日本冲绳海槽和欧亚板块附加体二维构造应力场的有限元模拟及其构造意义初探

应用有限元方法模拟了日本冲绳海槽和欧亚大陆板块附加体二维构造应力场,并根据库仑-摩尔准则讨论了有限元模型中断裂构造发育与变形,定量化地研究了大陆岩石圈的扩张作用以及菲律宾海板块的俯冲作用对大陆板块边缘构造应力场及其变形作用的影响。数学模拟的结果表明,大陆地壳底部的扩张作用使得冲绳海槽内发育正断层,从而导致冲绳海槽这一弧后盆地的形成。菲律宾海板块的俯冲作用引起欧亚板块附加体中形成逆掩断层。有限单元模拟实验结果与研究区地震震源机制的研究结果是一致的。

应用二维有限元方法恢复阿留申岛弧边缘晚白垩世板块增生附加体古构造应力场

一系列有限单元模型模拟了阿留申岛弧板块边缘附加体在晚白垩世板块增生过程中古构造应力场的演变特征。该地区板块增生过程中的楔形附加体具有不同的长度和厚度,在数学模拟过程中,附加体被假定为弹性连续体,根据有限单元程序计算出数学模型应力场,断裂发育状况是根据库仑—莫尔准则确定的。有限单元模型的边界条件为太平洋板块相对北美大陆板块的俯冲及与板块俯冲作用有关的大洋地壳的逆冲作用。数学模拟实验的结果表明,附加体古构造应力场有一定的演化规律。在板块增生的早期阶段,古应力1σ表现为近水平方向的压应力,逆断层发育于附加体中。大洋地壳的逆冲作用使得附加体应力轨迹重新定向,正断层发育于楔形附加体的底部,平移断层发育于大洋地壳的深部位置。逆冲作用可能导致了楔形附加体的侧向增生和垂直方向上的厚度加大。在板块增生的晚期阶段,楔形附加体中晚白垩统沉积岩尚未固结时,古应力1σ表现为近于垂直方向的压应力;当晚白垩统沉积岩固结之后,1σ为近于水平方向的压应力,逆断层发育于楔形附加体顶部。晚白垩统沉积岩的成岩过程对楔形附加体顶端古应力场分布特征和断层发育状况影响较大。