科研动态 | 我院博士研究生吴显灿在JSG上发表新成果：不同尺度曲面断层传播褶皱的量化和建模研

        断层和褶皱作为自然界中最为重要的构造样式。断层结构和断层滑动与褶皱形态三者之间的定量关系，作为地球科学领域的前沿科学问题，至今仍是国际地学前沿的热点研究领域之一。传统的Anderson断层理论和断层相关褶皱理论（假设平面型断面形态及平行膝折褶皱作用），在二维和三维上都难以解释自然界中普遍观测到的曲面断层结构及其上覆褶皱和地貌面弯曲变形特征，迫切需要提出一种新的、更为合理的几何学和运动学模型来描述它们的构造成因。

针对上述问题，中山大学地球科学与工程学院张培震院士团队吴显灿（21级博士）、李志刚副教授、王伟涛教授联合合作者在《Journal of Structural Geology》发表文章，以曲面断层传播褶皱为切入点，通过地表地质和三维地震解析确定了不同尺度褶皱前、后翼的构造几何学特征和定量关系。在此基础上，建立了曲面断层传播褶皱构造运动学模型，合理解释了自然界中观测到的曲面断层和上覆褶皱/地貌面弯曲变形的现象，为发展断层相关褶皱理论的提供了新的视角。

研究结果表明：（1）通过前翼三剪和后翼单剪的联合算法建立了曲面断层与后翼弯曲变形的几何学联系，再现了不同尺度曲面断层传播褶皱的运动学过程, 丰富和完善了断层相关褶皱理论；（2）在建立运动学模型之前引入面积-深度分析，可以最大限度地减少构造解释中的不确定性，提升构造解析和定量分析的准确性和合理性；（3）不同尺度的曲面断层弧度角分布都在30°-60°范围内，说明曲面断层以自相似生长为主，这对于在缺少深部数据约束下的下更合理约束深部断层的几何学和运动学至关重要。

图1 平面和曲面断层传播褶皱的褶皱后翼几何学对比

图2 龙门山前熊坡背斜观测到的曲面断层及其定量化和反演结果

图3 不同尺度的曲面断层弧度角与缩短量之间的函数关系

成果链接：Wu Xiancan, Li Zhigang*, Yang Xue, Sun Chuang*, Wang Weitao*, et al, 2023. Quantifying and modeling curved thrust fault-propagation folds at different scales. Journal of Structural Geology, 172, 104888. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2023.104888

初审：黄荣

审核：张照

审核发布：何晓钟