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《中国地质大学(北京)》 2003年
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青藏造山带岩石圈根拖曳模式的数值模拟

李岩峰  
【摘要】: 大陆内部的陆-陆碰撞过程是大陆动力学的核心问题,青藏高原被视为印度板块与欧亚板块于新生代碰撞的结果,是典型的陆-陆碰撞带。迄今为止,已有许多学者提出了各种动力学模型试图解释青藏高原的隆升、演化之迷。这些模型和模式的提出对于我们理解高原的隆升机制起到了积极的启发和推动作用。青藏高原岩石圈深部探测表明,在其下部存在冷的高密度岩石圈根,岩石圈根的俯冲和拆沉是高原动力演化的重要过程。Bott、高锐和张贵宾等一批学者已经从理论或数值模拟方面对岩石圈根进行了研究,在这些研究的基础上,本文明确提出岩石圈根拖曳模式。利用新近改造过的有限元数值模拟程序,首先,以理想情况下的造山带模型,进行了数值模拟实验;然后,结合青藏造山带的实际地质和地球物理资料,分别对东西两剖面进行了数值模拟分析,并对高原的隆升进行了初步探讨。模拟结果表明:由于均衡机制,造山带下部的低密度山根促使地壳隆升、造山,山根是地壳刚性层中张性构造应力的主要力源;与此相反,冷的高密度岩石圈向软流圈插入、拆离、下沉,从而形成岩石圈根,它引起挤压造山和岩石圈地幔物质的重新调整,也是地壳刚性层中挤压性构造应力的主要力源。青藏造山带上地壳中的应力系统是岩石圈根拖曳形成的挤压力、山根均衡作用形成的拉张力和印度板块向北推挤力三者综合影响的结果,但以前二者为主。高原东西部正处在不同的造山演化时期:东部剖面处于造山早期,岩石圈根向下拖曳还未形成造山挤压力的主要力源;西部剖面处于造山晚期,岩石圈根向下拖曳已经形成造山挤压力的主要力源,而印度板块向北挤压已经沦为次要因素。无论是东部剖面还是西部剖面,印度板块向北挤压力对整个剖面的应力状态影响不大。在以上两类性质相反的应力系统和印度板块向北挤压力等共同作用下,形成了造山带内部复杂的应力体系。
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