上地幔俯冲板块的动力学过程:数值模拟

论文摘要

大洋板块俯冲到地幔转换带,进而可形成不同的形态:板块可以停滞在660km不连续面,抑或穿过地幔转换带进入下地幔.这些不同的俯冲模式可进一步影响到海沟的运动.为更好地理解上地幔中俯冲板片的变形行为以及俯冲过程与海沟运动之间的关系,本文通过建立一系列高精度二维热-力学自由俯冲的数值模型,揭示了俯冲板块在上地幔中的变形方式及其与地幔转换带之间的相互作用过程.模拟结果显示,在俯冲板块与地幔转换带的相互作用过程中,其动力学过程可以分为以海沟后撤主导、海沟前进主导以及稳定型海沟等三种主要动力学类型.对于年龄较老,厚度较大的俯冲板块容易形成海沟后撤型俯冲,俯冲板块停滞在660km不连续面.相反,年龄较小,塑性强度较小的板块容易形成海沟前进型俯冲,俯冲板块穿越660km不连续面.

论文目录

• 0 引言
• 1 数值模拟方法
•   1.1 控制方程
•     1.1.1 斯托克斯方程
•     1.1.2 不可压缩流体物质守恒方程
•     1.1.3 能量守恒方程
•   1.2 黏塑性流变性质
•     1.2.1 黏性形变
•     1.2.2 塑性形变机制
•   1.3 地幔转换带矿物相变
• 2 初始模型和边界条件
• 3 数值模型结果
•   3.1 参考模型演化
•   3.2 板块强度的影响
•   3.3 板块年龄的影响
• 4 讨论
•   4.1 俯冲板块的几何形态
•   4.2 俯冲板块的受力分析
•   4.3 与前人结果的对比
•   4.4 地质对比与讨论
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 周信,许志琴,李忠海,皇甫鹏鹏,张进江

关键词: 俯冲板块,地幔转换带,海沟运动

来源: 地球物理学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,地质学

单位: 中国地质科学院地质研究所,北京大学地球与空间科学学院,中国科学院大学地球与行星科学学院计算地球动力学实验室,南京大学地球科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金(41622404,41774108,91855208),中科院战略性先导科技专项B(XDB18000000)联合资助

分类号: P736

页码: 2455-2465

总页数: 11

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