岩层滑动镜面反射研究现状及其在页岩气保存中的应用

镜面反射是岩层滑动过程中形成的光滑表面,具有一定的金属和玻璃光泽以及反光特性.在一些断裂带中,这些光滑的表面也被称为断层镜(FMs).镜面反射可见于多种类型的岩石中,在泥岩、砂岩、页岩、煤层、碳酸盐岩、硅酸盐岩等地层中均有发现,不同岩性的镜面形成机制存在差异,但镜面的形成均与岩层滑动有关.因此,与岩层滑动相关的应力、滑动速率、滑移距以及温度等对镜面形成均有重要影响.黔北安场向斜龙马溪组页岩中发育大量镜面反射,为了查明这些镜面反射形成的影响因素及其与页岩含气性之间的内在联系,通过大量文献阅读系统总结了镜面反射的发育特征和形成机制及其对流体渗流和页岩气保存条件的影响.结果表明:①应力、滑动速率、滑动位移和温度对镜面反射的形成具有重要影响;②镜面反射的形成取决于应力与滑动速率的组合形式,高速高应力条件下更容易形成镜面反射;低速低应力条件下,即使滑动位移很大也不会形成镜面反射;③相同应力和滑动速率条件下,总体上滑动位移会促进镜面覆盖率增加,镜面覆盖率甚至能达100％;④温度促使岩石颗粒由脆性转变成塑性,在一定程度上能防止岩石颗粒发生脆性破裂,进而烧结岩石颗粒,促使镜面反射的形成;⑤镜面粗糙度极低,一般处于微米级别,平均粗糙度振幅仅几个微米;⑥形成镜面的裂缝以及滑移距,明显改善了页岩气的渗流,页岩气的加速散失可能导致其较差的含气性.因此,在缺乏顶底板条件时,镜面反射可能是导致页岩含气性较差的重要原因之一.