含水弱化导致的克拉通岩石圈减薄:二维热力学数值模拟

摘要

越来越多的地球化学和地球物理观测表明,克拉通岩石圈地幔并不是完全干的,而是含有一定量的水分.尤其当克拉通岩石圈跟俯冲带相邻的时候(如中国的华北克拉通和美国的怀俄明克拉通),水分会通过不同方式进入克拉通岩石圈中,如板块浅部脱水,板块深部脱水,以及平卧板块对地幔转换带的扰动导致的水分释放.水分的进入,会大大影响克拉通岩石圈的流变学性质,降低岩石圈底部物质的黏度,从而对克拉通岩石圈产生弱化作用。克拉通的含水弱化及之后伴随的克拉通岩石圈破坏/减薄没有被定量的研究过。应用二维伸展动力学模型,我们系统的讨论了湿的橄榄岩的位错和扩散蠕变,对克拉通岩石圈地幔的影响。