巖石單元形成期；晚三疊世阿尼瑪卿洋閉合發(fā)生碰撞造山，共和盆地褶皺基底形成；晚三疊世末期發(fā)生碰撞后伸展，發(fā)育初始小型陸內(nèi)裂谷盆地；在侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)受斷裂控制形成局部斷陷盆地；古近紀(jì)晚期-中新世受同向、異向走滑斷層控制形成拉分-斷陷盆地；中新世晚期至今強(qiáng)烈南北向擠壓造成青海南山、共和南山向盆地內(nèi)逆沖，形成陸內(nèi)前陸盆地。

盆地與周緣多期次區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)以及主要斷裂的多期次活動(dòng)，同樣對(duì)共和盆地東北部當(dāng)家寺巖體宏觀裂縫系統(tǒng)的形成有約束作用，由于大多數(shù)脆性變形尚無法直接測(cè)得形成時(shí)間。因此，從區(qū)域構(gòu)造作用過程，進(jìn)行了初步的分析，推測(cè)主要破裂期可分為以下5期。

(Ⅰ)早-中三疊世阿尼瑪卿洋俯沖-碰撞階段，當(dāng)家寺巖體形成。約250～220Ma，隨著東昆侖大洋板塊持續(xù)向北俯沖(Dongetal., 2018, 2021)，形成了寬廣的溝-弧-盆體系，在南祁連南緣至東昆侖北形成了活動(dòng)大陸邊緣弧及昆北弧前盆地(何碧竹等，2023)，青海南山南緣及共和盆地基底發(fā)育了侵入中-下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組的黑馬河巖體、江西溝巖體、溝后雜巖體、當(dāng)家寺巖體與俯沖相關(guān)的花崗巖類(張宏飛等，2006；張永明等，2017a，2019；陳希節(jié)等，2020；贠曉瑞等，2020)，當(dāng)家寺正長(zhǎng)花崗巖結(jié)晶年齡為243.5±2.9Ma，花崗閃長(zhǎng)巖結(jié)晶年齡為240.1±2.1Ma，二長(zhǎng)花崗巖的結(jié)晶年齡分別為247.7±1.7Ma和241.0±2.6Ma(張永明等, 2017a；石玉蓮等, 2018)。約240～220Ma，昆侖洋板塊發(fā)生后撤式俯沖，俯沖減弱并發(fā)生板塊斷離，導(dǎo)致幔源巖漿作用上涌，形成了大量侵入花崗巖體及中昆侖帶中三疊世玄武巖和安山巖(Lietal., 2015；Dongetal., 2018，2021)，后期發(fā)生了俯沖-碰撞的轉(zhuǎn)換(241～236Ma)(陳希節(jié)等，2020)。從北向南侵入巖年齡變年輕，也反映了俯沖板片的后撤(解小龍等，2015；贠曉瑞等，2020)，當(dāng)家寺巖體主要形成于248～236Ma期間的多期次侵入。

東昆侖阿尼瑪卿洋盆閉合及發(fā)生陸塊斜向碰撞，共和盆地北側(cè)青海南山斷裂向西延至南祁連韌性左行走滑斷裂(250～243Ma)(許志琴等，2007；Xuetal., 2015)，其東可與西秦嶺丹鳳韌性左行走滑剪切帶相連，全長(zhǎng)達(dá)2500km；南側(cè)東昆侖阿尼瑪卿韌性左行走滑斷裂形成略晚于北側(cè)(約236～200Ma)。共和盆地東北當(dāng)家寺巖體北側(cè)的青海南山分支斷裂(圖1；F1、F2等)啟動(dòng)，具韌性剪切特征，發(fā)育糜棱巖，為宏觀裂縫系統(tǒng)第Ⅰ期剪切變形。

(Ⅱ)晚三疊世碰撞擠壓-碰撞后伸展階段，北西向大量火成巖巖脈發(fā)育。約220～200Ma，發(fā)生了碰撞擠壓-碰撞后伸展的轉(zhuǎn)換，形成A型花崗巖、安山巖、英安巖和碰撞后過堿性安山-流紋巖，香日德過堿性流紋巖形成于209Ma(Shaoetal., 2021)。當(dāng)家寺巖體北西向展布的花崗閃長(zhǎng)巖脈年齡為219.6±4.2Ma (本團(tuán)隊(duì)研究，待刊)。

(Ⅲ)侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)共和盆地東北部區(qū)域性多期次隆升事件發(fā)生，當(dāng)家寺巖體抬升至地表。隨青藏高原東北部廣泛出現(xiàn)的侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)的區(qū)域性多期隆升事件(Mocketal., 1999; Jolivetetal., 2001; Wangetal., 2018; Zattin and Wang, 2019; Liuetal., 2021)。青海南山也存在著早侏羅世晚期-早白堊世早期(178.8～143.6Ma)、早白堊世中期(135～106.3Ma)和晚白堊世中期(98.4～81.8Ma)多期冷卻-抬升事件(贠曉瑞等，2021)。共和南山存在126～101Ma冷卻事件(Craddock, 2011)。這些區(qū)域抬升事件使得當(dāng)家寺巖體抬升至地表，經(jīng)歷了急劇的降溫和冷卻、抬升、剝蝕，通常高溫巖石經(jīng)歷快速冷卻后會(huì)造成巖石損傷，溫度越高快速冷卻后破裂越強(qiáng)(黃中偉等，2019)。當(dāng)家寺巖體在240～200Ma溫度降低了約620℃(贠曉瑞等，2020，2021)，急劇降溫可能使得原生節(jié)理縫進(jìn)一步擴(kuò)張；造成該區(qū)的第三期區(qū)域破裂變形。破裂程度隨溫度及冷卻速率的變化需進(jìn)一步研究。

(Ⅳ)漸新世-中新世中期，共和盆地邊界走滑斷裂活躍，當(dāng)家寺巖體上走滑斷裂及剪切破裂發(fā)育。約45～23Ma，軟流圈上涌導(dǎo)致地幔上涌，加上盆地邊界走滑斷裂活動(dòng)，共和新生代斷陷盆地的雛形開始形成(何碧竹等，2023)。約23～6Ma，是共和盆地及周緣走滑斷裂活動(dòng)的鼎盛期。盆地周緣阿尼瑪卿、青海南山左行走滑斷裂活動(dòng)(Lietal., 1996；李海兵等，2006；許志琴等，2011)；哇洪山-溫泉、塘格木、瓦里貢、多禾茂等右行走滑斷裂也活動(dòng)(Wang and Burchfiel, 2004；Luetal., 2012；Duvalletal., 2013；史海濤，2011；何碧竹等，2023)。當(dāng)家寺巖體上三、四級(jí)北西西走向左行走滑逆沖斷裂以及北北西、北北東向右行走滑逆沖斷裂活動(dòng)，且與青海南山斷裂、瓦里貢斷裂性質(zhì)及走向近一致，可能形成于該時(shí)期。研究區(qū)北東向雁列石英脈應(yīng)為左行走滑剪切作用形成(圖8c)；方解石脈的形成時(shí)間約為15Ma(何碧竹等，2022(3)何碧竹，贠曉瑞，陳希節(jié)等. 2022. 青海共和盆地科技攻堅(jiān)戰(zhàn)先導(dǎo)性基礎(chǔ)地質(zhì)研究. 北京：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 1-85)，可能均與此第四期區(qū)域破裂變形有關(guān)。

(Ⅵ)中新世晚期以來共和前陸盆地發(fā)育階段，當(dāng)家寺巖體中走滑+逆沖斷裂發(fā)育?！?Ma是共和盆地構(gòu)造轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時(shí)期，由走滑伸展轉(zhuǎn)為擠壓逆沖，形成了陸內(nèi)前陸盆地(何碧竹等，2023)，盆地南北兩側(cè)發(fā)育上新世向盆內(nèi)推覆的多個(gè)逆沖斷裂構(gòu)造帶是良好的記錄。青海南山斷裂帶西段——茶卡段在～6Ma明顯為逆沖活動(dòng)(Luetal., 2012)、東段——溝后段在～5Ma有明顯的活動(dòng)(贠曉瑞等，2021)。王洪等(2021)對(duì)共和盆地及鄰區(qū)鉆孔、水壓致裂數(shù)據(jù)和應(yīng)力解除實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，地應(yīng)力反演、震源機(jī)制解反演均表明研究區(qū)現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)以逆沖為主，兼走滑的特征，區(qū)內(nèi)最大水平主應(yīng)力優(yōu)勢(shì)方位為NE 45°～60°，即NE向。研究區(qū)域內(nèi)最大主壓應(yīng)力軸(P軸)、最小主應(yīng)力軸(T軸)方向分別為NNE、NWW向。根據(jù)當(dāng)家寺巖體4個(gè)分區(qū)內(nèi)大量的共軛剪節(jié)理夾角的銳角平分線走向多為～10°至～350°之間(圖7)即為NNE、NNW向(近南北向)，推測(cè)研究區(qū)大量的共軛剪節(jié)理形成與現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)不同，其形成較早，即先存大量共軛剪節(jié)理應(yīng)與前期的走滑剪切構(gòu)造作用關(guān)系更為密切。

3.4 宏觀裂縫系統(tǒng)對(duì)干熱巖地?zé)醿?chǔ)層的約束

高滲透性、裂縫型儲(chǔ)層識(shí)別與評(píng)價(jià)是干熱巖地?zé)岵責(zé)醿?chǔ)層地質(zhì)建模的關(guān)鍵。本次研究以當(dāng)家寺巖體露頭區(qū)為主要調(diào)查對(duì)象，海拔約2600～3450m，高程差約850m。在系統(tǒng)調(diào)查解剖了各類破裂及裂縫系統(tǒng)的類型、幾何學(xué)特征基礎(chǔ)上，分析裂縫的空間分布規(guī)律及形成過程，并探討了形成動(dòng)力學(xué)及時(shí)限?？梢姽埠透蔁釒r熱儲(chǔ)層是構(gòu)造作用控制下，由不同時(shí)期、不同類型、不同物質(zhì)組成的破裂共同構(gòu)成的多屬性宏觀裂縫系統(tǒng)。晚三疊世活動(dòng)的斷裂及平行斷層走向的火成巖脈體控制著早期的伸展型裂縫及蝕變型熱儲(chǔ)層；侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)多期次快速冷卻抬升控制著不等間隔的水平裂縫分布，且西部較東部發(fā)育，可能與剝露過程及上覆地層時(shí)代有關(guān)；新生代，特別是中新世以來的大規(guī)模走滑剪切作用形成了大規(guī)模雁列式石英脈、多次疊加共軛剪節(jié)理縫、多期次疊加的不規(guī)則網(wǎng)狀裂縫，共同構(gòu)成差異分布的裂縫型地?zé)醿?chǔ)層。斷裂破碎帶的長(zhǎng)與寬度、火成巖脈體和石英脈體延伸方向及長(zhǎng)度，共軛節(jié)理系產(chǎn)狀及延伸范圍、網(wǎng)狀裂縫的空間分布以及大量中高傾角的斜縫，作為先存裂縫系統(tǒng)，對(duì)干熱巖熱儲(chǔ)層的規(guī)模、質(zhì)量、分布有約束，也對(duì)熱儲(chǔ)建儲(chǔ)、后期改造、防止誘發(fā)地震災(zāi)害有重要影響。裂縫系統(tǒng)的垂向分布特征及微觀結(jié)構(gòu)需進(jìn)一步解剖。

4 結(jié)論

(1)共和盆地東北緣當(dāng)家寺巖體的宏觀裂縫系統(tǒng)主要有斷裂、火成巖脈(細(xì)晶花崗巖脈和閃長(zhǎng)玢巖脈等)、石英脈、方解石脈及多組節(jié)理組構(gòu)成。

(2)研究區(qū)不同分區(qū)斷裂、脈體及節(jié)理發(fā)育有差異。西區(qū)主要發(fā)育北北東向、北西西向、北西向斷裂及北西向展布巖脈及北西、近南北、近東西及少量北東向節(jié)理，與臨近斷裂的走向有相似性；東北區(qū)以北北東走向斷裂、脈體為主，節(jié)理走向優(yōu)勢(shì)方向?yàn)楸睎|、北西，中部節(jié)理不發(fā)育；西南區(qū)主要為北東和北西走向的右行走滑斷層，節(jié)理走向優(yōu)勢(shì)為北北西、北北東；東南區(qū)發(fā)育多條北西、北東向四級(jí)斷層，北西向火成巖脈以及大型的北東走向右階左行的雁列石英脈，節(jié)理優(yōu)勢(shì)為北東、北西及北北東向。各種脈體都有后期節(jié)理發(fā)育，有的限制在脈體內(nèi)部，有的節(jié)理切穿脈體。

(3)構(gòu)造作用對(duì)當(dāng)家寺巖體的后期破裂具有明顯的控制作用，主要發(fā)育5種破裂類型：?jiǎn)我粦?yīng)力場(chǎng)形成的節(jié)理系、疊加先期形成單向滑移的共軛節(jié)理組、持續(xù)走滑剪切形成雁列石英脈與共軛節(jié)理組合、拉張裂隙侵入巖脈及脈內(nèi)雁列節(jié)理組、多期次剪切疊加形成局部網(wǎng)狀裂縫。

(4)根據(jù)區(qū)域構(gòu)造作用，初步探討了共和盆地東北緣當(dāng)家寺巖體的宏觀裂縫系統(tǒng)發(fā)育過程及成因。早中三疊世，受控于斜向俯沖-碰撞形成北西走向的韌性剪切帶；三疊紀(jì)末期受控于碰撞擠壓-碰撞后伸展階段，北西向斷層及大量火成巖巖脈發(fā)育；侏羅-白堊紀(jì)區(qū)域性多期次隆升事件，使原生節(jié)理進(jìn)一步擴(kuò)張；漸新世-中新世中期，共和盆地邊界走滑斷裂活躍，走滑斷裂多期次活動(dòng)并發(fā)生大量剪切破裂及石英脈、方解石脈；中新世晚期以來走滑斷裂轉(zhuǎn)換為逆沖斷裂。先存大量共軛剪節(jié)理形成與現(xiàn)今應(yīng)力場(chǎng)(NE)有差異，應(yīng)與前期的走滑剪切構(gòu)造作用關(guān)系更為密切。

(5)由不同時(shí)期、類型、物質(zhì)組成的破裂形成的多屬性、先存宏觀裂縫系統(tǒng)，對(duì)干熱巖熱儲(chǔ)層規(guī)模、質(zhì)量、分布有約束，也約束著后期熱儲(chǔ)建儲(chǔ)與改造，防止誘發(fā)災(zāi)害。

致謝感謝戚學(xué)祥研究員、焦存禮高級(jí)工程師兩位審稿專家的建設(shè)性的意見。感謝張建新研究員、馬緒宣研究員的有益討論。感謝鄭勇副研究員、李紅剛工程師、緱明亮助理工程師以及碩士研究生張振宇、張家豪等參加野外地質(zhì)調(diào)查。