周建勋

教授，中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249

由于断裂系统的形成大多与大变形构造过程有关，故从小变形岩石力学实验归纳得到的库仑破裂准则及相关的安德森断层模式，并非总能对其形成机制给予合理的解释。物理模拟是一个十分有用的方法，可为我们提供一些新的启示：许多原先认为具有复杂形成机制的断裂系统，其实可以是简单构造变形过程的产物，也无需复杂的动力学机理解释。本文通过一些伸展、挤压和反转这三类常见构造的典型研究实例，以展示物理模拟实验所能带给我们的有关断裂系统形成机制的新启示。

1 引言

断裂是地壳浅－表层最重要的构造变形现象，与矿藏形成、岩土工程稳定性、以及地质灾害（如地震、滑坡）均有密切关系。于是，人们希望通过断裂形成过程的研究，了解断裂系统的形成机制与演化规律，从而提高找矿、工程建设和灾害防治效率。

然而，相对地质过程而言，人类的生命相当短暂，对于除地震以外的绝大多数构造变形，人们只能见其结果而无法直接观察其全过程，从而严重制约了人们对断裂形成机制与演化规律的深入认识。长期以来，有关断裂系统形成机制分析，主要依据库仑破裂准则及其相关的安德森断层成因模式。然而，库仑破裂准则是从小变形岩石力学实验归纳的力学准则，但自然界中断裂系统大多与大变形构造过程有关，大、小变形问题在力学上分属不同范畴，研究思路和方法存在明显不同［1］。……