横向上强度发生变化的岩石圈可能源于不同机械性能的大陆的融合或岩石圈内部物质的演变。大陆岩石圈强度的横向变化是控制变形局部化的重要因素,也是控制板内山带变形历史和几何形状的重要因素。本文使用了弱岩石圈、中等强度岩石圈和强岩石圈三种不同强度的岩石圈,通过一系列的组合使岩石圈的横向上强度发生变化,进行三维和二维数值模拟实验,模型在特定的边界条件控制和重力扩展下变形,研究横向强度变化的岩石圈在伸展作用下的变形模式和地表形貌的演变。模拟结果表明,当横向强度没有发生变化时,地壳和岩石圈能够承受长时间的均匀减薄,地壳破裂形成正断层、地堑地垒等构造,如果岩石圈存在脆性上地幔,则脆性上地幔发生屈服,由脆性上地壳、韧性下地壳和韧性地幔组成的弱岩石圈均匀减薄最严重。岩石圈变形总是集中在较弱的岩石圈中,较强岩石圈的脆性上地幔未能发生屈服破裂,在发生上涌的韧性地幔和软流圈两侧形成两个地幔环流,若岩石圈两侧都受到伸展作用,则这个地幔环流会更加对称,韧性地幔和软流的上升流动驱动着地壳的变形,流动同时造成地表形貌随着时间变化。当较弱的岩石圈夹在较强的岩石圈中部且规模较小,地壳发生颈缩形成窄裂谷,当弱岩石圈较大则形成宽裂缝和伸展盆地等构造。当强度变化的岩石圈在两侧呈对称分布,则岩石圈界面发生倾斜,在较弱的岩石圈地壳因伸展破裂,莫霍面上移地壳局部减薄,从三维模型的地貌来看,在强度变化的岩石圈界面地表先下陷,之后又随韧性地幔而上隆。脆性和韧性地壳层以及脆韧性地幔岩石圈之间的机械耦合强烈地控制了表面构造,一旦较强岩石圈的脆性地幔局部破裂,脆性地幔发生颈缩,则在地表演化为窄裂谷构造,地表发生剪切和拉伸破坏。强度横向变化岩石圈在伸展作用下,岩石圈发生折叠弯曲,波长取决于强度变化的大小。这一系列模型有助于解释横向强度变化的伸展岩石圈一阶构造行为。例如岩石圈伸展盆地山脉、拆离断层、变质核杂岩和裂谷的演化行为会随着伸展岩石圈的强度变化而出现。