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褶皱-冲断带是板块汇聚带最为常见的构造类型,以强烈的侧向挤压变形为特征。前人采用平衡剖面技术、物理模拟等方法,对其变形机制与演化问题进行过较系统的研究。随着计算机技术的发展,数值模拟方法也逐渐用于褶皱一冲断带形成机制和演化过程的研究。目前基于有限元和有限差分算法的数字模拟工作较多,而基于离散元方法的研究则相对较少。PFC2D是美国ITASCA咨询公司科学家开发的、目前比较成熟的基于离散元方法的商业软件,能够有效模拟构造大变形力学问题,其思路十分类似于构造地质学家常用的砂箱实验方法。本文尝试采用这一软件,并采取数字砂箱模拟的研究思路,设计一系列针对基底性质的二维模型,探讨不同摩擦基底和韧性基底条件下褶皱.冲断带形成与演化特点。论文工作共进行了7组共123个模型的模拟计算,根据这些模型的计算结果、并结合前人研究资料,得到了以下主要结果:韧性基底层对褶皱一冲断带的变形特征和演化过程具有十分深刻的影响。韧性层粘度越低、厚度越大、挤压位移速率越慢,越有利于应变传递,褶皱-冲断带锥度越低、宽度越大,并可形成隔槽式褶皱一冲断构造样式。当存在双韧性层时,韧性层的流动性使上下岩层的变形不再完全同步,下部岩层通常比上部岩层具有更强的变形。本文的数字砂箱实验与他人的物理模拟具有比较相似的结果,表明基于PFC2D软件开展数字砂箱实验是值得进一步探索的方法,具有良好的应用前景。然而,在一些具体细节方面两者还存在一些差距,这种差距可能与边界摩擦力有很大关系,因为数字砂箱可以做到纯粹的二维条件,而物理砂箱因边界摩擦力无法完全避免,无法达到严格的二维条件。