流变学强度横向变化的岩石圈伸展数值模拟

发布时间：2024-03-24 22:20

　　横向上强度发生变化的岩石圈可能源于不同机械性能的大陆的融合或岩石圈内部物质的演变。大陆岩石圈强度的横向变化是控制变形局部化的重要因素,也是控制板内山带变形历史和几何形状的重要因素。本文使用了弱岩石圈、中等强度岩石圈和强岩石圈三种不同强度的岩石圈,通过一系列的组合使岩石圈的横向上强度发生变化,进行三维和二维数值模拟实验,模型在特定的边界条件控制和重力扩展下变形,研究横向强度变化的岩石圈在伸展作用下的变形模式和地表形貌的演变。模拟结果表明,当横向强度没有发生变化时,地壳和岩石圈能够承受长时间的均匀减薄,地壳破裂形成正断层、地堑地垒等构造,如果岩石圈存在脆性上地幔,则脆性上地幔发生屈服,由脆性上地壳、韧性下地壳和韧性地幔组成的弱岩石圈均匀减薄最严重。岩石圈变形总是集中在较弱的岩石圈中,较强岩石圈的脆性上地幔未能发生屈服破裂,在发生上涌的韧性地幔和软流圈两侧形成两个地幔环流,若岩石圈两侧都受到伸展作用,则这个地幔环流会更加对称,韧性地幔和软流的上升流动驱动着地壳的变形,流动同时造成地表形貌随着时间变化。当较弱的岩石圈夹在较强的岩石圈中部且规模较小,地壳发生颈缩形成窄裂谷,当弱岩石圈较大则形成宽...

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1FLAC计算的一般流程图（据陈育民等,2013）

数值模拟方法介绍8fi代表物体受到的体力，σij是应力张量，ui代表向i方向的位移，ρ表示密度，t代表时间，由运动状态分析态分析，由牛顿运动定理可得出物体的平衡微分方程公式（2-2）。22tufxiijij（2-2）图2-1FLAC计算的一般流程图（据陈育民等,2013）

图3-2弱岩石圈强度曲线图，上地壳强度随深度线性增加至270Pa，韧性下地壳和韧性上地幔强度较小

模型设置14性地壳，另一个在脆性地幔岩石圈，脆性地壳的峰值接近270Pa，脆性地幔岩石圈的强度峰值接近1000Pa。强度在脆性上地壳和脆性地幔都随深度线性增加。LEGEND19-Mar-2011:52step2-8.222E-02<x<1.562E+00-6.222E-01<y<....

图3-6强岩石圈强度包络线，强岩石圈剖面有两个强度峰值，一个在脆性地壳，另一个在脆性地幔岩石圈，脆性地壳的峰值接近270Pa，脆性地幔岩石圈的强度峰值接近1300Pa

中国地质大学（北京）硕士学位论文17图3-6强岩石圈强度包络线，强岩石圈剖面有两个强度峰值，一个在脆性地壳，另一个在脆性地幔岩石圈，脆性地壳的峰值接近270Pa，脆性地幔岩石圈的强度峰值接近1300Pa。强度在脆性上地壳和脆性地幔随深度线性增加。模型M4由弱岩石圈和中等强度岩石圈....

图3-15三维组合模型M10，左侧为强岩石圈，右侧由弱岩石圈和强岩石圈组成，模型在右侧受拉伸作用，模型长148cm，宽148cm，厚40cm

模型设置22化得更快。模型M13是强岩石圈和弱岩石圈组成的三维组合模型（图3-18），整个模型长148cm，宽148cm，厚40cm。组合模型一共分为七部分，左侧为强岩石圈，长74cm，宽148cm，厚40cm；右侧由一块长74cm、宽74cm、厚40cm的强岩石圈和五块强弱相间....

本文编号：3938107