Эволюция структуры течения и рельефа коры эпиплатформенных орогенов под воздействием мелкомасштабной астеносферной конвекции

Мягков Д.С., Ребецкий Ю.Л.

Аннотация

Методом аналитического моделирования исследовалась проблема эволюции напряженного состояния, рельефа подошвы и кровли земной коры, возникающей в результате воздействия на литосферу термогравитационной астеносферной конвекции. Данное воздействие было представлено в виде возмущения горизонтальной компоненты вектора скорости на подошве двуслойной вязкой двумерной модели литосферы, верхняя часть которой отвечала земной коре,
а нижняя — верхней мантии. Для решения использовался метод разделения переменных: заданное возмущение, так же как и все прочие функции механического состояния системы, искались в классе латерально гармонических функций. Было показано, что в процессе внутрилитосферного течения происходит инверсия сначала знака вертикальной компоненты движения, а затем и рельефа кровли коры, что приводит и к смене характера внутрикорового течения. Последующая эволюция системы происходит в направлении достижения системой состояния изостазии.
На конечной стадии процесса сохраняется опредленный уровень отклонения от изостазии. Дополнительно было произведено исследование влияния денудационно-аккумулятивных процессов на формирующееся состояние литосферы. Учет данных процессов был произведен посредством модификации граничных условий на основных границах раздела литосферы. Интерпретация полученных результатов позволяет утверждать, что мелкомасштабная конвекция в астеносфере может рассматриваться как один из факторов, обуславливающих формирование напряженного состояния эпиплатформенных орогенов.

Ключевые слова

математическое моделирование; геомеханика; тектонофизика; напряженное состояние; орогенез

Полный текст:

PDF

Литература

Биргер Б.И. Возбуждение мелкомасштабной конвекции в континентальной литосфере возмущениями рельефа земной поверхности // Физика Земли. 2010. № 7. С. 78–86.

Грушинский Н.П. Теория фигуры Земли. М.: Наука, 1976. С. 264 –268.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М.. Теоретическая физика. М.: ФизМатЛит., 2006. Т. 6. Гидродинамика. С. 71–78.

Лобковский Л.И. Двухярусная концепция тектоники плит: геологические, геофизические и геодинамические следствия // Геологическая история СССР и тектоника плит. М.: Наука, 1989. С. 121–134.

Лобковский Л.И., Никишин А.М., Хаин В.Е. Современные проблемы геотектоники и геодинамики. М.: Научный Мир, 2004. 612 с.

Михайлов В.О. Математическая модель эволюции структур, образующихся в результате вертикальных движений // Физика Земли. 1983. №6. С. 3–18.

Михайлов В.О. Моделирование процессов растяжения и сжатия литосферы внутриплитными силами // Физика Земли. 1999. № 3. С. 71–81.

Ребецкий Ю.Л. О возможном механизме генерации в земной коре горизонтальных сжимающих напряжений // ДАН. 2008. Т. 423. № 4. С. 538–542.

Ребецкий Ю.Л. Влияние упругой сжимаемости мантии на термогравитационную конвекцию. Конвективная неустойчивость гравитационного напряженного состояния // ДАН. 2011. Т. 440. № 2. С. 250–255.

Ребецкий Ю.Л. О неустойчивости слоистых сред в условиях гравитационного напряженного состояния // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 9. P. 1446–1454.

Ребецкий Ю.Л. Об особенности напряженного состояния коры внутриконтинентальных орогенов // Геодинамика и тектонофизика, 2015. Т. 6. Вып. 4. С. 437–466.

Ребецкий Ю.Л., Алексеев Р.С. Тектоническое поле современных напряжений Средней и Юго-Восточной Азии // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. Вып. 1. С. 257–290.

Ребецкий Ю.Л., Кучай О.А., Маринин А.В. Напряженное состояние и деформации земной коры Алтае-Саян // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 2. С. 271–291.

Ребецкий Ю.Л., Сычева Н.А., Сычев В.Н. и др. Напряженное состояние коры Северного Тянь-Шаня по данным сейсмической сети КНЕТ // Геология и геофизика. 2016. № 3. С. 496–520.

Саньков В.А., Парфеевец А.В., Лухнев А.В. и др. Позднекайнозойская геодинамика и механическая сопряженность деформаций земной коры и верхней мантии Монголо-Сибирской подвижной области // Геотектоника. 2011. № 5. С. 52-70.

Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика. Геологические приложения физики сплошных сред: В 2-х частях. М.: Мир, 1985. 727 с.

Тимошкина Е.П., Леонов Ю.Г., Михайлов В.О. Формирование системы горное сооружение — предгорный прогиб: геодинамическая модель и ее сопоставление с данными по северному Предкавказью // Геотектоника. 2010. № 5. С. 3–21.

Ahnert F. Functional relationship between denudation relief and uplift in mid-latitude drainage basins // Amer. J. Sci. 1970. V. 268. № 3. P. 243–263.

Blatt H., Middelton G., Marray R. Origin of sedimentary rock. N.-Yersy. Print Hall, 1972. 634 p.

Culling W.E. Analitical theory of Erosion // Journal of. Geology. 1960. V. 68. № 3. P. 336–344.

Horowitz D.H. Mathematical Modeling of Sediment Accumulation in Deltic System // Quantitative Techniques for Analysis of Sediments. Oxford, 1976. P. 105–119.

Love A.E.H. Some problems of geodynamics. London Cambridge University Press, 1911. 180 p.

Mikhailov V.O., Timoshkina E. P., Polono R. Foredeep basin: the main features and model of formation // Tectonophysics. 1999. V. 307. P. 345–359.

Parsons B., McKenzie D. Mantle Convection and the Thermal Structure of the Plates // Journal of geophysical research. 1978. V. 83. № B9. P. 4491–4493.

Rebetsky Yu L., Sycheva N.A., Kuchay O.A., Tatevossian R.E. Development of inversion methods on fault slip data. Stress state in orogenes of the central Asia // Tectonophysics. 2012. V. 581. P. 114–131.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2016 Мягков Д.С., Ребецкий Ю.Л.

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

683006, Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9,
Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН,
редакционная коллегия журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»
Тел.: (4152) 202048
Fax: (4152) 297982
Email: vestnik@kscnet.ru
 ISSN PRINT: 1816-5524 
ISSN ONLINE: 1816-5532

© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»