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研究了温度和应变率对岩石破裂强度的影响，得到了岩石圈中一些典型岩石破裂强度的新的经验规律.新的经验规律除考虑围压和标本尺度的影响外，还考虑了温度和应变率的影响，并增加了新岩石的结果，所以更能反映岩石圈内岩石破裂的真实状态.通过对鄂尔多斯平均流变结构的计算和对比研究表明：传统的忽略脆性破裂的流变模型过高地估计了流变强度，流变机制的分布也不尽合理.而考虑了脆性破裂机制的流变模型的结果表明脆性区分为两部分，浅部以摩擦滑动机制控制，深部以脆性破裂机制控制.由于新的经验规律考虑的代表性岩石更全面，并考虑了应变率的影响，得到的脆性区的范围进一步增大,流变强度进一步降低. 相似文献
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依据地震波速得到的上地幔温度和气象台站记录的地表温度为约束,结合地表热流和热导率观测数据,利用有限元方法计算了中国大陆及邻区岩石圈三维热结构.基于此温度结果和GPS观测得到的应变率数据,以滑动摩擦、脆性破裂和蠕变三种强度机制为约束,计算得到了中国大陆及邻区岩石圈三维流变结构.结果显示:弱强度和低等效黏滞性系数的下地壳在中国大陆及邻区普遍存在,并且下地壳的流变强度和等效黏滞性系数比上地壳和岩石圈地幔一般要低1~2个数量级;中国大陆范围内青藏高原存在着厚度最大、强度最低的下地壳;青藏高原的岩石圈强度和等效黏滞性系数比华北、华南和印度板块的都要低;岩石圈流变结构的横向分布特征与重力梯度带和地形过渡带比较一致. 相似文献
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岩石圈流变机制的确定及影响岩石圈流变强度的因素 总被引：20，自引：2，他引：20
讨论了确定岩石圈流变强度中存在的问题，根据Byerlee定律，给出了在Anderson断层系统下三种断层的摩擦滑动强度公式，利用小标本实验结果外推，用大标本实验结果作约束，得到岩石圈几种典型岩石的脆性破裂规律，利用上述结果和传统的方法，分别得到了鄂尔多斯和山西裂谷两个典型地区的流变强度随深度的变化。结果表明，以往的计算对岩石圈流变强度的估计过高，对脆性形变区估计不足，流变机制估计不对；岩石圈有力学分层的特性，但各地分层的深度范围不同，使得成层和力学作用变得复杂，讨论了水、应变率以及多相矿物对流变强度的影响。 相似文献
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地幔对流在岩石圈底部产生的剪切拖曳力和应变率的估计有助于理解和认识板块构造运动、岩石圈变形特征和应力分布格局、地壳长期运动状态和克拉通演化的深部动力学环境,但准确地估计它们是一个挑战.本文利用核相剪切波分裂各向异性约束下获得的全球和区域地震速度结构"耦合"的地幔对流模型计算了中国大陆岩石圈底部的剪切拖曳力和应变率.结果表明,与地幔对流速度相比,剪切拖曳力和应变率具有更加复杂的分布格局;剪切拖曳力的大小位于前人估计的范围之内,但其最大值明显较小,不超过4.0 MPa.中国西部的剪切拖曳力明显大于东部;剪切应变率不超过45/100 Ma;地幔黏度的横向变化可能会导致剪切拖曳力与剪切应变率呈负相关关系. 相似文献
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岩石的流变决定了地球各时空尺度的变形,是理解大陆岩石圈构造演化的关键.岩石流变学的研究主要通过高温高压流变学实验和天然变形岩石的多尺度观测来实现,目前已经积累了大量的数据.本文总结了岩石圈不同深度主要造岩矿物,包括橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、斜长石、石英和云母的流变机制、组构类型以及地震学性质;介绍了岩石圈地幔橄榄岩、榴辉岩、基性麻粒岩、斜长角闪岩和长英质岩石的高温高压实验和天然变形观测进展,包括流变学强度和行为、地震波速和各向异性等;以青藏高原为例,讨论了岩石流变学研究在解译地震波速各向异性的定量化约束作用.将矿物变形组构与地震波各向异性相结合,有望在岩石圈流变学机制和结构的研究中取得重要突破. 相似文献
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自20世纪60年代以来，大陆岩石圈流变学取得了较大的进展，理论和应用研究不断深入.理论上，人们不仅认识到在构造运动中岩石圈介质是流变体而非简单的刚体性和弹性体；并利用矿物和岩石的实验结果提出了岩石圈流变分层的概念，建立了一维流变模型；进而用流变的观点解释了一些具体构造现象，而且开始了三维流变结构的研究，提出了岩石圈流变结构的横向分块纵向分层的观点.应用上，人们已从把流变强度曲线简单地运用于运动学或动力学模型的阶段，进入了在三维空间中定量研究地球动力学问题的阶段.随着岩石圈流变学研究的深入及大陆岩石圈的复杂性，新的问题也不断涌现. 相似文献
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华北岩石圈三维流变结构的一种初步模型 总被引：21，自引：3，他引：21
利用华北地区(105~124°E, 30~42°N)的地震P波速度资料和大地热流资料建立了华北岩石圈的三维波速分布及温度分布. 考虑了摩擦滑动、脆性破裂及蠕变三 种主要的流变机制在岩石圈中的作用. 计算了华北岩石圈流变强度及粘度的三维分布. 结果表明, 岩石圈的流变强度和粘度有着明显的分层特征. 在应变率为 的情况下, 上地壳上部为脆性区, 下部有可能是以蠕变为主的延性区; 中地壳可以是以脆性破裂为主的脆性区, 也可以是上层以脆性破裂为主而大部分是以蠕变为主的延性区; 而下地壳几乎均是以蠕变为主的延性区; 壳下岩石圈上部是以脆性破裂为主或以蠕变为主的高强度区. 同时可以看出, 流变强度在水平方向上有很大的不同, 与大地构造有着明显的联系. 讨论了岩石圈波速结构, 温度分布对流变结构的影响, 并对改进岩石圈流变结构的研究提出了建议. 相似文献
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本文以多孔介质中大尺度传热问题为基础,结合热平衡理论分析与数值计算,探讨了上通流对大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式的潜在影响.根据大陆岩石圈中孔隙波传热概念模型的初步理论分析结果,指出了采用理论分析和数值模拟相结合的方法在研究大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式时的重要性.理论分析方法可用来确定岩石圈尺度范围内大陆岩石圈的厚度和大陆地壳相关的边界条件,从而为地壳范围内数值模型的建立提供一些重要信息.数值模拟方法可以用来模拟地壳尺度范围内地壳的详细结构和复杂几何形状.如果地壳内的热分布是所考虑的主要因素,采用具有地壳尺度的合理数值模型可以有效减少计算机工作量.利用理论分析方法求出的岩石圈尺度范围内大陆岩石圈厚度与地幔传导热流之间关系的理论解,不仅可以用来验证模拟大陆岩石圈内传热问题所采用的数值方法, 而且可以用来初步研究大陆岩石圈内热分布的基本规律,为研究岩石圈地幔热事件中大陆岩石圈热减薄过程提供相应的边界条件.本文从理论分析的观点初步探讨了中国大陆不同构造背景下大陆岩石圈的热结构模式,其结果与从地球物理和地质资料中获得的大陆岩石圈热结构模式十分吻合.研究结果表明由大陆岩石圈中孔隙波传播所导致的上通流是影响大陆岩石圈地幔-地壳热结构模式及大陆岩石圈地幔与地壳之间物质和能量交换的可能机制之一. 相似文献
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利用中国海及邻域的 2 0× 2 0网格密度异常和 15′× 15′的网格平均布格重力异常 ,采用约束最小二乘方法反演 ,得到了中国海及邻域岩石圈内六个层面上 15′× 15′的密度分布结果 .反演结果表明 :(1)中国海及邻域岩石圈密度极不均匀 ,反映了区内强烈的构造活动特征 ;(2 )层内密度分布与大地构造有明显的相关性 ,不同的构造单元存在着密度差异 ,断裂带表现为密度异常梯级带 . 相似文献
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沉积盆地形成的张性模式 总被引：7，自引：0，他引：7
在过去的十余年中，对沉积盆地的成因已取得了很大进展，并提出了许多定性和定量的模型。本文旨在对张性盆地进行讨论，并简要分析影响盆地发展的主要因素和导致岩石圈内部张应力的力源。本文对三种主要模型进行了详细讨论，即纯剪切模型，简单剪切模型和纯剪切－简单剪切联合模型。所有模型虽都建立在对不同盆地的研究基础之上，但它们都揭示出盆地的发展主要受岩石圈内部热动力学过程和沉积物负载作用的控制。其它因素，如拆离面的 相似文献
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PengPeng Huangfu YueJun Wang WeiMing Fan ZhongHai Li YongZhi Zhou 《中国科学:地球科学(英文版)》2017,60(2):218-234
Numerical experiments are used in this study to systematically investigate the effects of convergence rate, crustal rheological strength, and lithospheric thermal structure on the dynamics of continental collision. The study focuses on the types, conditions and processes of unstable continental subduction. Modelling results suggest that the development of unstable continental subduction can be promoted by conditions that tend to decrease rheological strength of the lithosphere, such as low crustal rheological strength, “hot” thermal structure of the lithosphere, or low convergence rate. Unstable subduction mode can be further categorized into three types: (1) multi-stage slab breakoff, (2) continuously “flowing” of fluid-like slab into the upper mantle, and (3) large-scale detachment of the thickened orogenic root. These three types of unstable continental subduction are respectively associated with (1) a low convergence rate, (2) “hot” thermal structure of the lithosphere with a high convergence rate, and (3) moderate-high crustal rheological strength with a low convergence rate. It is also revealed that the evolution of crustal melting is dominated by the deformation pattern of continental collision, which is mainly controlled by crustal rheological strength. The modelling results have important implications for understanding of continental subduction mode selection under specific geodynamic conditions. 相似文献
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3-D rheological structure is mainly the spatial distribution of lithospheric strength or viscos-ity, its strength and viscosity are indispensable parameters in quantitative study of the lithosphere deformation. Plate tectonics theory initially divided the… 相似文献
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岩石层流变学的研究现状及存在问题 总被引：3，自引：5，他引：3
岩石层的流变学是一门综合性的学科，它不仅包括高温高压岩力学实验，而且还包括岩石圈的地质构造，物质组成和温度场特性的研究，70年代以来岩石力学实验和地质热研究的成果推动了岩石层流变学的发展，目前，人们应用已有的实验结果建立了岩石层流变学的剖面，并以此为基础讨论了许多大地构造现象，但是，人们对流变机制的转换，水对岩石层流变性的影响等问题尚不清楚，因此，为了深入的了解岩石层流变性质在岩石层运动学和动力学中的应用，必须开展岩石层流变机制的理论和实验研究，以便建立流变性质的三维分布，本文主要分析了岩石层的流变性质随深度变化的研究结果及其在实际中的应用，讨论了确定岩石层粘度或流变强度的主要因素并对岩石层的流变学研究方向提供了一些看法。 相似文献
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将大陆岩石层视为由幂指数律控制的一层薄层,它上伏在粘滞性较低的软流层之 上蠕变流动,其运动限制在与东亚大陆构造形态较相似的边界模型的梯形框架之中．设印度 板块以一恒定的速度向北推进,并被视为青藏高原挤压隆升的主要动力．用数值模拟的方法 研究了青藏高原的挤压隆升演化过程,并对数值模拟的隆升过程作了剥蚀修正．结果表明, 由挤压模型所产生的地形和现代青藏高原及其邻区的地形格局比较吻合．同时也表明,挤压 隆升过程受多种因素（如岩石层的力学特性、边界条件以及剥蚀作用）的制约,无论从空间还 是从时间上看,模拟所反映的高原隆升都是不均匀的演化过程． 相似文献
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A method has been developed that allows temporal changes in tectonic force during rift basin formation to be inferred from observed tectonic subsidence curves and has been applied to the Gulf of Lions (the Provençal Basin) and the Valencia Trough in order to gain some understanding of the dynamical aspects of back-arc basin rifting in the western Mediterranean Sea. Two distinct tectonic force regimes active at different times during the evolution of each of these back-arc basins are identified. The first, which can be seen in both basins, is characterized by tensional forces that gradually abate with time to vanish some ～ 20 my after the onset of rifting. The magnitude of tectonic force required to initiate the rifting process is significantly greater in the Valencia Trough than in the Provençal Basin. Subsequently, the dynamic development of these back-arc basins differs. In the Provençal Basin, there is a renewal of force, with extensional deformation concentrated in the central part of the rift whereas, in the Valencia Trough, the second tectonic force regime is inferred to be one that causes compression that subsequently relaxes. Such temporal patterns of tectonic force are interpreted to be related to the causative driving processes, allowing constraints to be placed on the transient interaction between the overriding and subducting plates in a back-arc setting. The models also allow inferences to be made about the rheological structure of the lithosphere. A significant variation of initial crustal thickness is inferred for the Provençal Basin but not for the Valencia Trough. In both basins, a wet rheology is required in order to initiate rifting given currently accepted bounds on tectonic force magnitudes; adoption of a dry rheology leads to insufficiently high strain rates for significant lithosphere extension in both cases. 相似文献
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利用地热学、流变学和重力学方法，计算了南海岩石层温度结构、流变特征及地幔对流格局.南海莫霍面温度在600-1000℃之间.岩石层底界面温度在1150-1300℃之间，有效粘滞系数为1020-1021Pa·s，与冰期回弹资料确定的地幔粘度吻合，表明南海深部具备产生地幔热对流的物理条件.研究认为地幔物质由北西向南东方向的运移以及印澳-欧亚板块的碰撞，导致南海北部大陆边缘向洋扩张、离散和断裂解体.在向洋离散过程中，陆-洋岩石层底部地幔局部对流使中央海盆扩张和北部陆缘发生差异性块断运动. 相似文献