本書在闡述褶皺-沖斷帶分布特征和構(gòu)造變形樣式的基礎(chǔ)上,緊緊圍繞褶皺-沖斷帶的基底摩擦、側(cè)向摩擦和內(nèi)摩擦,根據(jù)構(gòu)造物理模擬的相似理論,從2D(有前后擋板和側(cè)向擋板)和3D(有后擋板和無側(cè)向擋板)兩個維度開展摩擦屬性對褶皺-沖斷帶的變形樣式、演化特征以及動力學(xué)過程影響的實驗研究,應(yīng)用相關(guān)的摩擦屬性案例對典型的褶皺-沖斷帶進行了系統(tǒng)分析。
本書以具體的科學(xué)問題和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究中的研究熱點——摩擦屬性對變形的影響為出發(fā)點,緊緊圍繞摩擦屬性、構(gòu)造變形樣式和演化過程展開分析,而且采用的物理模擬技術(shù)是當(dāng)前構(gòu)造變形研究中經(jīng)典而又有特色的分析方法,同時實驗序列具有一定的系統(tǒng)性,可為充分理解褶皺-沖斷帶的變形演化過程提供系統(tǒng)的構(gòu)造物理學(xué)證據(jù),可供從事構(gòu)造物理模擬研究的科研人員和工程師參考,也可供高等學(xué)校構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)和地球物理學(xué)及相關(guān)專業(yè)師生參閱。
何文剛,博士,遵義師范學(xué)院副教授,從事有關(guān)造山帶和盆地構(gòu)造變形及其演化等相關(guān)的基礎(chǔ)研究工作,2014年至今在中國石油大學(xué)(北京)構(gòu)造物理模擬實驗室工作,一直從事造山帶和盆地構(gòu)造變形物理模擬研究。已在《Journalofstructuralgeology》、《GeologicalMagazine》和《地球科學(xué)》等中英文版期刊上發(fā)表相關(guān)研究成果。2018年以來,在貴州省遵義市遵義師范學(xué)院建立了完備的構(gòu)造物理模擬實驗室。2021年5月~2022年5月在葡萄牙里斯本大學(xué)科學(xué)院從事造山帶和盆地物理模擬研究工作。
第1章概論 001
1.1構(gòu)造變形控制因素及摩擦屬性分類 001
1.1.1構(gòu)造變形控制因素 001
1.1.2摩擦屬性及分類 004
1.2構(gòu)造變形演化分析方法 004
1.2.1數(shù)學(xué)分析方法 004
1.2.2數(shù)值模擬方法 009
1.2.3物理模擬方法 010
1.2.4相似理論基礎(chǔ) 013
1.3摩擦屬性影響的構(gòu)造變形物理模擬 016
1.3.1基底摩擦影響的物理模擬 016
1.3.2側(cè)向摩擦影響的物理模擬 016
1.3.3內(nèi)摩擦影響的物理模擬 017
參考文獻 018
第2章褶皺-沖斷帶的分布特征及研究現(xiàn)狀 021
2.1褶皺-沖斷帶分布及特征 021
2.2褶皺-沖斷帶研究現(xiàn)狀 029
2.3褶皺-沖斷帶研究存在的科學(xué)問題 029
參考文獻 031
第3章2D模擬實驗及應(yīng)用 033
3.1單層滑脫層 033
3.1.1側(cè)向摩擦實驗 033
3.1.2基底摩擦實驗 042
3.1.3內(nèi)摩擦作用 063
3.1.4雙向擠壓實驗 066
3.1.5分析與探討 078
3.2雙層滑脫層實驗 097
3.2.1側(cè)向摩擦實驗 097
3.2.2基底摩擦實驗 102
3.2.3分析與探討 115
3.3典型案例及應(yīng)用 118
3.3.1案例1:背馱式盆地的形成機制物理模擬 118
3.3.2案例2:內(nèi)摩擦和基底摩擦屬性對褶皺-沖斷帶變形影響的物理模擬 132
3.3.3案例3:褶皺-沖斷帶和增生楔的成因機制 142
3.3.4案例4:庫侖楔生長和變化的動力學(xué)和運動學(xué)特征案例 145
3.3.5案例5:摩擦屬性及地層流變學(xué)結(jié)構(gòu)對褶皺-沖斷帶變形影響的物理模擬 152
參考文獻 167
第4章3D模擬實驗及應(yīng)用 172
4.1單層滑脫層實驗 173
4.1.1減小側(cè)向摩擦實驗 173
4.1.2基底摩擦實驗 215
4.1.3分析與探討 221
4.2雙層及多層滑脫層實驗 222
4.2.1側(cè)向摩擦實驗 223
4.2.2基底摩擦實驗 230
4.2.3分析與探討 241
4.3典型案例及應(yīng)用 242
4.3.1案例1:側(cè)向摩擦對褶皺-沖斷帶變形演化影響的物理模擬 242
4.3.2案例2:背擋形態(tài)和基底摩擦屬性對帕米爾弧形褶皺-沖斷帶影響的物理模擬 246
4.3.3案例3:逆沖推覆構(gòu)造的形成機制模擬研究 290
4.3.4案例4:川東雪峰變形演化機制物理模擬 301
參考文獻 318
第5章模擬實驗誤差分析 324
5.1重復(fù)性實驗 324
5.1.1后側(cè)擋板擠壓型實驗 324
5.1.2后側(cè)擋板固定型實驗 331
5.1.3背擋無楔形砂體單側(cè)擠壓實驗 333
5.1.4伸展型實驗 335
5.2誤差分析 337
5.3典型案例及應(yīng)用 340
5.3.1案例1:長距離推覆構(gòu)造形成機制物理模擬 340
5.3.2案例2:褶皺-沖斷帶物理模擬相似性驗證實驗 344
參考文獻 346
第6章發(fā)展趨勢及總結(jié) 347
6.1結(jié)論 347
6.2創(chuàng)新點 347
6.3發(fā)展趨勢 348
6.3.1摩擦屬性的發(fā)展趨勢 348
6.3.2地貌變形物理模擬發(fā)展趨勢 349
6.3.3模擬技術(shù)仍需解決的科學(xué)問題 350
6.4總結(jié) 350
參考文獻 351