基于离散元数值模拟的雪峰山前陆褶皱冲断带齐岳山分界断裂性质与形成过程

作     者：王帅杰 颜丹平 周志成 孔霏 景含阳 廖威 

作者机构：中国地质大学(北京)地球科学与资源学院深时数字地球前沿科学中心地质过程与矿产资源国家重点实验室 中国地质大学(北京)陆内火山与地震教育部重点实验室 

出 版 物：《现代地质》 (Geoscience)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：070904[理学-构造地质学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号42030306、41972206和42372263) 深时数字地球前沿科学中心"深时数字地球"中央高校科技领军人才团队项目(2652023001)联合资助 

主　　题：雪峰山 前陆褶皱冲断带 齐岳山断裂 离散元数值模拟 多滑脱层 

摘      要：以NE向齐岳山断裂为界，雪峰山前陆褶皱冲断带被分割为西北部的川东隔挡式褶皱冲断带和东南部的湘西隔槽式褶皱冲断带。由于对齐岳山断裂的性质和形成过程一直未有定论，导致对雪峰山前陆褶皱冲断带形成过程和形成机制认识的严重分歧。为探究齐岳山断裂的形成及其对两侧构造变形差异的控制作用，在地震反射剖面解释基础上，本文采用离散元数值模拟方法，设置5组模型并进行实验研究。结果表明，若存在先存断裂，变形会优先集中于先存断裂部位，改变变形过程中断层产生的顺序。若不存在先存断裂，而是存在多套滑脱层且内聚力强度都很弱时，变形主要沿下部滑脱层传递；当中间弱滑脱层厚度大于下部滑脱层时，变形受中部滑脱层控制，其上下部分的能干层发生轻微解耦，由基底滑脱层产生的断层倾角发生变化。通过与地震反射剖面解释结果对比，认为雪峰山前陆褶皱冲断带为“断坪-断坡-断坪-断坡双层台阶式断弯褶皱带，齐岳山断裂是在前陆褶皱冲断带递进变形过程中形成的，其两侧构造变形差异受基底滑脱层的分布和寒武系滑脱层的力学性质和厚度主导，其中湘西隔槽式褶皱冲断带受基底滑脱层控制，为深层断弯褶皱带。川东隔挡式褶皱冲断带受寒武系滑脱层控制，志留系和三叠系滑脱层在两个地区起调节作用，为浅层断弯褶皱带。