岩石圈地幔分层性对克拉通稳定性的影响

作者：邱启佳; 陈林; 张智; 向宵; 徐涛; 陈赟; 白志明; 梁晓峰; 武澄泷

来源：地球物理学报, 2024, 67(03): 916-934.

DOI：10.6038/cjg2024R0789

• 克拉通
• 岩石圈地幔
• 边界驱动对流
• 数值模拟

克拉通是大陆岩石圈中长期稳定存在的古老构造单元，通常被相对年轻的活动带所包围，二者之间岩石圈厚度的横向差异会诱发边界驱动地幔对流.近年来，越来越多的证据显示克拉通岩石圈地幔内部存在成分和结构的垂向分层性.在边界驱动地幔对流的环境中，岩石圈地幔分层性如何影响克拉通的稳定性仍然不清楚.本文利用二维热-力学数值模拟方法，系统探讨了在边界驱动对流作用下，克拉通岩石圈地幔密度和黏度的垂向分层性以及中岩石圈不连续面(MLD)的分布样式对克拉通稳定性的影响.模拟结果显示：(1)当克拉通岩石圈内部不存在MLD时，即使克拉通具有密度分层的岩石圈地幔，克拉通岩石圈减薄的水平范围也是有限的(100 Ma),破坏的峰期集中在早白垩世(130～120 Ma),且现今东部陆块岩石圈破坏的前缘位置与华北中部造山带下方MLD的东端对应.根据模拟结果，我们推测华北克拉通破坏的时空范围主要是由岩石圈地幔分层性和MLD不连续分布引发的岩石圈地幔逐段拆沉所导致.

• 单位
  中国科学院地质与地球物理研究所; 中国科学院大学; 岩石圈演化国家重点实验室; 桂林理工大学