The collision model of the Crimean orogen - the experience of the finite element method

V V Gonchar

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v35i6.2013.116526

Abstract

Finite elements method is attracted for numerical modeling of crust deformation of Crimea Mountains within hypothesis of its collisional formation. Elastic and elastoplastic (Coulomb) ap-proaches are used. As a result next basic positions of collisional model are proved: 1) localized indenter compression of margin of Scythian plate from side of East Black Sea basin; 2) lateral extru-sion of south-west part of orogen; 3) ramp-obductional mechanism of interacting crust microplate with continental margin. Seismicity is explained as localization of plastic deformation in set of restricted subduction of mantle lithosphere and owerthrusting crust plate. Gravitational maximum within south-west margin of Crimea Mountains is connected to extensional zone of extrusive block, Alushta-Batun zone of magnetic anomalies is regarded as manifestation of crustal indenter moving responsible for collisional setting in Crimea.

Highlights

Получено близкое сходство между распределением деформации инденторного сжатия в модели и формой орогена Горного Крыма.
1. Схема тектонического районирования Циркум-Черноморского региона с указанием моделируемой области (покрыта сеткой треугольных элементов) (а); изолинии и оси деформации максимального сжатия ε1 плоской упругой модели инденторного деформирования Скифской плиты (б); сопоставление изолиний максимального сжатия с рельефом Горного Крыма (в): 1 — неподвижная граница в модели; 2 — вектор заданного конечного смещения; 3 — проекция уступа континентального склона (ЗЧВ и ВЧВ — Западно- и Восточно-Черноморская впадины).
2. Модель упругопластического деформирования участка плиты со свободной южной границей, демонстрирующая эффект латеральной экструзии: а — векторное поле смещений; размеры векторов увеличены в 2 раза, штрихпунктирной линией выделен экструзивный блок, белая стрелка обозначает общее южное смещение свободной границы в результате экструзии; б — изолинии эквивалентной деформации; пунктирной линией в юго-западной части обозначен правосдвиговый разлом; в, г — поле осей главного сжимающего напряжения модели в сравнении с реконструируемыми направлениями главных сжимающих (в) и растягивающих (г) напряжений Горного Крыма (по [Муровская, 2012; Гончар, 2013]).