陆内裂陷盆地构造动力学分析

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陆内裂陷盆地区形成和演化过程中的构造力包括4方面:(1)地幔对流由岩石圈板块底面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F1;(2)板块相对运动通过岩石圈板块侧面边界施加到岩石圈板块内部的构造力F2;(3)岩石圈受热膨胀和冷却收缩在地壳内部产生的构造力F3;(4)地壳质量在地壳内部产生的围压F4。地壳中的应力是这4方面的构造力的函数S(Fi),其中,F1和F2的大小和方向对三轴应力状态的主应力大小和方向起决定作用。地壳发育正断层的条件是应力状态方程S(Fi)中σ2-σ3主应力平面大致处于水平面状态、σ1近直立。当F1和F2的方向一致且F1>F2或F1和F2的作用方向相互垂直的情况下,F1和F2合成的应力场中的最小主应力方向与X轴方向一致,地壳发生正向裂陷作用。在F1和F2的方向既不平行也不垂直的情况下,F1和F2叠加产生最小主应力(σ3)的方向与X轴方向不一致,地壳发生斜向裂陷作用。当地幔对流从岩石圈底部对岩石圈产生的引张作用力减小、板块之间相对运动从岩石圈侧面边界对岩石圈产生的挤压作用力增强的情形下,地壳应力状态S(Fi)在X轴和Y轴构成的水平面上的最大主应力可能超过Z轴方向的主应力,使σZ相当于三轴应力状态的σ2,裂陷盆地发生走滑构造变形。如果地壳应力状态S(Fi)在X轴和Y轴构成的水平面上的最小主应力也超过Z轴方向的主应力,则σZ相当于三轴应力状态的σ3,裂陷盆地发生收缩构造变形,可能发育逆冲断层或使早期的正断层发生反转位移。随着裂陷作用的渐进发展,不同时期F1和F2的大小和方向的变化导致地壳应力场的主应力轴方向也相应发生变化,使裂陷盆地在不同演化阶段表现出不同的构造变形特征。
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