构造三角带及弧形构造的物理模拟——以川东北大巴山地区为例

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构造三角带通常发育于前陆褶皱冲断带的前缘,是油气勘探的重要目标。近年来,对于构造三角带的研究取得得许多进展。因此,本文首先回顾了构造三角带的研究历史,对构造三角带的形态进行了分类,总结了构造三角带的演化模式和成因机制,随后分析了构造三角带的影响因素,并介绍了识别构造三角带的两种方法,最后列举了中国西部盆地中发育构造三角带的实例。   本文运用构造物理模拟的方法,结合大巴山地区的实例,分析了构造三角带形成和发展过程并探讨了滑脱层及岩石力学差异的影响。在此研究中,我们共设计了四个实验模型。实验结果表明,楔形体是间断式发展的,这由变形卷入的长度、高度及坡角可以看出。砂体项面上的点随着缩短而隆升的曲线均呈“S”形,且向前陆方向隆升接替进行。在构造三角带形成过程中,首先发生的是平行于层的缩短,然后,被中间硅树脂分隔的两套脆性层开始发生不协调的变形,其中,上脆性层以形成褶皱为主,而下脆性层以形成逆冲为主。随着挤压的持续进行,构造三角带的形态将被改造。我们认为,大巴山前陆的构造即为早期形成的构造三角带的形态被改造的结果。另外,滑脱层和岩石力学差异在构造发展的过程中起到至关重要的作用,直接引起构造的差异。多滑脱层及明显的岩石力学差异可以使得上下的脆性层更加耦合。底部滑脱层控制了整体变形,而中间的滑脱层决定了三角带能否形成。   基于物理模拟实验,本文对于大巴山弧形构造的成因也进行了探讨。实验结果表明,多种要素的共同作用造就了大巴山弧形构造的形成,这些要素包括:早期拉张背景下形成的弧形边界、两侧基底地块的砥柱作用、底部滑脱层等。另外,北大巴山早期的伸展构造对随后挤压背景下的构造组合可能具有重要的制约作用。因此,大巴山弧形构造的演化可分为三个阶段:①古生代伸展环境形成了初始的弧形边界的形态;②中晚三叠世大陆碰撞造山使得构造反转,形成了大巴弧的雏形;③中晚侏罗世陆内造山作用导致大巴弧的最终定型。
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