橫移壓縮作用引致黏彈性褶皺生成機制數值模擬初探

台灣島的新地體構造主要是受到歐亞板塊與菲律賓海板塊的斜聚合導致的蓬萊造山運動所控制,以8.2 cm/yr的速度,朝305-310°的方向移動(Yu et al., 1997)。陳建華(2001)以砂箱物理模型實驗及三維彈性數值模擬分析結果比對至臺東縱谷西部地區及臺灣東南部地區之地表地形與地質構造,此二地區由南往北褶皺構造之型態及空間分佈情形,也與前人研究所述,其板塊碰撞之壓縮位移所佔比例有由往南往北漸增之結果相同(Lu et al., 2002)。 由前人研究中(Yu et al., 1997),可知菲律賓海板塊以8.2cm/yr的速度向歐亞大陸板塊擠壓,因此對於應變速率對不同橫移壓縮條件下對褶皺產狀之影響為何,為需探討之問題。本研究中藉由Schmalholz & Podladchikov(1999)對黏彈性褶皺行為區分之理論,找出應變速率快或慢之定義。並由三維黏彈性數值模擬之結果來與臺灣東南部之褶皺型態比較,期望能更了解臺灣東南部現生褶皺構造是處於何種應變速率之條件下所生成。 由二維黏彈性材料數值模擬之結果與Schmalholz & Podladchikov (1999)之理論比較,定義出將當時之介質之黏滯係數倒數值來作為進入黏彈性褶皺波長形成受黏性阻抗比影響之應變速率門檻值,來作為所謂應變速率『快』或『慢』之依據:(1)當褶皺發生時之波長受彈性阻抗比所主控時,此時之應變速率是屬於『快』之狀態;(2)當褶皺發生時之波長受黏性阻抗比所主控時,此時之應變速率是屬於『慢』之狀態。 由三維黏彈性材料數值模擬中,以不同應變速率及不同橫移壓縮比例下之模擬結果,菲律賓海板塊擠壓歐亞大陸板塊之作用應該為應變速率為『慢』之情況下,而造成臺灣東南部之地形及地質構造型態。

作者:胡啟文