基于离散元数值模拟的西南天山山前冲断带构造变形控制因素研究

西南天山山前褶皱冲断带的变形与其东侧的柯坪冲断带的大规模薄皮滑脱明显不同,它以发育"堆垛"构造和基底卷入逆冲构造为特征,是什么因素控制了该冲断带的变形。本文基于地震解释剖面,采用离散元数值模拟研究手段,单因素变量控制方法,设计了先存断裂模型,滑脱层模型和先存断裂与不同内聚力的滑脱层组合模型共5组数值模拟实验,分析西南天山山前褶皱冲断带的构造变形的控制因素。实验结果表明:滑脱层岩石强度控制了其下先存断裂向上突破的难易程度,滑脱层内聚力较强时,沿先存薄弱带易突破滑脱层形成逆冲推覆构造;滑脱层内聚力较弱时,滑脱层将发育成逆冲体系的顶板断裂,阻碍滑脱层之下单元中先存断裂后期活动向上传播,易形成相互叠覆的逆冲片。弱内聚力滑脱层发育的地区,变形前锋向前陆方向传播得更快、更远,变形主要发生在滑脱层之上单元,易形成冲起构造和三角带,滑脱层之下单元构造变形相对较弱。通过对比分析,认为西南天山山前冲断带发育堆垛构造和基底卷入逆冲构造变形,主要受控于发育上白垩统-古近系的膏盐层和前新生代的先存断裂。

新疆塔里木盆地西南地区盆山耦合类型

通过野外地质调查和典型地震剖面构造解释,认为塔西南地区断裂构造发育,从山前部位至塔西南新生代前陆盆地,构造变形强度由强变弱,揭示了西昆仑造山带对塔西南地区的构造控制逐渐降低。因受厚层膏岩影响,致使研究区西北部、中部和东部地区构造变形存在差异,并且主要变形层位也有所差异。综合分析认为,塔西南地区存在三种主要盆山耦合类型,分别为叠瓦冲断式盆山耦合、双重构造式盆山耦合和堆垛构造式盆山耦合,分布于研究区的西部、中部和东部地区,这种差异主要与厚层膏岩滑脱层密切相关,同时也受到昆仑造山带和阿尔金造山带两种不同构造应力综合作用的制约。