印度板块与欧亚板块的碰撞形成了青藏高原,在高原西北缘发育了帕米尔弧形构造带。近双倍的地壳增厚、巨大的地壳缩短量和海拔高程、同造山伸展作用、地壳物质的抬升剥露和对中亚地区古气候的影响等诸多独特之处,使得帕米尔成为一个可以全面揭示陆陆碰撞造成的陆内造山过程及其响应的理想研究区,数十年来一直备受国内外学者的关注。然而,帕米尔构造弧形构造带的形成机制究竟是怎样的?帕米尔的北部边界(主帕米尔断裂——MPT,是帕米尔与阿莱-塔里木地块的构造边界)是在新生代初期时位于西昆仑向西直线延伸的位置,到新生代晚期才向北楔入到现今的位置,还是在新生代初期时就已初具弧形形态?本文采用构造物理模拟方法,研究帕米尔弧形构造带的形成机制,揭示帕米尔弧形构造带形成的决定性因素,进而讨论帕米尔弧形构造形成的两种端元模型(渐新世-中新世以来逐渐形成和前新生代先存弧形构造再活化)的适用性。通过设置不同条件的多组构造物理模拟实验,本次研究取得了以下几点主要认识:1物理模拟研究表明,先存弧形薄弱带对帕米尔弧形构造带的变形具有主导作用。在四条先存弧形薄弱带(位置分别对应现今的主帕米尔逆冲断裂、坦玛斯缝合带、如山-帕萨特缝合带、什约克缝合带)的条件下,实验可以产生弧形构造形态,所产生的多条弧形构造带由内向外弧度一致,与现今帕米尔弧形形态一致。2底部滑脱层有利于帕米尔弧形构造带变形的快速向北传播。在没有底部滑脱层的条件下,变形由挤压端呈前展式向前陆传播,帕米尔北缘变形时间较晚;而当存在底部滑脱层时,变形在较短时间内就可传播至帕米尔最北缘的MPT,使帕米尔北缘较早开始变形。3基底强度差异可能是造成帕米尔弧形构造形态的控制因素之一。强度较大的塔吉克-塔里木基底与强度较弱的帕米尔基底的弧形边界也能产生帕米尔的弧形构造形态,但是弧形构造带仅分布于帕米尔的北缘边界,其它帕米尔内部的断裂呈直线。该实验结果与帕米尔的地质情况不符。4印度板块西北端的弧形构造结向北楔入也能产生帕米尔弧形构造带。在单纯弧形构造结向北楔入的条件下,帕米尔弧形构造带变形由内向外传播,各构造带均呈现弧形形态,但是弧度由内向外逐渐减小。5综合本文实验结果和前人研究成果,认为在先存弧形薄弱带和底部滑脱层的共同作用下,帕米尔弧形构造带在新生代早期就已形成且北缘开始变形完全可能。该结果支持先存弧形薄弱带在新生代印度-欧亚板块碰撞时再活化模型。