Modelo teórico de formación de cuencas extensionales
12.4.2.1 Modelo geológico de formación de cuencas extensionales
Para el modelo de extensión de la litosfera, De Paolo & Daley (2000) resumieron y propusieron tres tipos: corte puro, corte de distribución y corte sencillo. Modelo de corte puro. En un modelo de cizalla pura, el estiramiento y adelgazamiento de la corteza y el manto son consistentes a cualquier profundidad, de modo que la ubicación y magnitud del estiramiento de la corteza superior corresponden a la cantidad y ubicación del adelgazamiento del manto litosférico debajo de ella. En el modelo de cizalla distribuida, el área de distribución del adelgazamiento del manto litosférico inferior causado por el flujo horizontal de la corteza inferior débil y el manto superior con propiedades reológicas es mayor que el área de estiramiento de la corteza superior. Por lo tanto, el valor máximo de adelgazamiento litosférico será menor que en un modelo de cizalla pura. Por el contrario, en el modelo de cizalla simple, el estiramiento de la corteza superior no va acompañado de un adelgazamiento sustancial del manto litosférico subyacente, y el valor máximo del adelgazamiento litosférico se desvía horizontalmente del valor máximo del estiramiento de la corteza superior.
Lin Changsong et al. (1995) también resumieron el mecanismo de formación y el modelo cuantitativo de las cuencas extensionales de la siguiente manera: modelo extensional de corte puro de la litosfera. Incluyendo modelos de estiramiento por corte puro uniformes transitorios y no transitorios, modelos de estiramiento por corte puro no uniformes; ② modelo de corte simple de la litosfera; ③ modelo de estiramiento de corte simple-puro de la litosfera.
13.4.2.2 Modelo de formación y evolución de la cuenca oceánica de Mackenzie y Allen
Mackenzie propuso en 1978 que la extensión de la zona del rift conduce a una cizalla pura en la formación del modelo de la cuenca oceánica. , que fue complementado y modificado por Allen (1990). Aunque los procesos dinámicos y las simulaciones numéricas de la formación y evolución de las cuencas del rift han logrado grandes avances en los últimos 20 años (Lin Changsong, 2002; David W, 1992;), el modelo de cuenca del rift propuesto por McKenzie en 1978 ha sido una variedad de La base de los modelos numéricos (Lin Changsong, 2002). En este modelo, debido al efecto de estiramiento de la litosfera continental, la litosfera se vuelve más delgada y el material fluido suave y caliente se eleva, formando así una falla normal y hundiéndose rápidamente en la etapa inicial, lo que se denomina hundimiento incipiente. Una vez que cesa el estiramiento, la litosfera se espesa y la cuenca se hunde lentamente debido a la atenuación térmica. Este período se denomina período de hundimiento térmico.
Como se muestra en la Figura 12.13, tomando como ejemplo la sección geológica Fengxian-Zhengzhou del Servicio Geológico Nacional, se supone que la cantidad total de corteza en el área del rift continental se fijó durante el Paleomoderno→∞ período, y la radiación térmica fue insignificante. Cuando la litosfera se estira instantáneamente por un factor de β, el equilibrio térmico de la litosfera no cambia y, por lo tanto, cambia el gradiente de temperatura. Según la compensación del equilibrio, el material litosférico astenosférico caliente se eleva y la corteza superior sufre un hundimiento instantáneo y rápido (es decir, un hundimiento inicial), lo que se denomina etapa de fractura sincrónica. Con el tiempo, el lento enfriamiento y equilibrio de la litosfera perturbada térmicamente conduce inevitablemente al lento hundimiento de la cuenca causado por la atenuación térmica (es decir, hundimiento térmico), denominado fase posterior a la ruptura.
Figura 12.13 Modelo de simulación numérica Fengxian-Zhengzhou
Figura 12.14 "Cuenca del Norte de China" en forma de anillo (área de simulación)
(La sección de simulación está tomada de Sección Geológica Fengxian-Ala Shanzuo Banner)
(La sección simulada está tomada de la Sección Geológica Fengxian-Alxa Zuo Banner)
1-Cuenca del Norte de China; 2-Cuenca del Sur de China; 3-Cuenca del Sur de China; 4-Cuenca del Bajo Yangtze; 5-Cuenca del Bajo Liaohe; 6-Cuenca de Zhengzhou; 9-Montañas Dabie; -Montañas Yanshan; 11-Península sur de Liao-Corea; 12-Península central de Shandong; 13-Línea costera; 14-Sección de simulación Fengxian-Zhengzhou
12.4.2.3 Área de simulación y descripción geológica
El objeto de simulación en este artículo aparentemente tiene forma de anillo "Cuenca del Norte de China" (Figura 12.14). La "Cuenca del Norte de China" está compuesta por la cuenca anular principal del rift y las montañas circundantes (crestas). La cuenca anular incluye la Cuenca del Norte de China, la Cuenca del Sur del Norte de China, la Cuenca Inferior de Liaohe-Bohai y la Cuenca del Norte de Jiangsu-Mar Amarillo. , y las montañas circundantes incluyen las montañas Yanshan, las montañas Taihang, las montañas Tongbai-Dabie, la península de Liaonan-Corea y la península de Shandong ubicadas en el medio de la cuenca del anillo. Dado que el modelo Mackenzie es unidimensional, elegimos la geología de Shanghai Fengxian. -Alxa Left Banner of Inner Mongolia de la Oficina Sismológica Nacional. Se utiliza una sección de la sección como sección simulada.
Sin embargo, al seleccionar los parámetros de simulación, se utilizó el valor promedio del área de estudio para ilustrar la situación en toda el área de estudio.
Muchas fallas normales y fallas de deslizamiento se desarrollan ampliamente entre y dentro de la "Cuenca del Norte de China" anular y las montañas adyacentes (Instituto de Geología, Administración Sismológica Nacional, 1985; Ding Guoyu, 1996). El gneis metamórfico arcaico está ampliamente expuesto en la superficie de las montañas Yanshan, las montañas Taihang y las montañas coreanas de la dinastía Liao del Sur, y el gneis metamórfico proterozoico y las rocas metamórficas de presión ultraalta están ampliamente expuestos en las montañas Dabie. Por el contrario, el espesor medio de las rocas sedimentarias en la cuenca del norte de China es de 4.000 a 7.000 m (J. Xu, 2001). Esto muestra que mientras la cuenca se hunde para aceptar sedimentos, las montañas circundantes también se elevan.
Los espesores de la corteza y el manto de la Gran Cuenca aparentemente circundante y las montañas circundantes son consistentes con la topografía de la superficie y las formas del relieve. En comparación con la corteza de 50 km de espesor y el manto de 130 km de espesor de Mongolia Interior, que tiene la tasa de alargamiento más pequeña (Instituto de Geología, Oficina Sismológica Nacional, 1991), el espesor medio de la corteza de las grandes cuencas anulares, excepto la de Sulu-Huaishan cresta, es de 31 a 37 km, y el espesor promedio del manto es de 70 a 90 km, lo que puede considerarse como el resultado de un gran adelgazamiento extensional. Por lo tanto, la topografía de la superficie es un buen reflejo especular de la geometría superior del Moho y la astenosfera, y es una manifestación y registro del adelgazamiento extensional a escala litosférica.
Los basaltos cenozoicos relacionados con la extensión litosférica se encuentran ampliamente distribuidos en la Cuenca del Rift del Norte de China. Los estudios basados en petrología basáltica, oligoelementos y geoquímica de isótopos NdFeB y propiedades geotérmicas de la trampa del manto superior indican que el magma basáltico con características similares a las de las islas oceánicas se originó en la astenosfera (Deng Jinfu, 1996).
Con base en los resultados de observaciones geométricas, geológicas, geofísicas y geoquímicas anteriores, Deng Jinfu et al (1996) creían que la cuenca del Valle del Rift del norte de China se formó mediante un mecanismo de corte puro o de corte distribuido y se formó. sobre materiales astenógenos, el principal resultado es el adelgazamiento a gran escala de la litosfera.
Jarvis y Mackenzie (1980) descubrieron que siempre que el tiempo de fractura sea inferior a 20 Ma, se puede considerar una fractura por tracción instantánea, y el modo de corte puro es muy razonable. Xie Xinnong resumió tres tipos de cuencas: cuencas de extensión, cuencas de antepaís (o cuencas de arco) y cuencas de rumbo. Entre ellas, las cuencas extensionales están relacionadas principalmente con el estiramiento y adelgazamiento de la litosfera y la intrusión de penachos del manto. McKenzie (1978) creía que la mayoría de las grandes cuencas desarrolladas en el este de China desde el Mesozoico y el Cenozoico tienen una correspondencia especular con el levantamiento de la astenosfera profunda (1998). La forma de la cuenca está estrechamente relacionada con la zona de corriente suave y profunda. La elevación de la zona de flujo es simétrica en espejo.
Por lo tanto, en las simulaciones numéricas más preliminares se utilizó el modelo de corte puro de Mackenzie. En cuanto a si el evento de adelgazamiento extensional es uno o dos, se discutirá en combinación con los registros geológicos después de la simulación numérica.