裂谷伸展中心迁移数值模拟——以南海海盆为例

摘要

伸展中心迁移是大陆岩石圈演化的重要特征。南海大陆在张裂过程中，伸展中心持续向南迁移，具体体现在裂谷盆地、岩浆活动及洋中脊扩张中心的向南迁移。地震层析成像和板块重建表明，南海裂谷中心迁移可能与岩石圈结构和区域板块驱动力变化有关，但其动力学机制仍不明确。基于二维热-力学耦合地球动力学数值模拟方法，构建大陆单侧张裂数值模型，探讨大陆岩石圈地幔性质与裂谷加速伸展对裂谷迁移的控制作用。数值模拟结果表明：1）张裂前大陆岩石圈地幔厚度对裂谷迁移有显著影响。薄的大陆岩石圈地幔结构有利于张裂期裂谷迁移，其机制包括应力集中速率降低、岩石圈变形范围扩展及张裂持续时间延长；2）在裂谷单侧加速伸展的边界条件下，随着伸展加速度增加，裂谷轴的迁移方向逐渐趋于与加速方向一致。模拟结果与南海裂谷盆地向南迁移及北部陆缘下地壳岩浆底侵等地质观测现象高度吻合，表明岩石圈结构特征与非对称加速伸展过程可能共同控制了南海裂谷演化的动力学机制。

关键词

裂谷 / 数值模拟 / 变速裂谷伸展 / 伸展中心迁移 / 南海海盆

基金资助

国家自然科学基金（42222406,42104093）