【摘要】：造山帶的逆沖推覆系統(tǒng)是逆沖斷層遞進變形的結(jié)果,根據(jù)擴展方式不同分為前展式和后展式。近年來關于逆沖推覆構(gòu)造的研究,從形成過程的角度將造山帶內(nèi)逆沖疊瓦系統(tǒng)與前陸逆沖褶皺帶結(jié)合起來。前陸逆沖褶皺帶一般呈楔形體,其發(fā)展演化過程主要遵從臨界庫倫楔模式,而造山作用過程中總是伴隨著一定的剝蝕作用,剝蝕作用總的趨勢是降低逆沖楔體頂角的度數(shù)。如果頂角超過臨界角,剝蝕作用會降低頂角度數(shù)并使之達到臨界角,當剝蝕率減小時,逆沖楔體向前陸方向擴展(侏羅山式褶皺的形成)；剝蝕率增大時,逆沖楔體停止向前陸方向的擴展,改為向上隆起,可見逆沖楔體的臨界頂角是控制前陸褶皺逆沖構(gòu)造發(fā)育的關鍵。由于后期改造等因素,造山帶變形過程中的臨界角信息很難定量測量確定,而造山帶變形過程中哪些因素會影響臨界坡形角的值,也難以入手。針對這樣的情況,在前人工作總結(jié)基礎上,根據(jù)龍門山地區(qū)變形幾何參數(shù),利用相似比,引入坡形角概念,設計13個不同的坡形角角度,共進行了32次實驗；為了使探討造山帶繼續(xù)縮短變形,對實驗結(jié)果會產(chǎn)生怎樣的影響,將部分關鍵角度縮短率提高到50%,設計了6個關鍵角度,共進行了12次實驗。實驗過程中,通過人工刮掉砂子來模擬自然造山過程中的剝蝕作用,并在相應的單一實驗過程中始終保持同-設定坡形角,將整個實驗過程用照相機和PIV進行了完整記錄。實驗結(jié)束后,對砂體進行切片,對實驗結(jié)果進行進一步觀察分析,通過觀察各實驗過程中斷層的產(chǎn)生過程以及前陸地區(qū)發(fā)生前展式逆沖變形的情況,圍繞坡形角和縮短率兩個因素對造山帶變形過程的影響進行探討。實驗結(jié)果綜合表明,縮短率和坡形角對前展式變形的時間和樣式等產(chǎn)生的共同影響：(1)造山帶變形過程中存在兩個有特殊意義的臨界坡形角,分別為前陸地區(qū)開始發(fā)生變形的臨界坡形角以及前陸地區(qū)發(fā)生前展式逆沖變形的臨界坡形角。當縮短率在33%時,前陸地區(qū)開始發(fā)生變形的臨界坡形角為16度,前陸地區(qū)發(fā)生前展式逆沖變形的臨界坡形角為19度；當縮短率達到50%時,前陸地區(qū)開始發(fā)生變形的臨界坡形角為15度,而前陸地區(qū)發(fā)生前展式逆沖變形的臨界坡形角18度。(2)根據(jù)臨界坡形角的大小,造山帶變形過程可分為3個階段。當縮短率在33%時,臨界坡形角小于16度為無變形階段,臨界坡形角為16-18度為發(fā)生變形階段,而臨界坡形角大于18度為強烈變形階段；若縮短率達到50%,則臨界坡形角小于15度為無變形階段,15-17度為發(fā)生變形階段,大于17度為強烈變形階段。實驗顯示變形腹陸帶始終表現(xiàn)出分層拆離形式,硅膠層以上表現(xiàn)為逆沖斷層,而硅膠層以下則表現(xiàn)為基底疊瓦前展式逆沖斷層。前陸地區(qū)后逆沖斷層的變形則可能形成反沖斷層與沖起構(gòu)造；隨著坡角的提高和縮短率的增大,前陸地區(qū)形成兩個沖起構(gòu)造,或者前展式逆沖斷層。砂箱構(gòu)造物理模擬結(jié)果顯示前陸地區(qū)斷層的形成是由于腹陸構(gòu)造帶基底疊瓦狀前展式逆沖斷層發(fā)育空間不足后,由于腹陸帶坡形角逐漸變大,上覆地層壓力變大,基底疊瓦狀逆沖斷層所夾沖起構(gòu)造改由向前陸地區(qū)發(fā)育,導致前陸地區(qū)坡形角增大。此后腹陸地區(qū)空間得到釋放。上述過程重復進行,則使得前陸地區(qū)逆沖斷層與基底疊瓦狀逆沖斷層交替發(fā)育。
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【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P542

【參考文獻】

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本文編號：2260150