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基于砂箱模拟方法对青藏高原东缘新生代隆升机制的研究

汪昌亮  
【摘要】:青藏高原东缘是青藏高原的重要组成部分,它完整地记录了青藏高原的整个隆升过程,是当今地学研究的热点地区之一。目前较为流行的观点认为青藏高原东缘的构造变形是挤出构造引起的一系列构造变形的产物。中下地壳韧性流壳层模式的提出,较合理地解释了青藏高原东缘新生代的隆升机制。但对于青藏高原东缘隆升过程中的深层次构造变形机制,深、浅部的协调机制、中下地壳韧性流壳层在青藏高原隆升过程中变形(流变)过程、隆升过程中深、浅层地壳增厚机制以及区域块体协调变形机制等方面还存在诸多疑问。 本文在充分利用和全面分析前人研究成果的基础上,以构造解析学理论为指导,采用野外构造调查、室内分析测试和砂箱构造物理模拟等方法,系统分析了青藏高原东缘地区不同构造单元、不同构造层次的变形样式与发育过程,提出了多层地壳加厚与高原协调隆升机制的模式 本文取得的成果主要包括以下几个方面: (1)本文通过综合研究后认为,青藏高原东缘隆升过程中具有块体整体隆升、块体间差异隆升和边界断裂带以强烈变形进行协调的特点。 (2)砂箱模拟实验表明,青藏高原东缘在隆升过程中沿东部边缘(龙门山构造带)受到扬子地块刚性基底强硬阻挡,地壳物质以扬子基底突出端为界线分别向南北两侧挤出,并造成早期形成的平直的断层逐渐弯曲,构成了逆冲加走滑的断层活动形式,表明浅层地壳褶皱增厚是青藏高原东缘隆升的一个重要因素。 (3)在砂箱构造物理模型中铺设相对软弱硅胶层来模拟韧性流壳层实验的结果表明,隆升先是沿上部地壳以逆冲作用方式沿边界发生,随后上部脆性地壳加厚趋于稳定,但中下地壳韧性流壳层快速加厚,并造成上部地壳向后倒退加厚。上述结果表明,脆性上地壳与中、下地壳韧性流壳层先后对高原的隆升作出贡献,并且显示青藏高原东缘具有由东向西的倒退式隆升特点。 (4)在野外构造解析与砂箱构造物理模拟综合分析基础上,提出了青藏高原东缘隆升构造模式,并认为青藏高原东缘隆升的主要控制因素是区域内上部脆性地壳与中、下部韧性地壳分阶段加厚的结果。


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