束鹿凹陷位于渤海湾盆地冀中坳陷南部,为典型的东断西超的箕状断陷。对于束鹿凹陷的边界断裂——新河断裂,以及新河断裂上盘中发育的次级正断层条带和横向背斜的成因机制,并没有明确的构造解析成果。本文通过三维地震资料精细解释,系统研究束鹿凹陷几何学特征和运动学特征,分析束鹿凹陷的构造动力学特征,并根据滚动构造模型,结合前人的构造砂箱模拟成果,设计完成了一组再现前人二维铲式正断层上盘变形实验,以及三组沿走向变化的铲式正断层上盘变形的三维构造砂箱实验。结合构造物理模拟实验对构造解析的结果进行验证,印证束鹿凹陷成因机制。研究表明:(1)新河断裂在剖面上呈铲式,造成断层上盘各点的运动速率和方向有差异,造成地层弯曲,断裂活动,边界断层的几何形态控制上盘变形,从而控制上盘斜坡区发育断裂密集带,断裂密集带受控于边界断层活动,而非受控于区域性的均匀伸展;(2)新河断裂具有走向分段性,分为北段、中段和南段,断陷内部对应发育三个断裂密集带,分别为南小陈构造带、西曹固构造带、雷家庄构造带;(3)断裂密集带的走向与边界断层一致,边界断层斜向伸展不影响断裂密集带的走向,但对带内断裂有一定影响,造成带内断裂走向偏转,西曹固构造带断层呈现左阶雁列式组合;(4)新河断裂的分段连接造成断距沿走向变化,边界断层的主段活动强度显著高于分段连接处,不均匀伸展作用控制横向调节带的形成,在分段连接处形成NW走向的横向背斜和次级正断层,正断层走向近垂直于新河断裂。