周向应力在地壳运动中的作用

• 作者: 毛小平 王小明 王昊宸 耿涛 范晓杰 陆旭凌弘
• 来源期刊: 地热能
• 学科: 交通运输
• 关键词: 周向应力 板块运动 地球动力 地幔对流 重力 构造运动
• 年，卷（期）: 2020,（2）
• 页码范围: 20-29
• 页数: 10页
• 分类号: U44

摘要

地壳运动的驱动力一直存在争议。目前虽然提出了很多假说,但这些假说所描述的驱动力数量级均较小,不足以推动地壳运动;另外,大量实际地应力测量表明,水平主压应力在三个地应力分量中最大,被看作地壳“异常”压力,其机理也没有统一的认识。因此,有必要弄清楚地壳运动的动力来源是什么及为什么会出现这种水平应力占主导的现象。本文受背斜构造或石拱桥的侧向支撑的启发,通过地球模型受力分析得出,地壳作为球壳在自重下会相互挤压,在圆周方向产生很强的应力-周向应力。周向应力大于重力,且由重力派生,和实测的地应力特征是一致的。推测该应力在20km深处约为900MPa,足以驱动板块运动(>500MPa)。该力一直被当成独立于重力的构造附加力、地壳异常压力或碰撞力,这显然是个错误。因软流圈是可流动的,其上面的岩石圈只要存在薄弱带,该应力就会释放,板块之间从而产生相对运动。整个洋壳和拱桥类似,在该力的作用下,会在俯冲带处下插至陆壳深部,俯冲带就是岩石圈的薄弱区,它因此会承担部分甚至全部洋壳的重量。最后提出周向应力是地壳运动的唯一具有足够数量级的驱动力。