以龙门山地区特殊的地质构造为研究背景，采用大型物理模拟试验，通过改变推力与断层的夹角和断层间的相互组合关系，采用三种工况研究了龙门山中央断裂、前山断裂和小鱼洞断裂不同组合形式下的区域地质演化过程和应力场分布规律，即（a）构造挤压方向垂直于叠瓦状逆断层走向，两条断层间既无软弱带，也无隐伏断裂；（b）构造挤压方向垂直于叠瓦状逆断层走向，两条断层间有隐伏断裂；（c）构造挤压方向与叠瓦状逆断层斜交，两条断层间有隐伏断裂。最终得出了小鱼洞断裂带的成因模式和力学机理，具体分析结果如下：（1）叠瓦状逆断层演化过程中地表位移、浅层地应力和深部地应力的变化规律有很好的对应性，但地表位移和浅层地应力在变化时间上均滞后于深部地应力的变化。（2）叠瓦状逆断层除下伏断层的下盘斜向下外，构造区变形以沿断层带斜向上为主。断层带同侧，变形量深部大于浅层；水平向变形随离挤压端距离的增大而逐渐减小，并伴有跳跃增大的现象。（3）综合位移和地应力分布和变化规律得出，工况（a）条件下叠瓦状逆断层间地应力和位移分布较为均匀，没有产生新断裂的条件；工况（b）条件下虽然预设隐伏断裂有破裂变形迹象，但只是断层带的张开闭合，没有产生逆冲或走滑；工况（c）条件下模拟结果表明在两条叠瓦状逆断层发生运动的同时，其间所夹的预设断裂带（小鱼洞断裂）发生了逆冲兼左旋的活动。（4）工况（c）位移监测结果表明，龙门山中央断裂从西南端→东北端，断层性质具有明显的分段性，表现为逆冲→逆冲兼右旋走滑，小鱼洞断裂带表现为左旋走滑兼逆冲性质，龙门山前山断裂虽然位移量很小，但是仍然表现为逆冲兼右旋走滑。（5）汶川地震地表破裂是从小鱼洞断裂与龙门山中央断裂交汇处开始，进而触发龙门山中央断裂和前山断裂发生破裂，期间小鱼洞断裂发生自西北向东南方向位移的错动和应力的释放。