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挤压应力作用下的构造变形数值模拟研究——以江西相山盆地研究为例
摘要
本文以江西相山盆地为例，采用有限元数值模拟方法，对挤压应力作用下的构造变形进行了研究。通过对模型的建立、力学参数的设定和分析，发现挤压应力对相山盆地的构造变形产生了显著的影响。研究结果表明，在挤压作用下，相山盆地的构造变形主要表现为受挤压的地层向盆地中心卷曲变形，同时伴随着构造变形带的形成。本研究的结果对于相山盆地的构造演化及矿产资源的勘探有一定的指导意义。
关键词：挤压应力；构造变形；数值模拟；相山盆地
Abstract
Inthispaper,thefiniteelementnumericalsimulationmethodisusedtostudythestructuraldeformationunderthecompressionstressintheXiangshanBasinofJiangxiProvince.Throughtheestablishmentofthemodel,thesettingandanalysisofmechanicalparameters,itisfoundthatthecompressionstresshasasignificantimpactonthestructuraldeformationoftheXiangshanBasin.Theresearchresultsshowthatunderthecompressionaction,thestructuraldeformationoftheXiangshanBasinismainlymanifestedasthecurleddeformationofthecompressedstratatowardthecenterofthebasin,andatthesametime,theformationofthestructuraldeformationzone.TheresultsofthisstudyhavecertainguidingsignificanceforthestructuralevolutionoftheXiangshanBasinandtheexplorationofmineralresources.
Keywords:compressionstress;structuraldeformation;numericalsimulation;XiangshanBasin
1.引言
我国的华南地区是一个地质构造复杂、资源丰富的地区。相山盆地作为华南地区的一个重要地质构造单元，其地质构造演化和矿产资源的勘探是目前地学研究中的热点。而挤压应力是导致地质结构变形的重要因素之一，对岩石和地层的变形与破坏具有重要影响。
本文采用有限元数值模拟方法，通过对相山盆地的构造特征、地质模型以及力学参数的设定和分析，研究挤压应力作用下相山盆地的构造变形。该研究对于深入了解相山盆地构造演化，指导矿产资源的勘探具有重要意义。
2.研究区域简介
相山盆地位于中国江西省中部，地处我国南方地区的中段，属于海拔在50-300米的低山丘陵地带。该区域岩性复杂，矿产资源丰富，主要矿产有金、银、铜、铅、锌等。同时，该区域的构造演化历史悠久，其中特别是新构造运动以来的复杂地质构造形态成为了当前地学研究的热点之一。
3.研究方法
本研究采用有限元数值模拟方法，模拟挤压应力作用下相山盆地地质构造的变形情况。模型的建立是研究的核心环节，通过对横断面进行地质勘探和分析，得出了相山盆地的地质模型。然后将该地质模型转化为有限元数值模型，设定力学参数进行计算。最后对模拟结果进行分析和讨论，揭示挤压应力作用下相山盆地的构造变形规律。
4.模型的建立和分析
通过对相山盆地的地质勘探和分析，可以将其地质结构划分为三层：上层为火山岩、中层为沉积岩和泥盆岩、下层为变质岩。在该地质结构的基础上，通过有限元数值模拟软件建立了相山盆地的数值模型，以三层结构为基础，将其离散化为二维矩形单元，进行有限元数值模拟的计算和分析。
在数值模拟中，设置了挤压应力作用下相山盆地的边界条件，采用了弹塑性力学模型进行计算。最终得出了挤压应力作用下相山盆地的构造变形情况。
5.研究结果
通过本研究的数值模拟计算，发现挤压应力对相山盆地的构造变形产生了显著的影响。具体表现为：受挤压的地层向盆地中心卷曲变形，形成了类似弧形的构造变形带。同时，在模拟过程中，还发现了地层的拉张、剪切破裂，形成了正断层和逆断层。
通过实验分析，我们发现这种构造变形的规律与相山盆地的地貌、地质构造等特征一致。研究表明，挤压应力是相山盆地构造变形的主导因素之一，而其变形特征也为相山盆地的矿产资源勘探提供了有价值的参考依据和指导方向。
6.结论
本文基于有限元数值模拟方法，研究了挤