Strength and elastic thickness variations in the Arabian Plate: A combination of temperature, composition and strain rates of the lithosphere
Strength and elastic thickness variations in the Arabian Plate: A combination of temperature, composition and strain rates of the lithosphere
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阿拉伯板块的强度和弹性厚度变化：岩石圈温度、成分和应变率的组合
DOI：
10.1016/j.tecto.2017.03.004
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
2.9
通讯作者：
Al-Arifi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Tesauro;Kaban;M. K.;Petrunin;A. G.;El Khrepy;Al-Arifi
阿拉伯板块在地形、地震速度和上地幔密度结构方面表现出强烈的地盾和地台不对称性。这种不对称性也导致这些块之间的显着流变差异，所揭示的有效弹性厚度（EET）的估计，使用光谱重力法。然而，由于各种因素，这些估计可能有偏差。因此，其他方法的基础上的岩石圈结构的直接流变学模拟应该被用来验证这些结果。在这项研究中，我们使用最近的岩石圈模型，重力场和地震层析成像的综合解释的基础上，校正从地震速度反演得到的初始热模型，假设一个统一的组成。最新的地壳模型的阿拉伯板块一起使用的结果来构建两个替代模型的强度和EET的岩石圈。第一个模型（模型I）假设应变速率为10− 15 s − 1的常数。在第二个模型（模型II）中，我们使用的应变率从全球地幔流模型。模型I证实了盾牌和平台刚度的不对称性。与此相反，模型II表明，可变应变率的影响导致了显著增加的强度和EET的中部和东部的盾牌和以前的研究相反，揭示了阿拉伯板块的大部分是一个长期稳定的构造特征，主要特点是大EET值（≥ 70公里）。
The Arabian Plate shows a strong asymmetry between its Shield and Platform, in terms of topography, seismic velocity and density structure of the upper mantle. This asymmetry also results in significant rheological differences between these blocks, as revealed by the effective elastic thickness (EET) estimates, obtained using a spectral gravity method. However, these estimates may be biased due to various factors. Therefore, other approaches based on a direct rheological modeling of the lithospheric structure should be employed to verify these results. In this study, we use a recent model of the lithosphere, based on an integrative interpretation of the gravity field and seismic tomography, to correct an initial thermal model obtained from the inversion of seismic velocity, assuming a uniform composition. The results are used together with the most recent crustal model of the Arabian Plate to construct two alternative models of strength and EET of the lithosphere. The first model (Model I) assumes a constant value of 10− 15s− 1for the strain rates. In the second model (Model II), we used the strain rates obtained from a global mantle flow model. Model I confirms the asymmetry in the rigidity of the Shield and Platform. In contrast, Model II shows that the influence of the variable strain rates causes a significant increase in the strength and EET of the central and eastern part of the Shield and in contrast to previous studies, reveals that most of the Arabian Plate is a long-term stable tectonic feature, predominantly characterized by large EET values (≥ 70 km).
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M. Kaban;W. Mooney;A. Petrunin
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