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摘要
板块俯冲是地球上最重要的动力学过程之一,关于俯冲带相变对地幔楔和上覆板块影响前人已开展大量研究,但关于相变反应对俯冲板块的动力学影响研究较少。本研究在拉格朗日积分点有限元代码的基础上,实现了俯冲板块的相变,建立了二维自由俯冲模型,研究了俯冲过程中俯冲板块上矿物脱水相变对俯冲速度、俯冲板块形态、板块上的应力变化的影响。同时我们研究了薄弱带的黏度变化对俯冲起始与俯冲过程的影响。数值模拟实验结果显示:(1)俯冲板块脱水相变现象的发生降低了板块俯冲的速度,改变了俯冲板块的形态,在俯冲板块的相变界面处发生应力累积;(2)相较于矿物相变导致的黏度增大,俯冲起始角度仍是影响俯冲板块俯冲速度的主要因素;(3)薄弱带黏度越高越不利于俯冲板块与上覆板块的解耦,抑制了俯冲过程的进行。该研究为探究板块回卷的控制因素以及俯冲板块应力状态变化的影响因素提供了新的视角。
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