Процес деформування океанічних літосферних плит у зоні субдукції

Abstract

На основі варіаційної скінченно-елементної методики для в’язкопружних багатошарових оболонок, які перебувають в умовах квазістаціонарного навантаження, змодельовано процеси деформування океанічної літосфери різного типу на різних етапах її занурення у в’язку мантію в зоні субдукції. Показано, що океанічна літосфера залежно від типу і стадії занурення зазнає розтяжного та згинального деформування різного ступеня інтенсивності. На ранніх стадіях занурення молода океанічна літосфера сильніше згинається порівняно з давнішою і товстою літосферою. Однак на подальших стадіях занурення давніша і швидка океанічна літосфера згинається інтенсивніше. Процеси розтяжного деформування океанічної літосфери усіх типів на усіх етапах занурення відбуваються приблизно лінійно за довжиною слебу. На пізніх стадіях занурення ступінь інтенсивності згінного та розтяжного деформування океанічної літосфери усіх типів визначається швидкістю її занурення. В процесі подальшого занурення, якщо воно відбувається, океанічна літосфера будь-якого типу деформується характерним чином и набуває форми у вигляді букви “S”.

На основе вариационной конечно-элементной методики для вязкоупругих многослойных оболочек, которые находятся в условиях квазистационарного нагружения, выполнено моделирование процессов деформирования океанической литосферы разного типа на разных этапах ее погружения в вязкую мантию в зоне субдукции. Показано, что океаническая литосфера в зависимости от типа и стадии погружения испытывает деформирование растяжения и изгиба разной степени интенсивности. На ранних стадиях погружения молодая океаническая литосфера испытывает более сильное изгибное деформирование по сравнению с более старой и толстой литосферой. Однако на последующих стадиях погружения более старая и быстрая океаническая литосфера демонстрирует более интенсивный процесс изгибного деформирования. Растягивающие процессы деформирования океанической литосферы всех типов на всех стадиях погружения происходят приблизительно линейно по длине слэба. На поздних стадиях погружения степень интенсивности растягивающего и изгибного деформирования океанической литосферы всех типов определяется скоростью ее погружения. В процессе дальнейшего погружения, если оно происходит, океаническая литосфера любого типа деформируется характерным образом и приобретает форму в виде буквы “S”.

On the base of variation finite element method for visco-elastic foliated shells, which were in quasi stationary loading process, it was carried out modeling of different types oceanic lithosphere deforming processes at the different stages of its sinking into viscous mantle in subduction zone. It was shown, that dependently on type and sinking stage, lithosphere was under influence of stretching and bending deformations of different intensity. In early stages of sinking young oceanic lithosphere was under influence of more strong bending deformations in comparison with more old and thick lithosphere. But on the subsequent sinking stages more old and quick lithosphere demonstrated more intensive bending deforming process. Stretching deforming processes for all types of oceanic lithosphere during all sinking stages passed approximately linearly along slab length. On the late stages of sinking the intensity of stretching and bending deforming processes of all types of oceanic lithosphere was defined by its sinking velocity. During further sinking process, if it takes place, oceanic lithosphere of any type are deforming by characteristic way and gets form in view of letter “S”.