龙门山造山带位于扬子地台西侧,龙门山造山带自北西向南东发育有4条主要断裂裂:F1:茂县-汶川断裂(后山断裂)、F2:北川-映秀断裂(中央断裂)、F3:安县-灌县断裂(前山断裂)和广元-大邑(隐伏)断裂(山前断裂)。构造走向上,以北川-安县一线和卧龙-怀远一线为界将龙门山造山带由北东向南西分为三段,即龙门山北段、中段和南段。油气方面,龙门山北段中坝-双鱼石地区获工业气井5口,平均单井测试产量56.67万方/天;龙门山南段其冲断带中广泛分布沥青,并且该地区平落坝气田的当前天然气探明储量为165.35×10~8m~3。因此,龙门山前陆盆地既是四川盆地天然气勘探最重要的区块之一。论文以龙门山褶皱冲断带-川西前陆盆地系统浅表构造剥蚀作用过程作为研究对象,基于构造地质学、石油地质学等基本理论,利用地表地质-地腹地质、构造模型与物理模型等交叉结合,力图揭示晚中-新生代龙门山-川西前陆盆地系统浅表构造剥蚀作用对其盆山结构系统形成演化过程的重要控制影响作用,进一步结合基础油气地质条件等探讨其油气地质意义。实际工作中,在深入了解龙门山-川西前陆盆山系统区域构造背景基础上,收集整理前人研究成果资料,开展野外露头构造勘查、以及相关的地球物理解释等研究工作,初步揭示龙门山构造递进演化序列由多个期次完成,从新元古代早期的晋宁运动龙门山的雏形形成至新生代以来的构造抬升剥蚀,构造活动性由强至弱,再到强,应力方向也由印支期近北东-南西和南北双向主应力左旋为主的逆冲剪切转变为新生代喜山期的右旋走滑相关的脆性构造变形和强烈冲断剥蚀作用特征表现出川西龙门山至少经历了两期挤压事件。基于川西龙门山地区地质结构实际出发,为了进一步与龙门山-川西前陆盆地系统对比,揭示浅表构造剥蚀过程对其盆-山系统形成演化过程的控制影响作用。利用褶皱冲断带临界楔理论及其自相似性生长过程原理,通过控制砂箱物理模型中不同临界楔顶角角度来进行浅表构造剥蚀过程研究。首先我们设计了6组分别关于沉积与剥蚀的标准实验,以剥蚀的速度以及沉积的饥饿性和饱和性为方式方法进行实验对比,并对实验整个过程进行定量化分析,揭示出不同剥蚀速度的构造剥蚀实验,剥蚀次数随着剥蚀强度减小(即剥蚀角阀值增大)而减小,且楔形体楔长、楔高与剥蚀角呈正相关性;同构造沉积作用对楔形体生长具有明显的抑制作用,并且会减少叠瓦式断层的数量。无论剥蚀作用,还是同构造沉积作用,均会对楔形体的扩展起到抑制作用,其中高速剥蚀浅表作用导致楔形体断层再活化、多期冲断变形作用强烈(楔形体后缘);中速剥蚀作用其冲断扩展形成两个叠瓦状冲起构造带,楔形体后缘断层再活化、多期冲断变形作用明显;低速剥蚀作用,总体上楔形体以前展式扩展变形过程为主,相对缺少断层再活化与无序冲断作用过程。对于沉积实验,伴随构造沉积空间和范围变化,局限性/饥饿性沉积作用至饱和性沉积作用逐渐增强,沉积作用对楔形体自相似性生长过程有明显促进作用。在标准实验总结的经验下,我们基于川西龙门山-前陆盆地地震资料解释和地层厚度包括膏岩滑脱层实际厚度,设计了4组实际地层比例模型。前两组为硅胶代替膏岩滑脱层的实际砂箱比例模型,开展了平顶型剥蚀和临界楔顶角剥蚀的物理模拟实验,揭示出平顶型剥蚀作用具有明显的顺层滑脱效应,形成典型的双重构造,总体上体现为倾向复陆式;临界楔顶角剥蚀作用形成典型的冲起构造,其冲起构造主断层向下倾角变缓逐渐归并于基底滑脱层系。为了探讨,滑脱层厚度对楔形体结构构造演化的影响,我们增厚滑脱层,用玻璃珠替代硅胶,完成了后两组实验,实验方式差别主要在于剥蚀速度上,结果发现滑脱层厚度的不同影响较大,主要体现在楔长增长、推覆距离更远和断层展布样式上主要表现为规律的叠瓦状,倾角更低,反冲断层不发育。在与龙门山-前陆盆地变形特征对比分析中,发现各组实验与龙门山北段唐王寨向斜和龙门山南段金台山飞来峰有较强的耦合性。另外,油气地质方面,由于受龙门山-川西前陆系统前展式冲断扩展变形过程影响控制,导致龙门山-川西前陆系统不同部位具有一定差异性构造变形强度与隆升剥蚀作用等,必然导致川西前陆盆地不同地区的含油气保存条件的差异性。通过实验实例互证,推测龙门山北段冲断带扩展变形导致前陆盆地地层持续卷入变形,早期古油藏浅表破坏形成天井山古油藏等,随后随着进一步埋藏加深古油藏部分降解形成稠油,如青林口侏罗系稠油,白垩纪-新生代时期楔形体前缘晚期卷入的古油藏裂解形成沥青矿,如矿山梁地区等,另一部分古油藏裂解成气,并沿断裂等疏导体系形成浅部混源气藏。而南段前陆冲断带内曾经发育过一定规模的古油藏,盖层经受区域性地大量剥蚀,对圈闭保存条件致命性破坏。因此,龙门山-川西前陆盆地构造变形区域的有效盖层是否已经被破坏,是油气藏能否良好保存的关键因素。