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申请/专利权人：东华理工大学;南京大学

摘要：本发明公开了一种基于离散元的裂谷盆地伸展过程模拟方法，充分考虑地质历史时期地层的地质特征，给出韧性基底构建方法，建立接近裂谷盆地伸展过程的离散元模型。在模拟过程中，可以增加沉积或剥蚀过程，研究这种普遍的地质现象对该区域构造变形的影响。本发明不需要设置先存断层，使模型具有和真实岩体相似的颗粒结构。采用离散元模拟能补充并替换部分实验，而且该基于离散元模拟的构造演化过程与构造变形机制研究方法可以得到实验不容易测得的数据，进而改进现有理论解决实际问题，为裂谷盆地的油气勘探工作提供理论支持。

主权项：1.一种基于离散元的裂谷盆地伸展过程模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1通过观测待分析区域的地质并解析待分析地区地震资料，提取出待分析区域的地层信息，反演构造演化过程；对解析得到的地震解析图进行反演分析得到裂谷盆地开始伸展前历史地层分布图，最终得到待分析区域伸展前历史地层分布情况；2根据步骤1得到的地层分布情况，构建离散元初始模型：设定第一种颗粒半径为60m，第二种颗粒半径为80m，第一种颗粒和第二种颗粒按照一定的比例随机充填到给定大小的矩形盒状模型中，在重力作用下堆积于该矩形盒状模型中，生成第一离散元模型；3通过一系列双轴压缩实验测试，标定离散元初始模型中各个地层的颗粒材料的细观参数；4根据步骤1得到的地层分布情况及步骤3得到的各个地层的颗粒材料的微观性质，通过给定各个地层的颗粒材料属性，建立反映待分析区域地质特征的第二离散元模型；所述第二离散元模型包括基底，所述基底分为三个部分：两侧的第一刚性基底和第二刚性基底以及位于中间的韧性基底；对所述刚性基底限制颗粒位移和角速度，而对所述韧性基底则只限制颗粒竖直方向的位移，使韧性基底的颗粒可以在水平方向自由移动；所述韧性基底与刚性基底间产生粘结；所述韧性基底由相互叠合的颗粒组成，定义初始叠合率cratio＝|AO|rA+rO,即圆心距离|AO|与平衡距离rA+rO的比值；当cratio≤0.5时，颗粒A跨越颗粒O与颗粒B产生粘结，为了避免出现跨颗粒粘结的情况，定义临时半径缩放系数rext＝rtmprold；当生成粘结时，将颗粒半径临时改变为rtmp＝rold·rext；当cratio＝0.4，rext＝0.4时，采用临时缩放半径后，颗粒A刚好与颗粒O产生粘结，避免了颗粒A和颗粒B产生粘结；5对步骤4建立的第二离散元模型，采用离散元的计算方法进行迭代运算，完成待分析区域盆地伸展构造演化过程模拟：基于步骤4中得到的反映待分析区域地质特征的离散元模型，设置边界条件，固定两侧边界及基底，使两侧边界和刚性基底匀速分离，即给定位移边界条件，模拟现实中的水平伸展作用；加入同构造沉积，模拟真实地质事件。

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