构造变形影响地表过程,而地表侵蚀和堆积过程通过地壳均衡作用,也对构造应力分布、构造变形样式等产生了反馈作用。大尺度下地表侵蚀和沉积对构造发育的影响已经取得了一定的进展,而中等尺度褶皱冲断带的构造差异会造成河流形态和沉积物分布更为复杂,并反作用于构造发育,是研究地表侵蚀与地壳变形相互作用的重要场所。本研究利用水饱和的材料进行了多组构造地貌物理模拟实验,探讨了塑性滑脱层是否存在及其厚度的差异、不同地壳缩短速率下,褶皱冲断带地表过程对构造缩短的响应及其对构造发育的影响。物理模拟的结果表明,塑性滑脱层是否存在及其厚度影响了楔体形态和构造变形样式。不存在塑性滑脱层时,形成单楔临界楔并发育上下层变形耦合的厚皮构造。存在塑性滑脱层时,由于山前和盆地滑脱层的强度差异形成双楔临界楔体,并发育上下层变形部分解耦的薄皮构造和双重构造,放大了地表过程对新生构造发育的影响。而当塑性滑脱层较厚时,会抑制双重构造的形成。它一方面作为滑脱层,解耦了上下地层之间的变形;同时作为地层也容纳了地壳的部分缩短,抑制了变形从深层向浅层的转移。不同的缩短速率通过影响塑性滑脱层和脆性地层之间的相对强度影响构造传播距离和排列间隔。缩短速率越低,滑脱层的相对强度越大,构造之间的间距越长,向前陆盆地传播的更远。在地貌方面,缩短速率导致了地表水系发育程度和侵蚀堆积过程的差异。当缩短速率较低时,河流有更多的机会经历侧向侵蚀和袭夺过程,因此发育绵长的树枝状水系,山前沉积的物质较多,形成较大的冲积扇并发育河流阶地。缩短速率较高时,没有经历明显的侧向侵蚀和袭夺过程,以短小密集的平形状水系为主,山前沉积的物质较少。而存在塑性滑脱层时,侵蚀和沉积又反过来影响了新生构造发育的位置、形态、幅度以及构造的侧向传播和连接。沉积物的分布主要控制了新生构造的位置,新生褶皱的轴面通常相交于冲积扇前缘。沉积物通过压实和重力的加载对断层滑移量起到了抑制作用,其厚度与断层滑移量呈不同程度的负相关。特别是当冲积扇大小分布差异巨大时会导致断层初始发育时分段,呈雁列式分布和无连接的模式,然后通过侧向传播的生长方式形成滑脱面连接,并有形成地表硬连接的趋势。这些结果表明构造发育除了受地球的内动力作用外,还在很大程度上受控于地表的侵蚀和堆积过程,塑性滑脱层是地壳深部构造活动与地表过程的重要媒介。同时,模拟结果与南天山、北天山和龙门山的自然实例在水系形态、地表断层迹线、构造的侧向传播与连接等方面具有较高的相似性。这表明我们的物理模拟实验可以展示复杂地表过程下中等尺度褶皱冲断带的三维动态演化过程,也为天山、龙门山等地区地表过程影响下的构造几何学和运动学研究以及地震灾害研究提供了一些启示。