日本海构造演化动力过程的初步数值模拟

摘要

作为太平洋西北缘独特的地质构造和地貌单元,日本海位于阿穆利亚板块、菲律宾板块和鄂霍次克板块的交界处,其内弧后盆地分布相对集中,主要包括日本盆地、大和盆地和对马盆地,并与日本海沟及日本列岛等共同组成一个完整的沟-弧-盆地系统.关于日本海的形成和演化机制，一些学者们此前已做了相当多的定性研究。本文参考MichaelCelaya等提出的日本海演化过程，认为日本海分为南、北两期的张裂，首先建立了北部日本盆地演化的初步三维粘弹性数值模型。根据文献，模型平面尺度为1600km*1400km，深度400km，太平洋板块和菲律宾板块厚度分别为60km和40km，分别以规定方向的位移模拟两海洋板块相对于欧亚板块的运动，考虑岩石圈和上地幔的非均匀性，垂向上分为三层：地壳(30km)、上地幔岩石圈(70km)、上地幔软流圈，其中，地壳和上地幔岩石圈为弹性，各层的力学参数参考相关研究进行选取，模拟的时间尺度选为40Ma。由计算结果可知，两海洋板块的俯冲确实造成了古日本海区域地壳的减薄，为日本海的扩张提供了一定的动力，但是地壳减薄的厚度未能达到形成现今日本海北部的海洋型地壳的程度，因而需要进一步探讨地幔流动和板块由于重力的下沉作用等其他因素共同作用的影响。