地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2012年
3期
863-874
,共12页
姚琪%徐锡伟%邢会林%张微%高翔
姚琪%徐錫偉%邢會林%張微%高翔
요기%서석위%형회림%장미%고상
青藏高原东缘%低阻低速层%有限元%龙门山断裂%龙日坝断裂
青藏高原東緣%低阻低速層%有限元%龍門山斷裂%龍日壩斷裂
청장고원동연%저조저속층%유한원%룡문산단렬%룡일패단렬
青藏高原东缘的地壳结构是两种主流青藏高原隆升模式争辩的焦点之一.中下地壳流曾经被认为是高原东缘隆升的主要构造驱动力,但是中上地壳之间低阻低速层的发现及其与2008 Ms8.0汶川地震良好的对应关系表明,高原东缘具有向东刚性挤出的可能性.然而大部分关于龙门山断裂的数值模拟仍建立在下地壳流的基础上,仅将低阻低速层作为断裂的延续或是弱化地壳物性参数的软弱层,而非能够控制块体滑动的“解耦层”,也没有考虑到刚性块体变形中的断裂相互作用.本文建立了包含相互平行的龙门山断裂与龙日坝断裂的刚性上地壳模型,用极薄的低阻低速层作为块体滑动的解耦带,采用速率相关的非线性摩擦接触有限元方法,基于R最小策略控制时间步长,计算了在仅有侧向挤压力作用下,低阻低速层对青藏高原东缘的刚性块体变形和断裂活动的作用.计算结果显示,低阻低速层控制了刚性块体的垂直变形和水平变形分布特征.在侧向挤压力的持续作用下,在低阻低速层控制下的巴颜喀拉块体能够快速隆升,而缺乏低阻低速层的四川盆地隆升速度和隆升量均极小,隆升差异集中在龙门山断裂附近,使其发生应力积累乃至破裂.龙日坝断裂被两侧的刚性次级块体挟持着一起向南东方向运动,但该断裂的走滑运动分解了绝大部分施加在块体边界上的走滑量,使得相邻的龙门山次级块体的走滑分量遽然减少,也使得龙门山断裂表现出以逆冲为主,兼有少量走滑的运动性质.本文所得的这些计算结果显示了在缺乏中下地壳流,仅在低阻低速层解耦下刚性块体隆升过程及相关断裂活动,提供了青藏高原东缘刚性块体挤出的可行性,为青藏高原东缘隆升机制的研究讨论提供了重要依据.
青藏高原東緣的地殼結構是兩種主流青藏高原隆升模式爭辯的焦點之一.中下地殼流曾經被認為是高原東緣隆升的主要構造驅動力,但是中上地殼之間低阻低速層的髮現及其與2008 Ms8.0汶川地震良好的對應關繫錶明,高原東緣具有嚮東剛性擠齣的可能性.然而大部分關于龍門山斷裂的數值模擬仍建立在下地殼流的基礎上,僅將低阻低速層作為斷裂的延續或是弱化地殼物性參數的軟弱層,而非能夠控製塊體滑動的“解耦層”,也沒有攷慮到剛性塊體變形中的斷裂相互作用.本文建立瞭包含相互平行的龍門山斷裂與龍日壩斷裂的剛性上地殼模型,用極薄的低阻低速層作為塊體滑動的解耦帶,採用速率相關的非線性摩抆接觸有限元方法,基于R最小策略控製時間步長,計算瞭在僅有側嚮擠壓力作用下,低阻低速層對青藏高原東緣的剛性塊體變形和斷裂活動的作用.計算結果顯示,低阻低速層控製瞭剛性塊體的垂直變形和水平變形分佈特徵.在側嚮擠壓力的持續作用下,在低阻低速層控製下的巴顏喀拉塊體能夠快速隆升,而缺乏低阻低速層的四川盆地隆升速度和隆升量均極小,隆升差異集中在龍門山斷裂附近,使其髮生應力積纍迺至破裂.龍日壩斷裂被兩側的剛性次級塊體挾持著一起嚮南東方嚮運動,但該斷裂的走滑運動分解瞭絕大部分施加在塊體邊界上的走滑量,使得相鄰的龍門山次級塊體的走滑分量遽然減少,也使得龍門山斷裂錶現齣以逆遲為主,兼有少量走滑的運動性質.本文所得的這些計算結果顯示瞭在缺乏中下地殼流,僅在低阻低速層解耦下剛性塊體隆升過程及相關斷裂活動,提供瞭青藏高原東緣剛性塊體擠齣的可行性,為青藏高原東緣隆升機製的研究討論提供瞭重要依據.
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