岩石圈弯曲的黏弹性松弛及其对确定弹性岩石圈厚度的影响

发布时间：2021-03-30 09:58

　　确定弹性岩石圈厚度在地球科学中具有重要意义。基于弹性板弯曲解析解结合岩石圈弯曲外缘隆起位置反演弹性岩石圈厚度的传统方法具有深远影响。利用变黏度可压缩黏弹性有限元模型定量研究岩石圈在表面垂向载荷作用下弯曲的黏弹性松弛问题。模拟结果显示,外缘隆起位置具有先向弯曲中心运动而后向弯曲外侧移动的特点,反向运动发生在载荷作用约9 Ma后。与基于松弛时间定义的弹性岩石圈厚度相比,基于弹性板弯曲解由外缘隆起位置约束弹性岩石圈厚度的方法仅在载荷作用后0.2～5.0 Ma的时间段内给出较为合理的结果。 

【文章来源】：中国科学院大学学报. 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

大洋岩石圈受外载荷作用而发生弯曲

本研究采用的物理模型如图2所示。在线状分布的地表垂向载荷(海山或岛链载等)作用下的岩石圈弯曲问题近似模拟为平面应变问题。岩石圈底部采用弹簧型边界条件模拟静水恢复力。上表面加载区域指定为垂向载荷线性变化，其余区域指定为自由边界。左侧边界指定为对称边界，而右侧边界位移固定。我们用Maxwell模型黏弹性体代表岩石圈。假设弹性变形体积可压缩，但弹性模量和泊松比不随深度变化;黏度则指定为随深度连续变化的情形[1]

对年龄给定为80 Ma的大洋岩石圈，得到的温度和黏度随深度变化分别由图3(a)和3(b)给出。假设岩石圈上表面受到不随时间变化的垂向载荷作用是关于y轴对称的，为减小计算量，只考虑x>0部分的岩石圈弯曲即可。垂向载荷函数指定为

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用全月重力/地形导纳估计月球弹性层厚度[J]. 杨永章,李金岭,松本晃治,花田英夫,李文潇.  中国科学院大学学报. 2018(04)



本文编号：3109324