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青藏高原东北缘弧形构造生长:来自三维有限元数值模拟的启示

赵一霖 孙玉军 侯贵廷 施炜

赵一霖, 孙玉军, 侯贵廷, 等, 2025. 青藏高原东北缘弧形构造生长:来自三维有限元数值模拟的启示. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025037
引用本文: 赵一霖, 孙玉军, 侯贵廷, 等, 2025. 青藏高原东北缘弧形构造生长:来自三维有限元数值模拟的启示. 地质力学学报. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025037
YiLin ZHAO, YuJun SUN, GuiTing HOU, et al., 2025. The outward growth of the arcuate tectonic belt in the northeastern Tibetan Plateau: Insight from three-dimensional finite element numerical simulation. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025037
Citation: YiLin ZHAO, YuJun SUN, GuiTing HOU, et al., 2025. The outward growth of the arcuate tectonic belt in the northeastern Tibetan Plateau: Insight from three-dimensional finite element numerical simulation. Journal of Geomechanics. DOI: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025037

青藏高原东北缘弧形构造生长:来自三维有限元数值模拟的启示

doi: 10.12090/j.issn.1006-6616.2025037
基金项目: 国家自然科学基金(42472278);深地国家科技重大专项课题(2024ZD1001102)

The outward growth of the arcuate tectonic belt in the northeastern Tibetan Plateau: Insight from three-dimensional finite element numerical simulation

Funds: the National Natural Science Foundation of China(42472278);the Deep Earth Probe and Mineral Resources Exploration - National Science and Technology Major Project of China(2024ZD1001102)
  • 摘要: 青藏高原东北缘弧形构造带是青藏高原侧向生长的独特边界,以垂直于高原扩展方向的盆-山相间的弧形地貌为特征,代表了青藏高原扩展的独特生长方式。本研究旨在运用三维有限元粘-塑性大变形数值模拟方法再现青藏高原东北缘弧形构造带的形成和演化过程,提出弧形构造生长的新构造样式和变形机制。本次模拟基于大量地质与地球物理资料,测试了银川盆地阻挡和弱的下地壳对弧形构造带内断裂发育的控制作用,结果表明在青藏高原向东北扩展的过程中,地壳缩短增厚变形由高原向东北传播,受NE-SW向挤压作用,地块围限的中-新生代盆地区(弧形构造带)的深部物质向东北迁移,在受到刚性的鄂尔多斯和阿拉善地块阻挡后,向强度相对较弱的银川盆地有限挤入。银川盆地的阻挡是弧形构造带断裂在浅部地壳形成和发育的重要条件。弱的下地壳对弧形构造带内断裂发育有促进作用,但不是断裂形成的必要条件。本文通过分析青藏高原东北缘弧形构造带地表和三条剖面最大剪应变率分布特征及其随时间演化的规律,提出弧形构造带在深部总体上表现为“对冲”构造样式,变形机制表现为深-浅解耦。弧形构造带岩石圈沿20 km和40 km深度发生变形解耦,形成3个构造层,即中-上地壳以逆冲-褶皱构造为主,调节地壳水平缩短和垂向增厚;弱的下地壳则以韧-塑性变形完成地壳水平缩短和垂向增厚,并作为弧形构造发育的滑脱层;岩石圈地幔由于Moho面的调节作用,存在一定程度的缩短增厚。在南、北缘先存断裂的控制下,弧形构造主控断裂同步发育,随后向深部扩展,最终切入中地壳。本研究深化了对青藏高原隆升和横向生长过程的认识,为研究弧形构造形成的深-浅作用过程提供了参考。
     

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-04-05
  • 修回日期:  2025-05-09
  • 录用日期:  2025-05-12
  • 预出版日期:  2025-05-22

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