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《《大地测量与地球动力学进展》论文集》2004年
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板块运动引起的压力效应对海底地形深度与岩石圈年龄关系的影响

黄金水  
【摘要】:海底深度与岩石圈年龄关系在大年龄岩石圈中同半无限空间冷却模型存在偏离是海洋地幔与岩石圈动力学研究的重要约束,也是海洋岩石圈演化的一个基本约束条件。软流圈流体流动产生的压力效应曾作为一个重要机制用以解释这种现象。本文利用数值模型采用更切合实际的地幔粘性结构对这一机制进行了再研究,建立了压力效应在150Ma处对海底地形的影响T_p同模型参数(板块运动速度V_p、软流圈深度H、地幔蠕变特性参数-激发能E、和地幔软流圈参考粘性η_o)之间的关系:T_p∝V_p~(1.97)H~(-3.72)E~(0.76)η_o。根据此关系推测,如果要获得合理的海底地形深度,需要软流圈粘性足够小。若假定软流圈深度为250km、板块速度为8cm/y、激发能等于240KJ/mol,则2×10~(19) Pa s的地幔软流圈参考粘性可在150Ma处产生~3km的地形抬升;5×10~(18)Pa s的地幔软流圈参考粘性也可产生~800m的地形抬升。而当软流圈粘性足够小时,岩石圈底部就会产生小尺度地幔对流,对E=240KJ/mol,η_o=2×10~(19) Pa s,在~70Ma处就会产生小尺度地幔对流。一旦地幔对流产生,软流圈流体流动产生的压力效应就应重新估算,并应考虑对流对地形的影响。

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