本文選題：龍門山　切入點(diǎn)：物理模擬　出處：《南京大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：龍門山褶皺沖斷帶作為青藏高原向四川盆地?cái)U(kuò)展生長的前鋒,晚新生代以來持續(xù)受到來自高原的擠壓作用,形成了現(xiàn)今陡峭的地形。其構(gòu)造變形過程是了解高原與相鄰四川盆地之間變形傳遞轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵,一直以來都是關(guān)注的熱點(diǎn)。本論文以臨界楔體理論為指導(dǎo),通過砂箱物理模擬實(shí)驗(yàn),對龍門山褶皺沖斷帶向前陸擴(kuò)展生長的過程進(jìn)行了相似模擬研究。主要取得了如下成果:(1)物理模擬研究表明垂直造山帶構(gòu)造走向的先存地形控制褶皺沖斷帶內(nèi)部的變形分配方式,而平行于造山帶走向上的先存地形分段則是轉(zhuǎn)換構(gòu)造產(chǎn)生的原因之一。根據(jù)臨界楔體理論將褶皺沖斷帶的地形梯度劃分為次臨界、臨界和超臨界三種,并作為初始邊界條件引入模擬實(shí)驗(yàn)。模型實(shí)驗(yàn)中褶皺沖斷帶的運(yùn)動學(xué)過程,包括側(cè)向擴(kuò)展和垂向抬升,都隨初始地形邊界條件的不同而改變。在先存地形小于臨界和大于等于臨界兩種情況下,褶皺沖斷帶的運(yùn)動學(xué)特征同樣可以分為兩類,分別對應(yīng)生長擴(kuò)展過程中不同的內(nèi)部斷層滑移分配方式。這種由地形引起的構(gòu)造演化差異導(dǎo)致轉(zhuǎn)換構(gòu)造,如撕裂斷層和側(cè)斷坡的形成。粒子速度場成像分析揭示模擬實(shí)驗(yàn)中的褶皺沖斷帶正是通過這些轉(zhuǎn)換構(gòu)造的形成與活動來實(shí)現(xiàn)側(cè)向差異的調(diào)節(jié)。模擬實(shí)驗(yàn)中撕裂斷層所呈現(xiàn)出的幾何學(xué)和運(yùn)動學(xué)特征與2008年汶川地震中參與同震破裂的小魚洞斷層類似,暗示走向上的地形分段是控制現(xiàn)代龍門山褶皺沖斷帶側(cè)向上差異演化和內(nèi)部斷層活動的主控因素之一。(2)物理模擬實(shí)驗(yàn)還揭示在前陸產(chǎn)生新斷層之后,褶皺沖斷帶的活動變形會自前陸回撤到后陸,并優(yōu)先活化后陸處于區(qū)域地形包絡(luò)面之下的老斷層。這是因?yàn)楫a(chǎn)生前陸新斷層之后,褶皺沖斷帶縱向上發(fā)生了擴(kuò)展,使得構(gòu)造楔體整體進(jìn)入次臨界狀態(tài),需要通過后陸位置的構(gòu)造增厚來重新建立臨界形態(tài)。而龍門山南段汶川地震和蘆山地震可能就是發(fā)生在龍泉山背斜形成之后,整個龍門山南段處于重建臨界形態(tài)的背景之下。(3)物理模擬實(shí)驗(yàn)證實(shí)滑脫層的性質(zhì)和區(qū)域縮短速率控制山前雙重構(gòu)造的形成演化。縮短速率越大,或者底部韌性流變滑脫層強(qiáng)度越大,則位于中部滑脫層之下的深部構(gòu)造通過亂序式斷塊疊置形成堆垛構(gòu)造,而中部滑脫層之上的淺層構(gòu)造以山前單斜構(gòu)造和前陸緊密集中的箱狀褶皺為主。由于深部雙重構(gòu)造內(nèi)部吸收較多縮短,導(dǎo)致山前淺層構(gòu)造變形帶較窄。底部滑脫層為脆性的模型與強(qiáng)韌性流變滑脫層模型在構(gòu)造形態(tài)上相似,但是深部斷塊產(chǎn)生的次序?yàn)榍罢故�。在縮短速率較小,底部韌性流變滑脫層強(qiáng)度弱的實(shí)驗(yàn)中,深部斷塊更大,淺層褶皺變形的影響范圍也更廣。在縮短速率足夠低(5mm/a),底部滑脫層足夠弱的情況下,上下構(gòu)造耦合,在地表產(chǎn)生由深部斷坡控制的長間距孤立背斜構(gòu)造。龍門山褶皺沖斷帶南段的洪雅背斜就是這樣一個由深部洪雅隱伏斷裂控制的孤立背斜。這說明在低縮短速率的區(qū)域背景之下,川西盆地內(nèi)寒武系膏泥巖作為褶皺沖斷帶的底部滑脫層,控制了山前構(gòu)造帶的形態(tài)與演化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P542

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