北大别中-下地壳岩石造山后伸展流变的多尺度变形模拟研究
摘要
造山带地壳岩石圈伸展构造十分常见。本文以北大别造山后伸展构造为例,探讨形成复杂拉仲线理的区域流变场特征。本次工作以北大别西部的野外组构为约束,应用与Jiang and Bentley和Jiang相似的多尺度数值模拟方法,对北大别岩石圈伸展构造开展岩石流变学和应变几何学研究。在此之前,首先对北大别区域开展构造几何学和变形年代学分析,排除岩石圈伸展变形之后的守窿抬升的影响,恢复北大别中-下地壳岩石圈伸展流变的组构。依据Eshelby方法,将露头尺度的构造视为均匀基质中的椭球体,均匀基质代表宏观上总体岩石的等效均匀介质(HEM)。利用适用于power-law粘性材料的Eshelby公式和Jiang and Bentley和Jiang开发的数值模拟方法开展变形模拟研究。用椭球体内的有限应变主轴代表“线理”和“面理”垂线。通过模拟计算,理论模型再现了野外组构的图案。考虑到垂直造山带走向上存在明显的拉仲应变可能出现的应变相容性问题,将北大别中-下地壳岩石圈伸展变形的流变场限定为近乎是简单剪。北大别的岩石圈仲展变形处于华北克拉通伸展减薄动力学背景下,中国东部发育的变质核杂岩内的复杂拉伸线理组构在相同的宏观流变场下也可得到合理解释。类似北大别区域岩石圈近水平的伸展构造在世界上许多造山带区域十分常见,研究结果对于这些同类构造应该具有普遍意义。