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构造模拟实验是研究和模拟自然界地质构造现象变形特征成因机制和动力学过程的一种物理实验方法.砂箱模拟模型已经被证明是强大的可视化工具用来模拟不同岩层中复杂的构造现象.本文基于相似砂箱构造物理模型条件下(单一砂箱介质,纯石英砂厚度：15mm,10mm,10mm 和红色石英砂厚度：1mm)8 组不同单向挤压速度的构造模拟实验,揭示差异构造挤压速度下砂箱物质变形楔形体的几何学、运动学及其演化特征,探讨差异构造挤压变形速度(尤其是不同量级速度)对前陆褶皱冲断构造变形的重要性.较高单向挤压速度量级下(0.5mm/s-0.1mm/s),砂箱物质变形构造样式较为简单,以前展式叠瓦状冲断构造为主,砂箱楔形体窄而厚,楔顶角稳定范围为5°-14°,楔长为410mm 左右.5 组速度下剖面上均发育7 条断层(表1,图1),并且随着缩短量增加,楔形体逆冲断层倾角逐渐减小,稳定范围为33°-43°,最终的产状近乎平行.在整个挤压过程中,楔形体并没有持续向前缘扩展发育新的逆冲断层,而是出现后缘发育的反冲断层错切先存逆冲断层的现象,导致楔形体和及其内部断层活呈现多期性.低速度范围下(0.05mm/s-0.005mm/s),砂箱剖面构造样式较为复杂,主要为前展式叠瓦构造和冲起构造的叠加,形成的楔形体宽而薄,楔顶角稳定范围较小为6-12°,砂箱楔形体均发育8 条断层,断层产状变化大为30°-50°,且反冲断层数目明显增多,楔长也明显增大,断层活动同样呈现多期性.尤其是,当单向挤压速率为0.002mm/s 时,其构造样式与其余各组区别较大,砂箱剖面上呈箱状褶皱,楔形体具有较大的楔长和较小的楔顶角,共发育7 条断层,断层倾角范围稳定在36°-43°,形成的临界楔顶角较小,稳定范围为8°-11°,揭示出低速均一物质下(无滑脱层)地层也可以形成典型的侏罗式或箱状褶皱.差异单向构造挤压速度砂箱模型实验揭示不同速度量级下前陆褶皱冲断带的变形过程和构造样式明显不同.在较高速度下,砂箱砂体后缘加积强烈,变形过程主要以楔形体向前扩展变形为主,构造样式主要表现为由逆冲断层构成的前展式叠瓦冲断构造.低速度下,砂体后缘加积较弱,变形样式主要表现为楔形体前缘先形成逆冲断层,到达临界楔形体后,与其后反冲断层构成的冲起构造以背冲方式增生,构造样式上表现为前展示叠瓦构造和冲起构造的叠加.由于砂箱模型低速挤压下模拟过程的时间性(即如何在最有效时间内揭示最大可能性、最复杂的砂箱模型与地质过程变形特征),有效挤压速度的选择对于机制砂箱模型模拟至关重要,通过本次实验,我们建议将此速度设定在0.005-0.05mm/s 范围内,可以获得全面而清晰的模型模拟结果,我们称之为临界挤压速度.