部分熔融岩石波速及地壳中岩浆运移的数值模拟

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wmf_china
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本文通过热弹性有限元方法分析二维情况下岩石发生部分熔融对于花岗岩的纵波速度(Vp)的影响,模拟花岗岩的纵波速度随熔体的含量和熔体的形状的变化情况。模拟结果表明:1)花岗岩Vp随着熔体含量的增加而减小,当熔体含量为7%~13%时,Vp可降至5.6~5.8km/s。2)熔体的形状对于Vp也有影响,当熔体以菱形形状分布于岩石中时,沿菱形长轴方向Vp减小幅度更大,在熔体含量达到15%时,沿菱形长轴方向的Vp减小达到20%,而在短轴方向仅4%。3)当熔体聚集成条带时,不同方向得到的Vp呈现明显的差异,表明熔体的定向排列不仅会使纵波速度呈现大幅度的减小,而且会引起地震波的各向异性。   通过有限差分和边界元方法分析岩浆在地壳中运移的情况。将岩脉在地壳中的传播简化成半无穷空间的边界裂纹扩展问题,裂纹内部充满岩浆,利用有限差分方法计算出裂纹边界的应力分布,再利用积分方法求解出岩脉扩展的断裂力学问题及岩脉尖端的应力强度因子,来研究围岩、岩浆性质(如岩浆房过压、岩浆粘度、岩浆和围岩密度差等)是如何影响岩浆在地壳中的运移。模拟结果表明:1)过压在岩浆运移过程中发挥着重要的作用,围岩应力强度因子随过压的减小而逐渐减小;而且过压对岩浆运移速度也有很大的作用。2)岩浆粘度越大越不利于岩浆的运移,但是岩浆粘度的变化对于裂纹张开位移基本上没有影响。3)岩浆和围岩的密度差异会对岩墙张开位移产生影响,岩墙张开位移会随着密度差的增加而增大。
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