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岩石圈地幔分层性对克拉通稳定性的影响
1
作者
邱启佳
陈林
+6 位作者
张智
向宵
徐涛
陈赟
白志明
梁晓峰
武澄泷
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期916-934,I0001,共20页
克拉通是大陆岩石圈中长期稳定存在的古老构造单元,通常被相对年轻的活动带所包围,二者之间岩石圈厚度的横向差异会诱发边界驱动地幔对流.近年来,越来越多的证据显示克拉通岩石圈地幔内部存在成分和结构的垂向分层性.在边界驱动地幔对...
克拉通是大陆岩石圈中长期稳定存在的古老构造单元,通常被相对年轻的活动带所包围,二者之间岩石圈厚度的横向差异会诱发边界驱动地幔对流.近年来,越来越多的证据显示克拉通岩石圈地幔内部存在成分和结构的垂向分层性.在边界驱动地幔对流的环境中,岩石圈地幔分层性如何影响克拉通的稳定性仍然不清楚.本文利用二维热-力学数值模拟方法,系统探讨了在边界驱动对流作用下,克拉通岩石圈地幔密度和黏度的垂向分层性以及中岩石圈不连续面(MLD)的分布样式对克拉通稳定性的影响.模拟结果显示:(1)当克拉通岩石圈内部不存在MLD时,即使克拉通具有密度分层的岩石圈地幔,克拉通岩石圈减薄的水平范围也是有限的(<100 km),且主要发生在克拉通边缘处;(2)当克拉通岩石圈内部存在一层连续的MLD时,克拉通岩石圈减薄的水平范围随着克拉通下层岩石圈地幔密度的增加而增大,岩石圈地幔的减薄方式随着其强度的增加从缓慢丝状剥离转变为快速块状拆沉;(3)当克拉通岩石圈内部存在一层不连续分布的MLD时,分段MLD之间的间隙可以有效延缓岩石圈地幔的减薄,间隙越稀岩石圈减薄越快,反之亦然,减薄方式表现为:早期缓慢丝状剥离,中后期快速块状拆沉.华北克拉通破坏持续时间长(>100 Ma),破坏的峰期集中在早白垩世(130~120 Ma),且现今东部陆块岩石圈破坏的前缘位置与华北中部造山带下方MLD的东端对应.根据模拟结果,我们推测华北克拉通破坏的时空范围主要是由岩石圈地幔分层性和MLD不连续分布引发的岩石圈地幔逐段拆沉所导致.
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关键词
克拉通
岩石圈地幔
边界驱动对流
数值模拟
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职称材料
题名
岩石圈地幔分层性对克拉通稳定性的影响
1
作者
邱启佳
陈林
张智
向宵
徐涛
陈赟
白志明
梁晓峰
武澄泷
机构
桂林理工大学地球科学学院
中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室
中国科学院大学地球与行星科学学院
中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究院重点实验室
出处
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期916-934,I0001,共20页
基金
国家自然科学基金(41974048,42374059,42104042)
广西科技计划项目(2023GXNSFDA026055,桂科AD23026130)联合资助。
文摘
克拉通是大陆岩石圈中长期稳定存在的古老构造单元,通常被相对年轻的活动带所包围,二者之间岩石圈厚度的横向差异会诱发边界驱动地幔对流.近年来,越来越多的证据显示克拉通岩石圈地幔内部存在成分和结构的垂向分层性.在边界驱动地幔对流的环境中,岩石圈地幔分层性如何影响克拉通的稳定性仍然不清楚.本文利用二维热-力学数值模拟方法,系统探讨了在边界驱动对流作用下,克拉通岩石圈地幔密度和黏度的垂向分层性以及中岩石圈不连续面(MLD)的分布样式对克拉通稳定性的影响.模拟结果显示:(1)当克拉通岩石圈内部不存在MLD时,即使克拉通具有密度分层的岩石圈地幔,克拉通岩石圈减薄的水平范围也是有限的(<100 km),且主要发生在克拉通边缘处;(2)当克拉通岩石圈内部存在一层连续的MLD时,克拉通岩石圈减薄的水平范围随着克拉通下层岩石圈地幔密度的增加而增大,岩石圈地幔的减薄方式随着其强度的增加从缓慢丝状剥离转变为快速块状拆沉;(3)当克拉通岩石圈内部存在一层不连续分布的MLD时,分段MLD之间的间隙可以有效延缓岩石圈地幔的减薄,间隙越稀岩石圈减薄越快,反之亦然,减薄方式表现为:早期缓慢丝状剥离,中后期快速块状拆沉.华北克拉通破坏持续时间长(>100 Ma),破坏的峰期集中在早白垩世(130~120 Ma),且现今东部陆块岩石圈破坏的前缘位置与华北中部造山带下方MLD的东端对应.根据模拟结果,我们推测华北克拉通破坏的时空范围主要是由岩石圈地幔分层性和MLD不连续分布引发的岩石圈地幔逐段拆沉所导致.
关键词
克拉通
岩石圈地幔
边界驱动对流
数值模拟
Keywords
Craton
Lithospheric mantle
Edge-driven convection
Numerical modeling
分类号
P313 [天文地球—固体地球物理学]
P315 [天文地球—地震学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
岩石圈地幔分层性对克拉通稳定性的影响
邱启佳
陈林
张智
向宵
徐涛
陈赟
白志明
梁晓峰
武澄泷
《地球物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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