川东-渝中地区构造物理模拟阶段总结

川东侏罗山式褶皱构造带的物理模拟研究
解国爱贾东吴晓俊沈礼
南京大学地球科学与工程学院，南京，210093
摘要川东地区发育一系列NE走向的侏罗山式褶皱构造，按照褶皱的组合形态，自东向西发育隔槽式和隔档式褶皱。

本文采取沙箱物理模拟手段对川东侏罗山式褶皱形成的控制因素进行实验研究，模拟实验选取硅树脂模拟滑脱层，石英砂和微玻璃珠模拟沉积盖层，通过改变盖层与基底之间摩擦力、盖层的物性、基底形态或滑脱层的埋藏深度等因素，揭示形成川东侏罗山式构造带内部不同构造样式的控制因素。

研究表明，滑脱层的埋深和盖层性质是侏罗山式褶皱形成的主要控制因素。

齐岳山断裂以东地区滑脱层埋深较大，主要是下寒武统膏页岩充当滑脱层，地表构造形态表现为隔槽式褶皱，齐岳山断裂以西地区，下二叠统泥质灰岩充当滑脱层，埋深较浅，盖层表现为隔档式褶皱。

微玻璃珠是模拟侏罗山式褶皱较好的实验材料，表明形成川东薄皮构造带的时候，盖层性质以塑形变形为主。

关键词：川东地区；侏罗山式褶皱；物理模拟；基底滑脱
1.引言
侏罗山式褶皱发育于沉积盖层之中，属薄皮构造，为盖层沿基底滑动的结果（John, et al., 1978; Sommaruga, 1999)）。

侏罗山式褶皱特点是基底并没有卷入变形，盖层发育的背斜和向斜的变形强度不同，背斜宽向斜窄称为隔槽式褶皱，向斜宽背斜窄称为隔档式褶皱。

前人利用物理模拟手段确定薄皮褶皱－冲断带构造样式主要控制因素,包括基底摩擦系数、滑脱层性质、盖层物性、同构造沉积或构造剥蚀等（Davis et al，1983；Davis and Engelder，1985；Cotton and Koyi,2000;Nieuwland et al,2000；Konstantinovskaya et al, 2009）,然而,对于侏罗山式褶皱的控制因素研究较少,尤其是隔档式和隔槽式褶皱的形成机制和主控条件尚需深入研究。

本文选取川东地区作为研究对象，该区发育典型的侏罗山式褶皱，不同部位发育的背斜和向斜变形程度不同。

以齐岳山断裂为界，断裂SE侧发育隔槽式褶皱，NW侧发育隔挡式褶皱，该区是研究侏罗山式褶皱样式的最佳场所。

前人在该区做了大量的研究工作，认为滑脱层是控制该区侏罗山式褶皱的主要因素，然而，对不同类型的侏罗山式褶皱形成机制没有达成共识，也很少从定量角度加以论证。

本文在综合分析前人研究成果的基础上，采取构造物理模拟手段，探索滑脱层埋深、盖层性质对侏罗山式褶皱构造样式的控制作用。

2、川东地区构造背景
川东地区地处四川盆地东部、雪峰山构造带西侧，北侧为秦岭造山带。

构造带为宽约400km，长约600km，整体上呈NNE-NE向延伸、向NW凸出的宽广弧形构造带。

该带发育一系列背斜带和向斜带相间的侏罗山式褶皱及相关逆冲叠瓦推覆构造，为扬子板块西部重要的板内变形(Yan et al,2003)。

川东构造带西侧边界为华蓥山断裂，东界为大庸断裂，齐岳山断裂将其划分为东西两个部分，齐岳山断裂是隔档式褶皱带和隔槽式褶皱带的分界断层（颜丹平等，2000；徐政语等，2004；胡召齐等，2009）（图1）。

第一作者简介：解国爱（1965－），男，博士，副教授，构造地质学专业，现主要从事构造地质和物理模拟研究，Email：njuxie@
图1 川东地区构造纲要简图
上图为川东地区构造纲要平面图，下图为AB剖面图，据Yan等,2003；胡召齐等，2009；修改
研究区内滑脱层主要由页岩、膏盐层、砂页岩和粘土层等抗剪强度较低的偏塑性物质组成。

自下而上主要滑脱层包括：（1）下寒武统黑色页岩，控制其下古生界隔槽式褶皱变形样式，盖层变形简单，起伏平缓，在地表构造上常表现为极宽缓的背斜，地表逆冲断层较少出露，背斜通常比向斜出露宽，向斜核部由三叠系组成，背斜核部通常出露寒武系或奥陶系；（2）志留系，巨厚泥质岩，沿其上卷入变形的地层包括志留系－中三叠统巴东组，主要形成NE－NNE向箱状褶皱，并出露于齐岳山断裂以东、恩施断裂以西，背斜和向斜大体等宽出露，背斜核部出露古生界，向斜核部主要为三叠系；（3）下二叠统栖霞组，泥质灰岩，其上覆地层为上二叠统—三叠系，主要构成川东NE－NNE向高陡背斜带，即隔档式褶皱带，出露在华蓥山断裂以东，齐岳山断裂以西区域，向斜核部及背斜两翼主要为侏罗系，背斜核部主要出露三叠系。

该区受到来自雪峰山隆起的挤压，在基底之上产生滑脱变形，形成数百公里宽的滑脱褶皱。

滑脱层是控制侏罗山式褶皱的主要因素（刘尚忠，1995；李本亮等，2001；李忠权等，2002；Yan et al，2003；胡召齐等，2009；颜丹平等，2008；张必龙等，2009）。

然而，对川东地区隔槽式和隔挡式褶皱的形成机制有不同的解释。

李忠权等(2002)认为
早期拉张形成与正断层有关的隔槽式褶皱，晚期受挤压反转形成隔档式褶皱。

刘尚忠(1995)认为隔档式、城跺式和隔槽式褶皱是在统一的薄皮构造中呈上下叠置关系，川东构造带西段后期遭受抬升剥蚀，而出露隔档式褶皱，东段剥蚀作用较弱，呈现隔槽式褶皱。

颜丹平等(200O)通过构造变形分析认为，早期先形成隔档式褶皱，随着挤压推覆进行，由隔档式褶皱发展形成城跺式褶皱、最终演化成隔槽式褶皱，即前端为隔档式褶皱，中间为城跺式褶皱，后端为隔槽式褶皱。

张必龙等（2009）采用数值模拟的研究方法，认为东带层间能干性差异小，出现隔槽式褶皱，西带能干层差异大，浅部出现隔档式褶皱，深部推测为隔槽式褶皱。

3、实验材料及相似条件
干燥的石英砂变形遵循莫尔-库仑破坏准则，内摩擦角为31o左右，与上地壳地层的内摩擦角大致相当（McClay，1990），石英砂颗粒直径为200-300μm，密度为1300kg/m3，人工染色的石英砂基本不改变其物性，铺设成1mm左右的薄层插入模型中，作为标志层便于观察和测量构造变形过程。

由于石英砂具有较低的粘聚力，是模拟上地壳脆性变形的理想材料（Hubbert，1937；Davis et al，1983；Dahlen，1984）。

硅树脂常常被用来模拟上地壳塑性变形（Weijermars，1986），硅树脂在低应变速率情况下具有牛顿流体性质，测得室温下本实验采用的硅树脂粘度为 1.2×104Pa.S，密度为0.926g/cm3，铺设3mm厚在基底之上，模拟基底之上的滑脱层，在变形过程中起滑脱作用。

薄层微玻璃珠通常用来模拟弱的滑脱层（Konstantinovskaya et al.，2009），表面光滑球状微玻璃珠粘聚力几乎为零，内摩擦角约为25o（Donatella Massoli,et al，2006）。

本实验采用玻璃珠模拟铺设在硅胶层之上，与硅胶层比较其强度相对较小，二者在同一应力场作用下，硅胶层仍然起到滑脱层的效果，而玻璃珠则不能成为滑脱层，与滑脱层之间表现为不协调构造变形，主要形成褶皱构造样式。

实验使用的玻璃珠直径为400μm左右，单层厚度大于2mm，玻璃珠层间铺设染色的石英砂薄层作为分层标志。

根据物理模拟相似原理（Hubert，1937；Ramberg，1981）,即模型的尺度与材料的选择满足相似原理的要求，物理模型与地质原型的相似因子如下：
（1）重力相似因子g*＝1，模型和地质原型都在自然界重力场中进行，二者相等；
（2）密度相似因子ρ*≈0.5，实验材料的密度约等于地层密度的一半；
（3）粘度相似因子η*≈1.2×10-15，地层的粘度约为1×1019kg/m3，硅树脂的粘度为926kg/m3；
（4）长度相似因子l*＝10-5，模型的1cm大致等于地质原型的1km。

以下两个方程可求出物理模型与地质原型之间的时间相似因子（t*）:
σ*＝ρ*g*l*(1)
η*＝σ*t*(2)
从式中得t*≈2.4×10-10，即模拟1h相当于地质时间4.8×105a。

4、模拟实验
4.1 第一组实验
实验装置和实验过程
本组实验设置3个模型，初始大小均为500×250×20（长×宽×高，mm），模型1底板水平，模型2和3距离固定端130mm处底板升高8mm，升高的基底呈楔形与底板连接，楔角为30o。

模型1和2全部使用石英砂在为实验材料，模型3底部有一层3mm厚的硅胶滑脱层。

模型的两侧为钢化玻璃，在钢化玻璃内侧面涂上一层透明润滑油，减小侧面摩擦系数，减小边界效应的影响。

（图2）。

模型都是从右侧施加挤压力，推动右侧活动端向左运动，推板运动速度均为0.01mm/s，模型1和2总缩短量为240mm，缩短率为48％，模型3总缩短量为160mm，缩短率为32%。

图2 模型1、2和3实验装置示意图
实验结果
模型1
模型1的底部没有硅树脂滑脱层，盖层与底部之间摩擦力较大，受到单侧水平挤压，变形向前陆方向逐次传播，形成叠瓦状前冲断裂构造，靠近活动端则发育堆叠背形构造，不发育反冲断层（图3），该实验与前人实验结论基本一致（Liu et al，1992；Agarwal et al，2002；Noble et al. 2011）。

模型2
模型2与模型1的区别是挤压前方增加了抬升的底板，因而随着缩短率的增加，由挤压端向前缘逐个形成叠瓦状前冲断裂构造（图4），但由于前方抬升基底的影响，楔体的长度和高度均有变化。

模型3
与模型1和2比较，模型3在模型底部增加了一层3mm的硅树脂，减小了盖层与基底的摩擦力，受到右侧水平挤压，随着缩短率逐渐增加，形成一系列褶皱－冲断带（图5）。

当模型缩短率为4％时，盖层沿基底发生滑脱聚集形成核部，在背斜的核部发育前冲的逆冲断层F1，上部盖层形成断层相关褶皱（图5B）。

随着缩短量加大，逆冲断层向上突破盖层，在褶皱前翼发育形成逆冲断层（图6C），褶皱前翼较陡，在F1断层形成了小的逆冲断层F2，F2断层仅在模型表层发育，没有向下延伸至滑脱面。

将背斜及其前翼断层F1和F2为一个完整的断层相关褶皱，称之为构造单元Ⅰ（图5C、D）。

随着缩短量的增加，变形沿滑脱层向前传递，遇到升高的基底的阻挡，并向较高的基底传递滑脱，当缩短率为12%时候，在基底抬升部位形成F3逆冲断层及断层相关褶皱，构成构造单元Ш（图5D）。

与第Ш构造单元发育的同时，在靠近构造单元Ⅰ的前方形成F4逆冲断层及其相关褶皱，即构造单元Ⅱ（图5E），即构造单元Ⅱ和Ш同步发育。

在进一步的缩短变形过程中，构造单元Ⅱ和Ш中的断层和褶皱较长时间保持同步发展（图5F、G）。

当缩短率为28%时，在构造单元Ш前陆部位形成F5及其相关褶皱，即构造单元Ⅳ（图5H、I）。

上述4个构造单元均以褶皱构造为主，在褶皱前翼部位发育逆冲断层，其构造组合形态为侏罗山式褶皱，构造组合样式与隔挡式褶皱相似。

但与川东侏罗山式构造样式还是有一些差别，主要表现在褶皱前翼发育了逆冲断层，后翼地层倾角不陡，可能与盖层实验材料选择有关，石英砂主要用来模拟脆性变形，一旦受到挤压应力，容易产生断裂构造，在第二组实验中，将改变材料的性质，用玻璃珠代替石英砂模拟盖层滑脱变形。

A-I分别代模型表挤压水平缩短率为0-48％时的侧面变形照片及断层解释，F1～F7显示逆冲断层的发育顺
序，由逆冲根部向前缘逐渐发育
图4 模型2侧面演化过程图
A-I分别代模型表挤压水平缩短率为0－48％时的侧面变形照片及断层解释，F1～F7显示逆冲断层的发育
顺序，由逆冲根部向前缘逐渐发育
图5 模型3侧面演化过程图
A-I分别代模型表挤压水平缩短率为0－32％时的侧面变形照片及断层解释，F1～F5显示逆冲断层的发育
顺序，并非由逆冲根部向前缘顺序发育
实验结果的分析
逆冲楔体的形态
逆冲楔体的临界角主要受到滑脱面的性质和盖层材料性质控制（Olivier，1998; Davis et al，1983；Dahlen，1984；Liu et al，1992；Agarwal et al，2002；Santanu et al，2009），随着缩短量的增加，楔体增厚，导致楔体角度逐渐加大，当楔体角度达到临界角时，楔体内部停止变形，逆冲楔向前扩展，引起楔体长度增加，楔体角度减小，接着楔体角度再次增加达到临界角，因而，楔体角度变化由低向高逐渐加大，直至等于临界角，然后楔角陡然降低，再次加大。

逆冲楔体形态与基底摩擦力关系密切，当基底摩擦力较小时，逆冲楔体倾角较小（Davis et al，1983；Agarwal et al，2002；Konstantinovskaya et al，2011）。

影响逆冲楔角的变化除了材料性质和滑脱面性质外，还受到同构造沉积或剥蚀等作用的影响（Bigi et al，2010；Duerto et al，2009）。

模型1随着缩短率的增加，楔形角逐渐加大，当缩短率为16%时，楔形角最大（25o），达到了临界角，随后楔形角逐渐减小，当缩短率为32%时，楔形角再次逐渐增大，符合楔形临界角变化规律（图6）。

模型2的缩短率为18%时，楔形角达到临界角，其后随着缩短率增加，楔形角逐渐减小，不能再次达到临界状态，直到实验结束（图6）。

模型2的楔形角变化与前人研究得出的逆冲楔模型中临界角理论不一致，主要是由于挤压前方基底升高，改变了楔角变化规律。

挤压前方基底抬升对楔形体的长度和高度变化同样有影响，缩短率在30%之前，模型1和2楔形体的长度和高度变化几乎相同，缩短率大于30%时，随着缩短率增加，模型2楔形体与模型1相比，模型2较高，而模型1较长（图7）。

模型3缩短率达到10%之前，模型3变形楔体角变化与模型1和2一致，但缩短率在10％以后，楔体前缘受到基底抬升阻挡作用，随着缩短率增加，楔角几乎保持不变，维持在3o～4o左右（图6）。

模型3楔形体的高度要比模型1和2小，而长度比模型1和2小大得多，这是基底摩擦力小和前方基底抬升共同作用的结果（图7）。

图6 第1组实验模型缩短率与楔形角变化图
图7 第1组实验模型缩短率与楔形体高度、长度变化图
逆冲楔体内部构造
模型1和2逆冲楔内部各发育7条逆冲断层，模型3发育4条逆冲断层，随着缩短率增加，3个模型中断层的倾角、滑距，以及断层之间的水平距离各不相同。

随着缩短率加大，模型1中各断层的倾角逐渐增大，当缩短率为30%左右时，F1和F2的倾角达到最大，随后这2条断层的倾角几乎不变，其它断层倾角仍在逐渐增大（图8A），而模型2中各断层的倾角一直在增加，直到挤压结束（图5B）。

其原因是当模型1楔形体达到临界角时，其内部早先形成的断层产状不再变化，而模型2挤压前方基底抬升，使得楔形体不能达到临界状态，所以楔体内部的断层也在不断变化。

图8 第1组实验模型缩短率与逆冲断层倾角关系图
模型1先形成的F1断层滑距增大到6mm时，形成F2断层，此后F1断层滑距不再加大，而是逐渐小。

F3、F4和F5断层滑距也在逐渐减小，这是因为断层倾角加大导致重力滑塌，断层上盘岩片沿断层面向下滑动，逆断层反转为正断层，使得滑距逐渐减小。

当缩短率为22％和40％时分别形成F6和F7，其滑距呈快速增加趋势，直至挤压结束（图9A）。

模型2和模型1内各断层滑距的变化规律基本相似，但每个断层的滑距比模型1要大，应该是受到前方基底抬升的影响（图9B）。

图9 第1组实验模型缩短率与逆冲断层滑距关系图
模型1和2早期形成的断层（F1～F5）水平间距也相对较小，一般在10－25mm左右，随着缩短率加大，各断层间水平间距略有减小，而晚期形成的断层（F6、F7）之间的水平间距在形成时为60－70mm左右，随着缩短率增加逐渐减小，直至挤压结束仍有40－50mm左右（图10A、B），主要原因是早期形成的断层靠近挤压端，断层水平距离逐渐减小，造成楔形体加高，当楔形体高度达到临界值时，楔形体不再升高，而是将变形向前缘方向传递。

可见，
挤压前方基底隆升，对于逆冲楔体形状和楔体内部逆冲断层均有较大的影响作用。

图10 第1组实验模型缩短率与逆冲断层间距关系图
模型3出现的断层水平间距与模型1和2差别较大，F3和F4间距达到200mm以上，其
它断层间距均小于50mm（图10C），其原因是基底形态变化和滑脱层共同作用的结果。

事实上，模型3的楔体由4个独立的构造单元组成，每个构造单元以背斜构造为主，并在每个构
造单元褶皱前翼发育前冲断层（图5）。

每个构造单元内断层滑距和倾角变形相似，均表现
为随着缩短率增加而加大（图11）。

但断层发育次序发生了变化，基底抬升部位的构造单元
提前进入活跃状态，从而使得滑脱层向前缘方向传递距离加大，所以滑脱层的存在为侏罗山
式褶皱发育提供了可能。

图11 模型3缩短率与断层倾角和滑距关系图
4.2 第二组实验
实验装置和实验过程
由模型4、模型5和模型6组成，三个模型的初始大小均为1200×250×30（长×宽×高，mm），模型3基底水平，模型4和模型5在距离活动端前方600mm处将基底升高一个台阶，900mm 处再次升高一个台阶，构成两个台阶状基底隆升状态，模型4台阶分别高出挤压端基底10mm 和15mm，模型5高出5mm和10mm（图12）。

图12 模型4、5和6实验装置示意图
该组三个模型实验材料相同，基底为一层3mm的硅胶滑脱层，硅胶之上为22mm厚的微玻璃珠，微玻璃珠之上为5mm白色石英砂。

为了使变形能沿着滑脱层向前缘传递更远，避免在逆冲带根部隆起太高，在挤压端模型顶部铺设比重较大的重砂，靠近活动推板重砂厚度5mm，向模型中央逐渐减薄，一直铺设到模型中间位置。

三个模型都是从右侧施加挤压力，推动右侧活动端向左运动，推板运动速度为0.001mm/s，总缩短量为300mm，缩短率为25％，侧面数码相机间隔拍摄变形过程系列照片，模型挤压结束后的切片，切片方向与挤压方向平行。

模型4实验结果
从挤压端向前缘依次发育7个以褶皱为主的构造单元（图13），当缩短率为0.83%时，
最先产生一个滑脱膝褶带（图13B），膝褶进一步发展成为箱状褶皱。

当缩短率达到2.5%时，箱状褶皱的前翼出现前冲断层，冲断层和断层相关褶皱成为构造单元Ⅰ（图13C）。

随着挤压缩短率增加，在构造单元Ⅰ的前缘发育滑脱褶皱，之后成为箱状褶皱及其前翼
断层突破模型表面，形成逆冲断层，即成为构造单元Ⅱ（图13D、E），其它构造单元以基
本相同的方式在前缘一个一个逐渐形成（图13F－I）。

构造单元Ш和Ⅳ各发育有一条倾向
前缘的反向逆冲断层，与前冲断层构成“构造三角带”（图13J）。

从模型4的演化过程可以看出，采用玻璃珠模拟薄皮滑脱褶皱构造效果好于石英砂，可
以形成倾角陡立的箱状褶皱，类似于侏罗山式褶皱样式。

但是，由于基底水平，薄皮构造发
育紧靠挤压端，不能向前缘传递很远。

图13 模型3侧面演化过程图
A－I为不同缩短率的侧面照片素描图，J为挤压结束后的模型切片图，I和J构造形态略有不同，是因为模型侧面受到侧板摩擦产生的边界效应造成（图14、15同此说明）
模型5实验结果
模型5和模型4总缩短率均为25%，但模型5发育的构造单元多于模型3，一共有10个构造单元（图14）。

当缩短率为2.5%时，最先发育一个箱状滑脱褶皱（图11B），接着箱状褶皱前翼发育2条前冲断层，后翼各发育1条反冲断层，组成构造单元Ⅰ（图11C、D、E）。

构造单元Ⅱ不是发育在紧靠构造单元Ⅰ前方，而是在模型中部基底升高的位置，这一点与模型3区别较大。

当缩短率为5%时，在第1个基底升高位置形成断层转折褶皱（图14C），随着缩短率加大，构造单元Ⅱ发展为断层传播褶皱（图14D、E、F）。

当缩短率为8.3%时，在构造单元Ⅰ和Ⅱ之间形成滑脱褶皱，即构造单元Ш（图14E），并在前翼发育前冲断层（图14F－I）。

接着在第2个基底升高位置形成构造单元Ⅳ（图14Ｇ），此时的缩短率为18.3%。

两个基底高度变化部位将整个基底分成高、中、低3个水平，随着缩短率不断加大，在这3个平台上相继产生构造单元Ⅴ～Ⅹ（图14G－I）。

从模型5可以看出，挤压前方基底升高，明显造成滑脱作用传播更远，形成一些列侏罗
山式褶皱样式（图14J）。

基底高度变化部位是应力集中的位置，改变了从挤压端向前缘逐个形成构造单元的顺序。

可见，由挤压端向前缘基底高度加大，或滑脱层变浅，是侏罗山式褶皱形成的必要条件。

图14 模型5侧面演化过程图
模型6实验结果
模型6的2个基底升高比模型5低，模型5两个台阶高度为10mm和15mm，模型6为5mm和10mm，形成的侏罗山式褶皱总体样式基本相同，模型6一共发育9个构造单元，各构造单元形成方式和变化规律与模型5基本相同，构造单元形成顺序不是从挤压端逐个向前缘发展，而是在基底升高位置较早发育（图15）。

模型6发育的侏罗山式褶皱样式，在不同高度的基底平台上，向斜和背斜的紧闭程度不一样。

两个基底高度变化将基底分为高、中、低三个平台，最高平台上发育的褶皱具有背斜窄向斜宽特点；中间平台上发育的褶皱具有向斜窄背斜宽的特点；最低平台发育的是一个宽广的向斜，构成盆地构造；挤压的根带是由一个前冲断层和一个后冲断层组成的三角带构造（图15J）。

图15 模型6侧面演化过程图
5、讨论
模型1和2基底没有使用硅胶，而是石英砂直接铺设在底板上，因而摩擦系数较大，用来模拟不含滑脱层的盖层变形，模型3－6基底之上均有硅胶滑脱层，减小了模型底部摩擦力。

结果表明，不含滑脱层的盖层主要发育叠瓦状冲断层，底部含滑脱层的盖层能够形成侏罗山式褶皱及相关断层。

模型1－3盖层为石英砂，盖层变形以断层为主，褶皱难以形成，即使形成了也很快被断层所改造。

模型4－6盖层以玻璃珠为主，形成的构造样式以褶皱为主，断层对褶皱翼部破坏程度不大，故形成侏罗山式褶皱地区盖层岩性不能太硬，或者在变形阶段不能太硬，否则会形成一系列叠瓦状逆冲推覆构造。

模型5和模型6基底高度发生变化，设置成为2个台阶状，构成高、中、低3个高度的基底平台，可以理解为不同高度的平台滑脱层埋藏深度不同，即靠近挤压端的滑脱层距离模型表面深度最大，靠近固定端的滑脱层距离表面深度最小。

模拟实验表明，滑脱层埋深较大的盖层易形成隔槽式褶皱，滑脱层埋深较浅的盖层易形成隔档式褶皱，中间深度的滑脱层形成两种褶皱样式的过渡形式，即城垛式褶皱。

川东地区主要发育3层滑脱层，即下寒武统膏岩层、志留系巨厚泥质岩和下二叠统泥质灰岩，从地质剖面图可以看出靠近雪峰山沿下寒武统地层产生滑脱作用，恩施和大庸断裂之
间沿下志留统地层产生滑脱作用，齐岳山和华蓥山断裂之间沿中－上三叠统地层形成滑脱作
用（图1）。

自雪峰山到华蓥山断裂之间滑脱层位置逐渐抬高，距离地表的深度逐渐减小，与本文实验模型5和6比较接近，因而模型5和6能够比较好地模拟川东地区构造演化，揭示该区形成不同构造样式的侏罗山式的主控因素。

模型5基底平台高度（10mm和15mm）大于模型6平台高度（5mm和10mm），即模型5的滑脱层埋深较小，形成的侏罗山式褶皱以隔档式为主（图14），而模型6则在不同的基底平台之上形成了不同样式的侏罗山式褶皱（图15）。

将模型6切片与川东NW向构造剖面对比，可以看出比较好的相似性（图16）。

图16 模型6实验结果与实际剖面对比图
A图为川东地区NW向构造剖面图（据胡召齐等，2009；Yan等，2003，修改），B图为模型5离侧边界4cm
切片图
对比模型6和构造剖面图，可以看出二者总体构造样式相似，即从东部到西部逐渐发育雪峰隆起、隔槽式褶皱、隔档式褶皱、四川盆地。

模型最前缘发育的前冲断层与华蓥山断层性质类似，模型滑脱层深度变化的位置，分别与齐岳山断裂、张家界－花垣断裂位置相当，是隔档式褶皱和隔槽式褶皱的分界。

模型的前陆发育侏罗山式褶皱，表现为隔档式褶皱形态，背斜核部前翼发育前冲断层构成断层传播褶皱，与川东构造带褶皱十分相似。

模型最前缘地层平缓，未受到挤压变形，华蓥山断层下盘的四川盆地地层保持水平，两者具有相似性。

本文根据物理模拟相似性原理，对川东构造带地质原型设计了2组6个实验模型，通过改变模型的边界条件，最终取得了与地质原型基本一致的模拟结果。

该项工作不仅从定量的角度研究了滑脱层对侏罗山式褶皱样式的控制作用，而且对其它控制因素（如盖层性质等）也做了初步探索，为进一步侏罗山式褶皱提供了必要的基础资料。

然而，自然界构造变形的复杂性，如多期叠加变形、同构造沉积及剥蚀作用等，模型从主要控制因素着手，是对地质原型进行理想化和简单化，特别是该区有多套滑脱层，而模型仅用一层滑脱层，因而实验模型中滑脱层对盖层影响控制不够理想，有待进一步探讨多层滑脱层加上基底形态等复杂因素对侏罗山褶皱的控制作用。

6、结论
本文通过模拟实验手段研究滑脱层对川东侏罗山式褶皱的影响，特别是对该区自东向西构造样式变化的主要原因进行探讨，取得了如下认识。