Числено моделиране на литосферната структура и зоната на сблъсъка в Централна Азия
2016-А
Изтеглете pdf
Зоната на сблъсък в Централна Азия: числено моделиране на текущата литосферна и кинематична структура
Централна Азия е доминирана от два основни орогена, орогена Загрос и системата Хималаи-Тибет, в резултат на сблъсъка на арабските и индийските плочи с южния ръб на Евразийската плоча.
Тази дисертация се фокусира върху: 1) характеризиране на литосферната мантия чрез интегриран метод за геофизико-петрологично моделиране и 2) изследване на ефекта на литосферната структура и реология при неотектоничната деформация, свързана с конвергенцията на Арабия и Индия по отношение на до Евразия, използвайки методология, базирана на подхода с тънки листове.
В случая с орогена на Загрос, резултатите разкриват, че литосферната мантия изтънява под Централен Иран, Алборц и частично под планинската верига Загрос. В случая на системата Хималаи-Тибет, резултатите показват удебелена литосфера в западния сектор, под Хималаите, платото Тибет, Кунлун Шан и Тиан Шан, и изтъняване под басейните Тарим и Юнггар. В източния сектор резултатите потвърждават, че платото Тибет се поддържа от по-тънка и по-гореща литосфера на север, отколкото на юг. Необходимо е да се въведат странични вариации на състава на мантията, свързани с процесите на горната литосферна мантия, във всички моделирани профили, доказващи наличието на различни литосферни домейни.
Изследването на неотектоничната деформация разкрива ключовата роля на реологията за възпроизвеждането на полето на напрежение и скоростите в Централна Азия, което предполага по-малко твърда литосфера на платото Тибет, отколкото на Иранското плато. Като цяло деформацията е по-бърза в зоната на сблъсък Индия-Евразия, отколкото в зоната на сблъсък Арабия-Евразия. И накрая, наличието на изтънена мантия в североизточния Тибет и последващото намаляване на вискозитета поради повишаването на температурата биха обяснили наличието на разширени разломи на платото Тибет и биха съгласували модела с данните за висок топлинен поток и ниски скорости. събития в региона.
Тази дипломна работа е финансирана от проекта ATIZA (CGL2009-09662-BTE) и свързания с нея FPI грант.
Структурата на литосферата играе важна роля за контролиране на повърхностната деформация и нейното разпространение до континенталните интериори. Неоднородностите в състава и силата в литосферата пряко влияят върху тектонското поведение на региона и, следователно, върху еволюцията на орогенните системи. Тази дисертация се фокусира върху характеризирането на днешната литосферна структура на Zagros и хималайско-тибетските орогени и ролята на литосферната структура и реология в приспособяването на деформацията, свързана с конвергенцията на Арабия и Индия срещу Евразия.
Чрез комбиниране на геофизична и петрологична информация, кората и горната мантия на Zagros и хималайско-тибетските орогени са характеризирани от термична, композиционна и сеизмологична гледна точка. Четири двумерни литосферни профила (два пресичащи орогена Загрос и други два пресичащи орогена Хималаи-Тибет) са моделирани до дълбочина 400 км, при което получената структура на кората и горната мантия са ограничени от наличните данни за кота, аномалия на Буге, геоидна височина, повърхностен топлинен поток и сеизмични данни, включително томографски модели. В орогена Zagros резултатите за дебелината на кората показват минимални стойности под платформата на Арабия и Централен Иран (42-43 km) и максимални стойности под зоната Sanandaj Sirjan (55-63 km), в съгласие с сеизмични данни. Основни несъответствия в дълбочината на Moho от тези, получени от сеизмични данни, са локално открити в зоната Sanandaj Sirjan (централен Загрос) и планините Alborz, където се моделират по-умерени дебелини на кората. Резултатите за дебелината на литосферата показват, че арабската литосфера е такава
Дебелина 220 км по двата профила, докато евразийската литосфера е
90 км по-тънък, особено под Централен Иран и планините Алборз. Границата литосфера-астеносфера (LAB) показва различни геометрии между двата трансекта. В северния профил (северен Загрос) LAB се издига рязко под зона Sanandaj Sirjan в тесен район на
90 км, докато в южния профил (централен Загрос) нарастването се случва в по-широк регион, от сгъваемия и натягащ пояс Загрос до зоната Санандай Сирджан. Най-доброто прилягане на сеизмичните скорости (Vp, Vs) и плътностите изисква странични промени в състава на литосферната мантия. Нашите резултати са съвместими с протерозойски перидотитни мантийни композиции под Арабската платформа, Месопотамски басейни на предпланините и прирастените терени на Евразийска плоча, и с по-изтощен фанерозойски композиционен мантия от харцбургитен тип под Загросския сгъваем и напорен пояс.