Аннотация:
Проводится математическое моделирование коллизии плит, при которой одна плита погружается в мантии под другую. Задачи деформирования коры и мантии решаются численно, так что для пространственной дискретизации уравнений механики деформируемого тела используется метод конечных элементов, а для эволюции процесса коллизии - пошаговое интегрирование уравнений квазистатического деформирования тел. Задачи движения плит решаются в геометрически нелинейной постановке в двумерном приближении (плоская деформация) с учетом больших деформаций тел и контактных взаимодействий плит и мантии с использованием пакета MSC.Marc 2005, в котором реализованы формулировки уравнений с требуемыми типами нелинейностей. Тот участок земной коры, который не имеет тенденции к погружению в мантию, моделируется заданным движением абсолютно жесткого тела. Другой участок земной коры, который в силу свойств начальной геометрии должен затонуть, моделируется деформируемым твердым телом из упругопластического материала с упрочнением. Мантия моделируется идеальным упругопластическим материалом с небольшим пределом текучести. Рассматриваются участки земной коры с разными геометрическими параметрами. Показано, что в стандартных условиях реализуется поддвиг одной плиты под другую плиту, а при некотором начальном утолщении плиты в зоне контакта возможна субдукция (глубокое погружение) плиты в мантию. Из компьютерного моделирования коллизии плит следует, что в последнем случае надо учитывать известный экспериментальный факт уплотнения материала затонувшего участка плиты.
Ключевые слова:
тектонические процессы, субдукция, компьютерноемоделирование, метод конечных элементов.
Статья поступила: 26.03.2008 Переработанный вариант: 16.05.2008
Образец цитирования:
С. Н. Коробейников, В. В. Ревердатто, О. П. Полянский, В. Г. Свердлова, А. В. Бабичев, “Компьютерное моделирование поддвига и субдукции при столкновении плит”, Сиб. журн. вычисл. матем., 12:1 (2009), 71–90; Num. Anal. Appl., 2:1 (2009), 58–73
O. P. Polyansky, S. K. Baltybaev, A. V. Babichev, “A COMBINED MODEL OF THE DIAPIRIC AND COLLISIONAL FORMATION MECHANISM OF THE PALEOPROTEROZOIC GRANITE-MIGMATITE-GNEISS DOMES OF THE SVECOFENNIAN BELT”, Geodin. tektonofiz., 14:4 (2023)
Polyansky O.P. Babichev V A. Semenov A.N. Reverdatto V.V., “Modelling Heat Generation During Friction and Viscoplastic Deformation Based on the Example of the Yenisei Shear Zone (Eastern Siberia)”, Geeodyn. Tectonophys., 12:4 (2021), 909–928
Chervov V.V. Chernykh G.G., “Flow in Subduction Zone Against Bevel Angle of Leading Edge of Continent Overthrusting on Passive Oceanic Lithosphere”, J. Eng. Thermophys., 29:3 (2020), 460–466
Vladimir V. Reverdatto, Igor I. Likhanov, Oleg P. Polyansky, Valentin S. Sheplev, Vasiliy Yu. Kolobov, Springer Geology, The Nature and Models of Metamorphism, 2019, 83
Б. Д. Аннин, С. Н. Коробейников, “Методы теории упругости и пластичности в механике горных пород и геодинамике”, Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2012, № 1, 5–10
С. Н. Коробейников, В. В. Ревердатто, О. П. Полянский, В. Г. Свердлова, А. В. Бабичев, “Формирование рельефа дневной поверхности в районе коллизии плит: математическое моделирование”, Прикладная механика и техническая физика, 53:4 (2012), 124–137; S. N. Korobeinikov, V. V. Reverdatto, O. P. Polyanskii, V. G. Sverdlova, A. V. Babichev, “Surface topography formation in a region of plate collision: mathematical modeling”, J. Appl. Mech. Tech. Phys., 53:4 (2012), 577–588
С. Н. Коробейников, В. В. Ревердатто, О. П. Полянский, В. Г. Свердлова, А. В. Бабичев, “О влиянии выбора реологического закона на результаты компьютерного моделирования субдукции плит”, Сиб. журн. вычисл. матем., 14:1 (2011), 71–90; S. N. Korobeynikov, V. V. Reverdatto, O. P. Polyansky, V. G. Sverdlova, A. V. Babichev, “Influence of the choice of a rheological law on computer simulation results of slab subduction”, Num. Anal. Appl., 4:1 (2011), 56–70
О. П. Полянский, С. Н. Коробейников, В. Г. Свердлова, А. В. Бабичев, В. В. Ревердатто, “Влияние реологии коры на характер субдукции плит по результатам математического моделирования”, Докл. РАН, 430:4 (2010), 518–522; O. P. Polyansky, S. N. Korobeynikov, V. G. Sverdlova, A. V. Babichev, V. V. Reverdatto, “The influence of crustal rheology on plate subduction based on numerical modeling results”, Dokl. Earth Sci., 430:2 (2010), 158–162
O. P. Polyansky, A. V. Babichev, S. N. Korobeynikov, V. V. Reverdatto, “Computer modeling of granite gneiss diapirism in the earth's crust: controlling factors, duration, and temperature regime”, Petrology, 18:4 (2010), 432–446
“Компьютерное моделирование диапиризма гранитной магмы в земной коре”, Докл. РАН, 429:1 (2009), 101–105; “Computer modeling of granite magma diapirism in the Earth's crust”, Doklady Earth Sciences, 429:1 (2009), 1380–1384
Цитирование в формате AMSBIB
Обратная связь: