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相似文献
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1.
在小尺度地幔对流模型的基础上,建立了顾及岩石层与地幔耦合的地幔对流模型,考虑到岩石层对上地幔小尺度对流的弹性响应,将上地幔视为一均匀的等粘滞系数的牛顿粘滞流体,其对注能量来源于下地幔,用热流体动力学基本方程得到地上地幔对流在壳幔边界处的垂向应力作为弹性板弯曲方程的垂直加载,来耦合弹性岩石层和可流动地幔,推导了两者耦合下区域重力异常和上地幔小尺度对流的相关方程,用以反演上地幔小尺度对流场模式和岩石层底部拖力场格局,对比了有,无弹性岩石层影响的模型之间的差异,并对模型应用范围,特别要板块边界水平均造力可能产生的影响,作了进一步探讨。  相似文献   

2.
多种驱动力作用下东亚大陆形变及应力场演化   总被引:7,自引:0,他引:7  
将印度板块持续地向北推进、下伏地幔小尺度对流对增厚大陆岩石层的搬离作用以及剥蚀作用视为形成现今东亚大陆形变和应力场格局的主驱动力。在一梯形区域内,利用数值模拟的方法,研究了东亚大陆在不同的边界条件、不同的剥蚀率系数及不同的岩石力学参数条件下的形变及应力场格局。与现代空间大地测量技术 CGPS)以及利用地震观测得到的结果进行了对比。结果表明,本文模型预测的结果与上述的观测结果有较好的吻合,其西部地区比东部吻合得更好。说明控制东亚大陆西部形变和应力场基本格局的主驱动力,来源于印度板块对欧亚板块的碰撞、挤压,而对东部地区还应当考虑其与太平洋板块和菲律宾板块的相互作用。与此同时,下伏地幔小尺度对流对增厚大陆岩石层的搬离作用以及风化剥蚀对应力场的演化过程也不可忽视。   相似文献   

3.
青藏高原-天山地区岩石层构造运动的地幔动力学机制   总被引:31,自引:11,他引:20       下载免费PDF全文
利用全球重力大地水准面异常、板块绝对运动及全球地震层析成像数据,计算了青藏高原-天山地区岩石层下部地幔大尺度对流格局以及此种尺度对流驱动下岩石层内应力场分布;同时,利用区域均衡重力异常数据反演青藏高原中、北部到天山地区上地幔小尺度对流模型.结果表明,大尺度的地幔物质运移过程可能驱动着中国大陆岩石层整体从西部以南北方向为主的运动转向东部地区以北东和南东方向的运动;而该区域上地幔小尺度上升流动支持了现代青藏高原和天山地区的抬升运动.提出和讨论了青藏高原隆升的“断离隆升-挤压隆升-对流隆升”三阶段模式,并探讨了大陆岩石层构造运动的地幔深部动力学背景.  相似文献   

4.
建立了区域重力均衡异常的物理模型,假定区域重力均衡异常源于上地幔密度分布横向不均匀以及由上地幔小尺度对流产生的边界形变.导出了区域重力均衡异常和上地幔小尺度对流之间的相关方程,讨论了该方程在地球动力学研究中的应用.应用几种模型计算上地幔小尺度对流产生的作用于岩石层底部的拖曳力场.结果表明,将这一相关方程用于利用区域重力均衡异常研究地壳及上地幔应力状态,将有广阔的前景.  相似文献   

5.
上地幔密度异常驱动小尺度对流及实验模型   总被引:3,自引:2,他引:1       下载免费PDF全文
建立了由密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学 物理模型, 发展了利用地震层析成像数据反演上地幔小尺度对流的基本理论和方法. 该模型建立在三维直角坐标系框架上, 假设地震层析成像所显示的地震波速度异常对应于上地幔物质密度异常, 而该密度异常反映了上地幔小尺度热对流系统的温度异常场. 模型首先将地震层析成像确定的地震波速度异常转换为密度异常, 并视其为对流的驱动力; 进而利用三维傅立叶变换, 在波数域内, 在给定的边界条件下, 求解控制流体行为的运动方程和连续性方程, 最后求得对流的流场. 为检验本研究提出的理论和方法的有效性, 本文使用了两个简单的实验模型: 热体和冷体模型; 俯冲断离( break off)板片模型, 计算了其驱动的地幔流场. 结果表明, 本文提供的理论和方法, 可以直接应用于与区域岩石层构造动力学相关的上地幔小尺度对流的研究.   相似文献   

6.
熊熊  单斌  王继业  郑勇 《地球物理学报》2010,53(7):1594-1604
上地幔小尺度对流是控制区域地球动力学过程的主要机制之一,蒙古-贝加尔地区的一些区域动力学过程被认为与上地幔小尺度对流相关.本文目的在于利用重力资料研究蒙古-贝加尔地区的上地幔小尺度对流,并探讨其与构造动力学的关系.基于区域均衡重力异常与上地幔小尺度对流的相关方程,本文利用区域均衡重力异常资料反演了蒙古-贝加尔地区上地幔小尺度对流流场及作用于岩石层底部的应力场.结果显示,蒙古-贝加尔地区地幔流场及对流应力场呈现非常复杂的图像,流场及应力场分布与地表构造具有很好的相关性.西伯利亚地台和蒙古褶皱带下地幔流场和对流应力场均较弱,这与这些地区现今较弱的构造活动性是一致的.贝加尔裂谷区下存在地幔上升流,对流应力场呈拉张状态,但应力场的幅值较小(约8 MPa),表明地幔对流不是贝加尔裂谷开裂的主要控制因素.Hangay高原、阿尔泰和戈壁-阿尔泰下存在地幔上升流,对流应力场为拉张状态,这一方面可能构成Hangay高原隆升的深部动力机制,另一方面,也为Amurian板块西边界划分提供了动力背景.  相似文献   

7.
青藏高原挤压隆升过程的数值模拟   总被引:36,自引:7,他引:29       下载免费PDF全文
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   

8.
火星和月球热历史的参量化模型研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
通过类地行星热历史的比较研究,可以更全面地了解它们的热演化过程.火星和月球不具有板块构造,研究它们的热演化过程时,考虑了岩石层逐渐加厚对行星内部对流的影响,同时也考虑了由对流传热转变为传导传热对它们热历史的影响.参量化模型计算结果表明:火星和月球岩石层随温度的逐渐降低目前大约分别增厚到320km和250km左右;并且,火星幔和月幔分别于1.6Ga前和3Ga前停止热对流,这与天文和空间探测资料一致.  相似文献   

9.
假设地震层析成像提供的地震波速异常对应于上地幔物质的密度异常分布,而该密度异常直接源于上地幔热对流相应的温度扰动. 在给定边界条件下,利用三维傅里叶变换,在波数域内求解控制流体行为的运动方程和连续性方程,得到上地幔小尺度对流流场. 利用密度异常驱动上地幔小尺度对流的数学 物理模型,采用胥颐、刘福田等提供的地震层析成像数据计算得到了我国西北及周边地区上地幔对流模式. 结果表明,对流流场的顶部在岩石圈较薄的盆地区域呈现上升发散流动特征,如塔里木盆地、柴达木盆地、哈萨克斯坦块体及准噶尔盆地;岩石圈较厚的山脉则对应了会聚下降的流动特征,如天山山脉、昆仑山山脉和祁连山山脉. 同时,塔里木盆地处于拉张状态,驱动其上地幔物质南下向青藏高原北部西昆仑运动,以及北上向天山下部流动,这可能是天山隆升的原因之一.   相似文献   

10.
中国境内天山上地幔小尺度对流与造山作用   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据横跨天山的流动地震台阵记录的走时数据, 利用地震层析成像技术获得了库车-奎屯剖面660 km深度内上地幔P波速度结构. 由P波速度模型导出了相应的上地幔二维密度模 型. 利用有限单元方法联合网格-粒子方法, 研究了中国境内天山由于密度差异分布引起的上地幔小尺度对流. 给出了对流的基本形态特征, 并分析了上地幔对流与造山作用的相互影响关系. 结果表明: (1) 北天山—准噶尔盆地下方的上地幔中存在一个逆时针对流环, 对流环尺度为500 km左右; (2) 南天山—塔里木盆地一侧的上地幔中存在一个顺时针对流环, 但相对较弱; (3) 上地幔对流速度值在很大程度上受黏滞系数变化的影响, 但天山上地幔顶部对流速度值不应小于20 mm/a; (4) 塔里木盆地向北的水平推挤作用是天山新生代隆升的决定性因素, 同时, 上地幔小尺度对流对天山现今构造变形格局也起着重要作用; (5) 塔里木板块向北的运动对上地幔对流场的影响很小.  相似文献   

11.
青藏高原东缘地壳运动与深部过程的研究   总被引:26,自引:9,他引:26       下载免费PDF全文
由于青藏高原东部地区记录了高原约50 Ma演化历史中物质东流的构造史,因此受到地学界的广泛重视. 现代大地测量与地质研究结果给出了该区现代地壳运动的图像,为地球动力学数值模拟提供了重要的边界约束条件. 利用重力异常计算的高原及邻区地幔对流应力场与地表地壳运动格局的明显差异表征了高原东部地壳与地幔物质的运动解耦. 基于随深度变化地壳蠕变率的动力学模拟结果显示,高原东部地壳增厚与高原内部存在很大差异,高原东部地壳增厚主要表现为下地壳的增厚,并且地幔形变过程与地表变化也不一致,同样显示出地壳、地幔运动的解耦. 研究表明,下地壳低强度分布可能是导致这种解耦的重要原因,而了解高原东部地壳及上地幔物理力学性质对我们认识高原物质东流至关重要.  相似文献   

12.
青藏高原季节冻融过程与东亚大气环流关系的研究   总被引:34,自引:1,他引:34       下载免费PDF全文
利用青藏高原46个气象站的最大冻土深度观测资料、中国160个气象站降水资料和NCAR/NCEP资料,对青藏高原冻土的季节性冻融过程进行合成分析,发现青藏高原土壤的季节冻融过程对青藏高原上空及东亚大气环流有显著的影响,在高原最大冻土深度较小的年份中,7月份,南亚高压强且偏西,500hPa印度低压强,西太平洋副热带高压弱且偏东,高原南部的东风较强;最大冻土深度较大的年份,南亚高压弱且偏东,印度低压弱,西太平洋副热带高压强且偏西. 在不同的冻融年份,850hPa上纬向风的差异显著区反映了西南季风的活动. 最大冻土深度与中国夏季(7月份)降水有3条显著相关带,雨带的分布与中国夏季平均雨带相吻合. 由此,青藏高原季节冻融过程引起的水热变化是影响东亚气候的一个重要外源.  相似文献   

13.
基于我国多年在青藏高原地区的深部地球物理探测研究及其所揭示的岩石层结构、构造和地球物理场特征,讨论了高原地壳短缩、增厚与隆升的深层过程和动力机制,提出了对青藏高原深化研究必须重视的几个问题.  相似文献   

14.
本文概述了在西藏高原长达450公里左右的南北向测线上取得九次湖中水下爆炸地震记录的处理结果。通过数字处理、拟合和反演等计算,得出了该地区地壳与上地幔的成层结构和速度分布。 结果表明,该区整个沉积岩层厚约3-5公里,雅鲁藏布江以北到当雄地带,地壳巨厚达70-73公里;江南地区为68-45公里,并逐渐向南翘起。在成层地壳介质中发现下地壳中存在低速层,厚约10公里,速度为5.64公里/秒。分析认为,高原地形与巨厚地壳的形成是印度洋板块与欧亚板块碰撞以及长期挤压和内部物质运移的结果。  相似文献   

15.
Introduction Seismological observation and all kinds of ways of geodesy measurement imply that there is significant correlation between crustal movement and seismic activity (MEI, 1993). Therefore, it is very important to get the materials of the continental crust deformation and the patterns of stress field for the studying of the mechanism and prediction of the continental strong earthquake. Data of the continental deformation and patterns of stress field can be mainly obtained by the follo…  相似文献   

16.
中国西北大陆碰撞带的深部特征及其动力学意义   总被引:21,自引:7,他引:21       下载免费PDF全文
以中国大陆西北地区地震层析成像的结果为基础,通过分析大陆块体内部岩石层和软流层的深部形态,提出西部造山带与相邻块体之间几种可能的碰撞类型:天山与塔里木之间存在地块的嵌入拼合、俯冲、岩石层拆离下沉以及层间插入等多种构造样式;青藏高原与北部地质单元之间存在十分清晰的深部边界,反映出上地幔物质向北扩展的痕迹;推测青藏高原的岩石层在向北运动的过程中由于受到塔里木刚性块体的阻滞发生弯曲甚至折断,但是祁连山以北较浅的软流层相当于一个开放边界,使高原的上地幔物质得以进一步向北迁移.大陆碰撞不仅造成中国西部造山带岩石层结构的变动,而且导致软流层中一部分熔融的岩浆体沿着碰撞边界上涌到岩石层底部,它们对青藏高原以及西部造山带的形成演化起到重要的作用.  相似文献   

17.
The velocity of uplift in the Qinghai-Tibet plateau has been changed in a remarkable sense by the continental collision.In this paper the buoyancy variation,which occurred in the crustal shortening and thickening process,was used to explain the varied velocities.In the initial stage subcrustal material came from anomalous mantle with high temperature,then the density contrast between crust and mantle was small; in turn both the buoyancy and the surface uplift were gentle.When the thickened crust was squeezed into normal mantle in the later stage,the significant buoyancy would cause a rapid uplift.The variation of buoyancy also affected the stress regime around the plateau.  相似文献   

18.
青藏高原隆升及伸展变形中的重力位能   总被引:12,自引:5,他引:12       下载免费PDF全文
青藏高原在南侧印度板块和北侧欧亚板块的双向挤压下整体抬升,边界挤压力所作的功增加了高原内部重力位能.但高位能态的物质会不断向重力势能最小的平衡态转移,并产生流变变形.由于受南北边界的挤压力约束,高原内部的高位能驱使喜马拉雅山和昆仑山之间的地体产生东西向伸展变形.利用三种不同方法对青藏高原重力位能进行计算,结果表明,一定流变学条件下,青藏高原目前所具有的重力位能可以产生各地体中观测到的地表构造变形速率.  相似文献   

19.
中国境内天山地壳上地幔结构的地震层析成像   总被引:18,自引:5,他引:18       下载免费PDF全文
根据横跨中国境内天山的库车—奎屯宽频带流动地震台阵和区域地震台网记录的近震和远震P波走时数据,利用地震层析成像方法重建了沿该地震台阵剖面下方400 km深度范围内地壳上地幔的P波速度结构.结果表明:沿新疆库车—奎屯剖面,天山地壳具有明显的横向分块结构,且南、北天山地壳显示了较为强烈的横向变形特征,表明塔里木地块对天山地壳具有强烈的侧向挤压作用;在塔里木和准噶尔地块上地幔顶部有厚度约60~90 km的高速异常体,塔里木—南天山下方的高速异常体产生了较为明显的弯曲变形,而准噶尔—北天山下方的高速异常体向南一直俯冲到中天山南侧边界下方300 km的深度,两者形成了不对称对冲构造;在塔里木和准噶尔地块下方150~400 km深度存在上地幔低速体,其中塔里木地块一侧的上地幔低速物质上涌到南天山地块的下方;在塔里木—南天山200~300 km深度范围的上地幔存在高速异常体,它可能是地幔热物质向上迁移过程融断的塔里木岩石圈的拆离体. 上述结果表明,塔里木地块的俯冲可能涉及整个岩石圈深度,但其前缘仅限于南天山的北缘;青藏高原隆升的远程效应可能不但驱动塔里木岩石圈向北俯冲,同时还造成天山造山带南侧上地幔物质的涌入;天山造山带上地幔广泛存在的低速异常有助于其上地幔的变形,而上地幔物质的强烈非均匀性应有助于推动天山造山带上地幔小尺度地幔对流的形成;根据研究区地壳上地幔速度结构特征推断,新近纪以来天山快速隆升的主要力源来自青藏高原快速隆升的远程效应,相对软弱的上地幔为加速天山造山带的变形和隆升创造了必要条件.  相似文献   

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