Slab weakening: Mechanical and thermal-mechanical consequences for slab detachment

Abstract Slab detachment is a geophysical instability whose manifestation can be revealed by seismic tomography. Evidence of this phenomenon is in the Dinarides/Hellenic and the New Hebrides subduction zones. Subducted slabs in these regions are torn horizontally at depths ranging from 100 to 300 km. We constructed a viscoelastic three-dimensional finite element model and investigated the state of stress. We found that an area with high stress concentration of the order of several hundred MPa is formed near the tip of the tear inside the slab, which can cause lateral migration of the tear. Favorable conditions for slab detachment are characterized by large interplate frictional force at a subduction zone and small slab resistance force deeper down. Stress concentration increases with the down-dip tension inside the slab. The phenomenon of slab weakening has also been studied from a thermal-mechanical standpoint, using a two-dimensional convection model with non-Newtonian, temperature-dependent rheology. The stress-dependent rheology plays an important role in causing local weakening of the descending slab. In strongly time-dependent situations the fast descending slab is not strong everywhere but has a weak region in the middle, making it vulnerable to slab detachment. The presence of viscous heating will enhance slab detachment tendency by further weakening the interior by the frictional heating. Besides these effects, there are other mechanisms which can also weaken the slab interior and help to make slabs more pliable and susceptible to detachment.     

发震时深浅构造相互作用导致横向断层致锁的有限元分析

本文利用三维有限元方法，研究和计算了大震发生前、发生时，发生后震源断层面与深部同面立接断层之间的相互作用以及发震后促使深部断层发生错动从而对震源区近场横向活动断层致锁的结果，得到以下结果：（１）临近大震前震源断层面端部调整单元下方的深部断层有较高的剪应力水平，造成震时对震源断层面发生底辟作用的条件，即调整单元区对应的深部断层单元首次满足破裂条件并发生破裂。（２）震源端部的调整单元和具有蠕能力的横向     

环太平洋地震带与柯里奥利力

柯里奥利力是地球自转的一种惯性力，它使垂直下降的物体向东偏转，垂直上升的物体向西偏转，是形成环太平洋地震带中东西两岸构造应力差别的根本原因。     

横贯中国东南部的一条古断裂带

本文根据地质和物探资料,论证横贯中国东南部桂西、黔东南、湘西北、鄂东南、赣西北、皖东南和苏南的湘黔-江南古断裂带。中元古代为超壳断裂,古生代属壳断裂,是一条长期发展的控岩控矿的古断裂带。往东入海,延向济州岛和西南日本飞驒地区。     

某地洼区F_1等断裂带构造地球化学特征及其铀成矿规律的探讨

本文运用地洼成矿理论和构造地球化学的方法,研究了区内 F_1成矿断裂等的构造特征和元素的变化规律以及铀等成矿元素的不断累增富集的成矿作用过程.区内钠矿床的形成大体上经历了铀的预富成岩(形成铀源地质体)→断裂动力改造热液(热水)成矿→表生淋积等三个主要发展阶段,形成了一个具有层控特征的多因复成铀矿床,从而为本区指明了找矿方向.     

渭河盆地东部地区的活断层

本文根据近年来的调查结果,讨论了渭河盆地东部地区六条主要断裂的活动情况。指出这些断裂现今活动以倾向滑落为主,同时兼有一定分量的左旋走滑运动     

沂沭断裂带内构造体系特征及其复合现象

沂沭断裂带是山东境内一条从北向南展布的巨大断裂带,主要由鄌郚—葛沟、沂水—汤头、安丘—莒县和昌邑—大店断裂组成。该带内构造体系的复合现象很发育,可概括为:褶皱构造的迭加;断层力学性质的迭加;断裂间的穿切;结构面的方位改变和岩脉或矿脉的穿切等。 根据构造形迹力学性质和构造体系的特征,确定上述构造形迹归属于东西构造带和新华夏系。     

房山花岗闪长岩体长石斑晶的数学特征及相带划分

对北京房山花岗闪长岩体中长石斑晶进行了系统测量,测点密度平均4.37个/km~2,测量标志为长石斑晶长轴长度和长石斑晶线含量等。对测得数据进行了分布统计、有序样品最优分割、和趋势变化分析等处理。揭示了长石斑晶在岩体中的分布规律和数学特征,划分了趋势岩相带,从而提出了较为合理的岩相带划分原则。     

闽台铲状活动断裂

福建台湾大型铲状活动断裂系在深部(深5—100km)构成一系列向东倾斜、倾角为4°—10°的滑脱面,在近地表利用老断层的重新活动,形成NNE与NW向网格交叉的高角度断层。活动断裂系的地震能量释放主要集中在台湾东部。推断现代构造应力场的最大主压应力方向是NW—SE向,缓倾斜、向西撒开呈扇状特征。断裂系中各断裂的滑动速率不同,东大西小。     

华北块体(地台)北缘几个地质问题的探讨及其成矿作用

本文以卫星图象信息为依据,结合野外调研,提出并确定了华北块体北缘存在:块体缝合线,褶皱-逆掩断层带,后孤碰撞带(断裂带),台槽过渡带,岩浆弧,以及燕山-喜山期的NNE向岩浆活动带、断陷带(断陷盆地)等双重构造的新认识。并在此基础上,对华北块体北缘与深成岩浆岩,燕山期岩浆活动带(包括火山岩带)有关的铀矿化作用的独特构造环境及“岩浆”型,断陷带中和面型等主要铀矿床成矿模式和铀成矿带的划分及其划分依据作了研究和探讨。并以铀矿床的实例作为佐证。