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冲起构造广泛发育于挤压逆冲构造体系和走滑构造体系,具有极其重要的油气勘探价值,因而备受关注。砂箱模拟模型已经被证明是强大的可视化工具,用来模拟不同岩层中复杂的构造现象。基于相似初始砂箱构造模型条件下不同挤压速率(0.3 mm/s、0.1 mm/s、0.005 mm/s)变形过程,揭示出褶皱冲断带发育过程中的典型两类冲起构造：叠加冲起构造和单一冲起构造,它们对于褶皱冲断带演化过程及其油气勘探具有明显不同的重要性。砂箱物理模拟实验揭示楔形体扩展变形序列对前陆褶皱冲断带冲起构造发育类别具有重要控制作用,即褶皱冲断带前缘以前展式扩展变形为主,主要发育单一冲起构造;后缘以后展式扩展变形为主,主要发育叠加冲起构造。 相似文献
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砂箱构造物理模拟实验是室内模拟自然界地质构造变形过程、成因机制以及动力学过程的一种高效方法。影响岩石变形的速度和力的作用方式等是影响伸展构造物理模拟实验的结果和构造形态的主要因素。基于此，为探究砂箱物理模拟实验中拉伸速度和拉伸方式（力的作用方式）对伸展构造变形特征的影响，笔者在已有研究基础上，将高（0.01 mm/s）、中（0.001 mm/s）、低（0.000 5 mm/s）3种不同拉伸速度与单向拉伸、双向拉伸2种不同拉伸方式相结合，设计6组实验进行对比研究。结果表明：(1)拉伸速度对砂体的最终形态无显著影响，但对断层的发育过程有一定的影响，而拉伸方式对断层的发育过程和最终形态的影响均较为显著，且断层形成前砂体速度会增大到一定高值，并于断层形成后快速减小。(2)单向拉伸模型砂体最终均形成一个不对称的地堑，双向拉伸模型砂体最终均形成一个典型的地堑。(3)不对称地堑通常形成于相对拉伸或差异拉伸的环境中，相对拉伸侧发育形成一系列阶梯状正断层，而相对固定侧发育一条断距较大的正断层，且先存构造的位置往往决定了后期构造发育的初始位置。这一认识为伸展构造砂箱物理模拟实验中的模型设置和参数选取奠定了... 相似文献
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为了研究双层滑脱构造变形的主控因素,设计了3类砂箱模型,对滑脱层材料、滑脱层厚度、滑脱层黏度、上覆砂层厚度、受力边界条件等主控因素进行物理模拟试验研究。试验结果表明：不同滑脱层材料产生的变形样式不同。以微玻璃珠组成的滑脱层主要产生前展型逆冲叠瓦式断裂构造,下部滑脱层起主控滑脱作用,上部滑脱层厚度、滑脱层之上砂层厚度越大越容易形成滑脱断层;挤压方向与受力边界间的夹角较大时,上部滑脱层容易先形成滑脱断层,其推覆体前缘水平位移较快。以不同黏度硅胶组成的滑脱层产生不同的分层滑脱构造变形样式,当下部滑脱层硅胶黏度为500～1 000Pa.s时,形成分层滑脱前展型叠瓦式构造;当硅胶黏度为2 000～2 500Pa.s时,靠近挤压端先形成背冲构造,然后在上部滑脱层形成叠瓦式构造,在下部滑脱层形成对冲三角带构造、冲起背斜构造。地震和钻井资料显示,准噶尔盆地南缘西段霍尔果斯—安集海褶皱冲断带具有双层滑脱变形特征;模拟结果认为,斜向受力边界、侏罗纪煤层以及古近纪泥岩层的分层滑脱作用是控制变形过程的主要因素。 相似文献
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"从源到汇"理论完善了砂箱物理模型中地壳浅表构造-剥蚀-沉积耦合过程机制的理解,我国西部地区新生代发生了全球最为显著的构造-剥蚀-沉积作用过程,却少见相关浅表作用过程报道。本文系统阐述地壳浅表作用过程机理和挤压砂箱模型"从源到汇"过程的相似性机理,基于国内外以冲断带-前陆盆地系统相关浅表作用过程(即构造-剥蚀-沉积)为对象的砂箱物理模型研究结果,综述浅表构造-剥蚀-沉积耦合过程及其对褶皱冲断带系统形成演化的主要控制因素。"从源到汇"的浅表作用过程有利于褶皱冲断带-前陆盆地系统物质与能量的交换与互馈,剥蚀作用主要作用于褶皱冲断带后缘区域,有利于形成较窄的冲断带-前陆盆地体系;沉积作用不仅受控于造山带或褶皱冲断带源区剥蚀作用过程,还受控于沉积物路径过程等复杂因素,其主要作用于褶皱冲断带前缘与前陆盆地区域,较高的沉积物沉积作用有利于形成较宽的冲断带-前陆盆地体系。临界楔理论强调挤压增生楔形体前缘加积物质(输入)与楔形体表面剥蚀物质(输出)达到平衡后楔形体呈自相似性生长,即造山楔形体地表坡度与基底坡角之和趋于恒定,它们共同控制其褶皱冲断带-前陆盆地系统构造-剥蚀-沉积浅表作用过程及其时空范围。构造砂箱物理模型与褶皱冲断带系统"从源到汇"浅表剥蚀-搬运-沉积作用过程的标准变量/参数的一致性对比研究,是当前二者相结合的重点与难点之一,毫无疑问的是,对于"从源到汇"浅表作用过程天然实验室中典型褶皱冲断带/流域体系的构造砂箱物理模型模拟研究,将会持续不断地拓展和完善其理论体系格架与内容。 相似文献
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设计了基底均匀的水平砂层单测挤压砂箱模型,包括水平砂层上无砂丘以及砂丘分别位于距左侧活动挡板5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm时的7组实验,通过实验着重对水平砂层在受单侧挤压时不同位置砂丘对冲断带的影响问题进行研究。实验结果表明,砂丘在不同位置时,冲断带的形成规模、几何形状都发生相应变化:砂丘距左侧活动挡板10～25 cm时,冲起构造发育,且冲断带的构造特征明显;而砂丘距左铡活动档板5 cm、30 cm时不发育冲起构造,主要发育逆冲断层。 相似文献
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褶皱冲断带- 前陆盆地系统普遍存在浅表构造剥蚀- 沉积作用及其相关耦合机制，从而具有复杂的三维空间构造变形特征与演化过程。本文基于青藏高原东缘龙门山褶皱冲断带- 前陆盆地系统，通过沿走向变化的剥蚀- 沉积作用砂箱物理模拟实验和野外地质调查等研究，揭示其沿走向变化的剥蚀- 沉积作用，导致了褶皱冲断带大规模抬升剥蚀、断层多期活化与无序变形；断层与冲起构造沿走向合并生长、形成斜向断层；尤其是冲断带三维空间上差异性抬升剥蚀，常常形成与构造剥蚀作用相关的反转构造。剥蚀作用越强、〖JP〗断层翻转越明显（形成视正断层）。龙门山褶皱冲断带广泛出露的拉张构造变形样式，可能受控于晚中生代—新生代沿走向变化的剥蚀- 沉积作用过程。上述沿走向变化的剥蚀- 沉积作用，可能导致川西南前陆盆地系统中低角度断层多期活化与无序冲断变形。研究表明，晚三叠世以来的构造缩短与浅表作用，对青藏高原东缘龙门山独特地貌构造特征具有重要的控制作用。 相似文献
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库车坳陷是塔里木盆地北部一个次级构造单元,受晚新生代陆内造山作用控制,发育典型的挤压冲断构造; 同时,由于古近系和新近系盐层的存在,发育丰富的盐相关构造; 另外,冲断构造各段之间的调节作用还形成了一系列的走滑构造。本文利用最新的2D、3D 地震资料及钻井资料,分析总结了库车坳陷中部的变形样式及分布特征。研究结果表明: 1)根据变形的成因机制,将库车坳陷的构造变形划分为收缩构造、盐构造及走滑构造。2)收缩构造以逆冲断层及褶皱样式为主,盐上构造层可划分为断层相关褶皱和褶皱相关断层,其中断层多在盐层内滑脱。盐下构造层根据断层组合方式可划分为叠瓦状冲断构造、楔形冲断构造及滑脱冲断构造。盐构造可以划分为盐席、盐墙、盐楔入、盐刺穿及盐拱构造。走滑构造在剖面上可见花状构造及不协调变形,平面上则可见雁列褶皱、马尾断层及海豚效应。3)收缩构造及盐构造主要分布于克拉苏构造带及秋里塔格构造带内,自南天山至盆地中心,盐下构造层由叠瓦状冲断构造过渡至滑脱冲断构造,过渡带内则发育楔形冲断构造; 走滑构造集中于坳陷西部的阿瓦特-却勒构造段以及东部的克拉3-东秋8构造段。 相似文献
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龙门山冲断带构造分带性是龙门山构造研究中的核心内容和关键科学问题.在野外实测地质大剖面以及路线地质调查的基础上,根据冲断带不同部位构造样式的不同,将龙门山冲断带北段前山带划分出3个构造亚带,即唐王寨-仰天窝飞来峰-滑覆体构造亚带、楼子坝-雁门坝-马角坝叠瓦冲断亚带、矿山梁-天井山-二廊庙冲断背斜亚带.各亚带具有不同构造变形特征:飞来峰-滑覆体构造亚带具有"推覆加滑覆"的构造叠加和演变特征;叠瓦冲断亚带中冲断构造十分发育,从北西至南东方向,不同系、同一系中不同组、同一组中不同段的地层依次由老向新逆冲,组成典型的叠瓦状构造样式,逆冲断裂向西呈铲式倾斜,并收敛于逆冲断裂系底板断层之上.构造岩片中褶皱构造十分发育,以断层传播褶皱为主,其轴迹走向和轴面产状与叠瓦冲断亚带中各条断层的总体产状几乎相同,均倒向前陆方向.冲断背斜亚带具有双重构造特点,在浅层表现为近直立的短轴背斜,构造样式以断层转折褶皱为主,深层由多个逆冲岩片叠置而成.下寺-金子山-厚坝山前带浅部层次中冲断稀少、规模较小、变形微弱,主要表现为向南东倾斜的单斜构造,深部层次发育有大型隐伏逆冲断裂.从前山带和山前带总体上具有变形强度向前陆方向有规律递减、卷入构造的地层逐渐变新、变形层次逐渐变浅的趋势,反映了冲断构造具有前展式特征.冲断构造是晚三叠世与新生代两期构造变形的产物:晚三叠世构造变形强烈,是龙门山前陆冲断带的主要形成期;新生代变形较弱,叠加和改造了晚三叠世的构造变形. 相似文献
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南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析 总被引：26，自引：9，他引：26
大巴山构造带位于秦岭造山带和四川盆地的过渡部位,形成于印支-燕山期,定型于喜山期。按照构造变形样式及其组合特征,从北东向南西可依次划分为北大巴山逆冲推覆构造带、南大巴山前陆褶皱-冲断带(又包括叠瓦断层带、断层-褶皱带和滑脱褶皱带等3个亚带)和四川盆地东北部低缓构造区等3个构造带(区)。南大巴山冲断带地表构造以类侏罗山式褶皱为显著特征,主要发育叠瓦断层系、断层相关褶皱、被动顶板双重构造、反冲断层系和冲起构造等变形样式。北东-南西向挤压应力和滑脱层是控制南大巴山及其前缘构造变形的主要因素,结合区域地质研究成果,建立了南大巴山及其前缘地区依次从震旦系-下寒武统-志留系-中下三叠统逐渐抬高的多层次滑脱前展模式。 相似文献
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川西龙门山冲断系构造样式与前陆盆地演化 总被引：98，自引：16，他引：98
龙门山冲断系构造样式卷入深度，可分为基底冲断层－挤压断块一盖层褶皱－冲断系两大类。在剖面上将龙门山构造带划分为５个带。龙门山冲断系扩展顺序分为：前期由推覆作用引起的前展式扩展；后期由重力滑覆作用引起后展式扩展。据平衡剖面及构造复原，龙门山冲断系总滑移量为１２０ｋｍ。川西特提期域构造演化可划分为大陆裂解，洋－陆俯冲，陆－弧碰撞、冲断造山及川西隆起５个阶段。 相似文献
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库车再生前陆盆地冲断构造楔特征 总被引：60，自引：4，他引：56
库车再生前陆盆地冲断构造楔由一系列向南运动的逆冲断层和相关褶皱组成。冲断楔的北部以断层转折褶皱、断层传播褶皱、双重逆冲构造为主。断层楔的前缘发育了很好的滑脱膝折背斜,全为盲断层控制,形成隐蔽式前锋。冲断层的就位从中新世开始,自北向南迁移,前锋的构造形成在第四纪。造成逆冲断层的地壳水平缩短作用速度在中新世较慢,平均为0．355mm/a,上新世中期达0．82mm/a,而到上新世晚期和第四纪速度增大了约一个数量级,达到1．29－3mm/a。 相似文献
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地壳浅层次褶皱冲断带普遍受控于具耦合互馈特性的多种机制或边界条件,从而具有长期的构造演化过程和复杂的构造特征。自19世纪初以来,基于地质构造过程自相似性和"无理有效性"的砂箱物理模型,为解译褶皱冲断带的演化过程及其动力学机制等提供了独立有效的手段。本文主要基于国内外地壳浅表褶皱冲断带构造变形过程为研究对象的构造砂箱物理模型研究结果与进展进行综述性报道,以期为同行提供参考与借鉴。基于与地壳浅表地层具相似流变学特性的砂箱物理模拟研究,揭示出地壳浅层次构造变形过程普遍自相似性生长过程,符合库伦临界楔理论。褶皱冲断带挤压变形过程中,基底特性(基底几何学、有效摩擦角、基底耦合性和流体超压)、变形物质特性(空间几何学、能干层、流变学和非均一性)、动力学机制(砂箱几何边界、汇聚速率和汇聚方向)、浅表作用(剥蚀和沉降)等对于地壳浅表构造变形过程具有明显的控制作用。构造砂箱物理模型在解译不同构造变形过程与机制的研究中发挥着越来越突出的作用。 相似文献
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焉耆盆地和静北部地区发育一个现今地貌上的小型背驮盆地。新生代地层中砾岩砾石成分稳定,以变质岩和沉积岩成分居多,岩浆岩很少;砂岩成熟度普遍低,长石和石英含量少,岩屑含量居多,砂岩成熟度从盆地早期渐新统—中新统的玛萨盖特组到上新统—更新统安吉然组下降。该盆地内部及其周缘地区新生代地层古水流方向主要向南,显示物源是北部的南天山地区,直至更新世时期该背驮盆地并未单独发育,而是焉耆盆地北部的一部分。由于天山地区的侧向扩展作用,更新世以来本区形成了典型的逆冲断裂带,北部的逆冲断层使中泥盆统逆冲到安吉然组之上,中部的一条逆冲断裂使下伏的中泥盆统和花岗岩体抬升,形成了现今的地貌;南部的逆冲断层作用在安吉然组内形成了南陡北缓的断层相关褶皱。和静地区的新生代变形是由北向南进行的,具有西强东弱的特点,西部地区的构造缩短率大于东部地区。 相似文献
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Topography as a major factor in the development of arcuate thrust belts: insights from sandbox experiments 总被引：2，自引：0，他引：2
We have used sandbox experiments to investigate and to illustrate the effects of topography upon the development of arcuate thrust belts. In experiments where a sand pack shortened and thickened in front of an advancing rectilinear piston, the geometry of the developing thrust wedge was highly sensitive to variations in surface topography. In the absence of erosion and sedimentation, the surface slope tended to become uniform, as predicted by the theory of critical taper. Under these conditions, the wedge propagated by sequential accretion of new thrust slices. In contrast, where erosion or sedimentation caused the topographic profile to become irregular, thrusts developed out of sequence. For example, erosion throughout a hinterland caused underlying thrusts to remain active and inhibited the development of new thrusts in the foreland. Where initial topography was irregular in plan view, accreting thrusts tended to be arcuate. They were convex towards the foreland, around an initially high area; concave towards the foreland, around an initially low area. Initial plateaux tended to behave rigidly, while arcuate thrust slices accreted to them. Thrust motions were radial with respect to each plateau. Within transfer zones to each side, fault blocks rotated about vertical axes and thrust motions were oblique-slip. At late stages of deformation, the surface slope of the thrust wedge tended towards a uniform value. Initial mountains of conical shape (representing volcanoes) also escaped deformation, except at depth, where they detached. Arcuate thrust slices accreted to front and back. Where a developing thrust wedge was subject to local incision, accreting thrust slices dipped towards surrounding areas of high topography, forming Vs across valleys.Arcuate structural patterns are to be found around the three highest plateaux on Earth (Tibet, Pamirs and Altiplano) and around the Tromen volcanic ridge in the Neuquén Basin of northern Patagonia. We infer that these areas behaved in quasi-rigid fashion, protected as they were by their high topography. 相似文献
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本文设计完成了三种双滑脱层模型的物理模拟实验,并运用粒子成像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术计算出实验过程中各阶段模型剖面上的速度场分布,进而对褶皱冲断带的运动学过程和变形机制进行讨论。实验结果表明,双滑脱层模型中,基底滑脱层控制了整体的构造样式,浅部滑脱层决定局部的浅层构造。笔者等将实验结果与龙门山褶皱冲断带南段双滑脱体系构造进行了比较,验证了这一结论。PIV分析显示,逆冲断层的产生经历一个平行层缩短的变形过程。该过程在塑性层上、下具有明显差异,塑性层上的变形传递得更快更远。当缩短进行到一定阶段,断层开始发育,发生初始破裂,断层下盘的变形消失,应变集中在断面上,断层上盘沿断面同步逆冲。 相似文献
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南大巴山冲断构造及其剪切挤压动力学机制 总被引：35，自引：0，他引：35
南大巴山是一个形成于T3－K1，滑脱深度小于8－10km 的扬于板块北缘薄皮冲断锲它主要由发育在显生宙地层中台阶状逆断层及断层相关褶皱构成的逆冲岩席、双重推覆体和冲起构造等组成。变形扩展以前列式为主。经平衡地质剖面制作，因冲断南大巴山地壳缩短率平均达49.3％。并以每年约1.28mm 的速率总体缩短约64km，它的成因受控于秦岭碰撞造山过程中扬于板块北缘A型俯冲所提供挤压应力，在向南扩展时，由于古大陆边缘形态不一所诱发的右旋剪切挤压动力学机制。 相似文献
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Ezequiel García Morabito Carla M. Terrizzano Roland Zech Marcela Yamin Lorenz Wüthrich Marcus Christl Víctor A. Ramos Negar Haghipour Jos M. Corts 《地学学报》2021,33(1):30-45
Understanding deformation associated with active thrust wedges is essential to evaluate seismic hazards. In this study, we investigate the spatial distribution, timing, and rates of deformation across the central Andean backarc of Argentina, where deformation and shortening have been assumed to occur within a narrow wedge‐front zone. The combined results of our geomorphic mapping, topographic surveying, and 10Be exposure dating demonstrate that fault activity related to the growth of the Andean orogenic wedge is not only limited to a narrow thrust front zone but also occurs in the Andean wedge interior. There, internal structures with deformation rates of ca. 1.3 mm/year have been active during the last ~140 ka. Widely distributed deformation implies that seismic hazards may have been underestimated in the internal part of the Andean orogen. 相似文献
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Mohammad Irfan Ahmad A. K. Dubey Giovanni Toscani Lorenzo Bonini Silvio Seno 《International Journal of Earth Sciences》2014,103(1):329-347
Kinematic evolution of fold-thrust structures has been investigated by analogue models that include syntectonic sedimentation. Different decollement dips and basement thicknesses produced different wedge geometries and propagating characteristics. A model with one decollement level was characterized by a closely spaced thrust system during early stages of shortening as compared to the late stages. The frequency of fault nucleation was rapid during the early stages of deformation. Conversely, the frequency of fault nucleation was low and thrust spacing was significantly wider in a model with two decollement levels. Individual faults became locked at steep dips and deformation stepped forward as a new fault nucleated in-sequence in front of the older locked structure. Once the thrust system was established up to 27 % overall shortening, an overlying bed was introduced to simulate syntectonic deformation. Model sand wedge did not grow self similarly but rather its length and height increased episodically with deformation. Restoration of deformed models show that layer parallel shortening accommodated for approximately half of the total model shortening across the multilayers. Calculated error in apparent layer shortening from the restored layers revealed a direct relation with depth of the layers in the models. The experimental results are comparable to a natural example from the Northern Apennines fold-and-thrust belts. 相似文献
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A triangular wedge, composed of a frictional material such as sand, and accreting additional material at its front, is the classical prototype for accretionary wedges and fold‐and‐thrust belts. A simplified method is proposed to capture the internal deformation of this structure resulting from a large number of faulting events during compression. The method combines the application of the kinematic approach of limit analysis to predict the optimum thrust‐fold and a set of geometrical rules to update the geometry accordingly, at each increment of shortening. It is shown that the structure topography remains approximately planar with a slope predicted by the critical Coulomb wedge theory. Failure by faulting occurs anywhere within the wedge at criticality, and its exact position is sensitive to topographic perturbations resulting from the deformation history. The convergence analysis in terms of the shortening increments and of the topography discretization reveals that the timing and the position of a single faulting event cannot be predicted. The convergence is achieved nevertheless in terms of the statistics of the distribution of the faulting events throughout the structure and during the entire deformation history. It is these two convergence properties that are presented to justify the claim that these compressed frictional wedges are imperfection sensitive, chaotic systems. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献