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柴达木盆地是青藏高原北部大型的叠合盆地,盆地构造变形记录了青藏高原北部新生代的构造活动历史。由于柴达木盆地地质构造背景复杂、海拔较高、自然环境条件恶劣,对于野外勘探限制较大,从而导致对盆地内新生代应力场认识不足,仅对盆地部分区域进行了应力场分析,缺少对整个柴达木盆地的应力场分析。因此,本文以柴达木盆地内的构造节理分析、遥感构造地貌解译、GPS速度场入手,通过有限元数值模拟方法来分析整个柴达木新生代以来的应力场特征,并进一步讨论应力场特征与盆地构造活动性的关系。 模拟结果的可靠性主要通过与以下三方面分析所指示的应力迹线的拟合程度来验证。(1)通过构造节理数据分析,总结了柴达木盆地新生代不同区域最大主应力方向,并且绘制了盆地新生代应力场迹线;(2)通过遥感解译可以宏观测量出褶皱的空间分布及轴面走向,由于缺少对褶皱层面擦痕、劈理数据,无法确认褶皱的力学性质。如果是挤压性褶皱,指示的最大主应力垂直于褶皱的轴面,压扭性褶皱所指示的最大主应力则与褶皱轴面小角度斜交。根据前人对褶皱形成时间的研究,形成时间为新近纪以后,结合模拟结果可以推测柴西北缘新近纪褶皱的力学性质,为相关研究提供参考,褶皱数据指示,祁连山山前褶皱为压性褶皱,柴西北缘褶皱力学性质以压扭性主。(3)通过前人对中国大陆现今构造变形与GPS速度场的分析,本文主要选取柴达木盆地及周边现代速度场迹线来反映现代应力场迹线特征。拟合结果显示,构造节理数据、GPS速度场所指示的应力迹线与模拟结果拟合较好。 本文根据盖层与基底力学参数与构造断裂的差异,分别建立模型。根据前人对柴达木盆地构造演化史的研究,本文将柴达木盆地新生代演化分为5个阶段,分别是古近纪,新近纪的3个阶段与第四纪。模拟结果显示:(1)古近纪与第四纪应力迹线相似,受盆地南部边界挤压应力影响较大,应力迹线由南向北顺时针旋转,SHmax方向由NE-SW逐渐转变为NEE-SWW。(2)新近纪,盆地内应力迹线变化较大,初期主要受南部边界挤压应力控制,随着北部挤压应力逐渐增大,中期南北边界挤压应力影响均等,后期主要受北部挤压应力控制。应力迹线在这个过程中发生了明显的反转,初期应力迹线由南向北顺时针旋转,SHmax方向由NE-SW逐渐转变为NEE-SWW。中期及后期,应力迹线由北向南逆时针旋转,SHmax方向由NE-SW逐渐转变为NEE-SWW。