大巴山弧形构造形成及其应力边界效应的砂箱物理模拟

发布时间：2018-07-01 12:29

本文选题：大巴山 + 弧形构造　；参考：《成都理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：大巴山弧形构造带是中国中部东西向构造带陆内多期造山作用过程中最具代表性的一种构造,其弧形构造演化过程和动力学机制一直被国内外众多学者所痴迷。本文结合野外构造解析、砂箱物理模拟等手段相结合,研究大巴山弧形构造带形成演化过程及其变形机制。基于前人研究成果和大巴山弧形构造带不同分段典型观察点的露头构造解析表明:大巴山弧形构造是形成于印支-燕山期并经过长期演化而形成的复杂弧形冲断带,沿着整个弧形带存在逆冲、右旋、左旋三种不同性质的变形,大巴山弧形构造带西段主体构造呈近南北走向,运动学性质表现为自东向西的逆冲并伴有强烈的右旋走滑特性;中段构造主体呈北西—南东走向,运动学性质表现为自北西向南东的逆冲并伴有明显的右旋走滑分量,且表现出走滑成分向东逐渐减弱的趋势;东段构造走向主体近东西向,运动学特点表现为明显的近南北向挤压,走滑成分相对较弱。基于研究区区域特性,选取合适的比例尺,设计出砂箱物理模拟边界条件;根据材料相似原理,采用干燥石英砂模拟能干层,玻璃珠和硅胶模拟软弱层;依据几何学和运动学相似性原理,设计出走滑—挤压的砂箱物理模型。实验中同时采用单反相机每隔一定走滑/挤压位移拍摄一张俯视图;PIV实时记录砂箱物质颗粒运动学矢量,并通过计算机对矢量数据进行向量计算;实验结束后对整个砂箱模型进行淋水固结,并每隔一定弧度进行切片(观察剖面特性)。为探究滑脱层是否对弧形构造有控制作用,设计出均质与非均质砂箱物理模拟实验;研究逆冲构造叠加方向,设计低角度与高角度叠加实验。滑脱层的存在使得构造变形具有渐变性,在先决弧形构造的形成阶段,均质砂箱物理模型表现为弧形构造带样式从北往南几乎没有任何区别,而非均质砂箱物理模型则表现为随着实验的进行,由基底走滑形成的表面隆升或凹陷沿着弧形走滑带往南扩张。均质砂箱物理模型与非均质砂箱物理模型对比揭示出滑脱层对大巴山构造活动的重要性,非均质的砂箱模型剖面中发现,硅胶层(中下三叠统)上部变形较强,而硅胶层下部较弱,均匀介质砂箱物理模型的构造样式主要受控于底部滑脱层。弧形构造边界对应力传递具有明显的控制作用,非均质砂箱物理模型在弧形边界后缘与弧形边界前缘的构造应力方向不相同,在弧形边界后缘的构造应力主要受到挤压阶段的作用力,当遭遇弧形边界后,受到弧形边界的影响,使得应力方向发生改变。非均匀介质高、低角度挤压变形阶段揭示了低角度非均匀介质与实际地质体最为吻合,低角度非均质砂箱模型前缘扩展变形带西段扩展变形区域最小、中段居中、西段最大,而高角度非均质砂箱模型前缘扩展变形带西段扩展变形区域最大、中段和东段大体相等,对比前人研究得出低角度非均质砂箱模型与实际地质情况相似度最高。因此,大巴山弧形构造的形成受控于先成弧形构造边界,并受扬子地块强烈地主动向北楔入,从而导致北大巴山低角度被动地向南推覆,且受到寒武系下部滑脱层和中下三叠统膏岩滑脱层的共同作用下形成的。而非备受关注的前寒武纪基底“砥柱”作用。
[Abstract]:This paper studies the evolution process and deformation mechanism of the arc - shaped structural belt in Dabashan . Based on the analysis of field structure and physical simulation of sand box , this paper studies the evolution process and deformation mechanism of the arc - shaped structural belt in Dabashan . Non - uniform medium is high and low angle extrusion deformation stage reveals that the low - angle non - uniform medium is the most consistent with the actual geological body , the low - angle non - homogeneous sand box model is the largest in the west segment , the middle part is middle and the west segment is the largest .
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P542

【参考文献】