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热流、热结构与热-流变结构 栏目所有文章列表
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1.
渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构与热流变学演化
邱楠生,许威,左银辉,常健,刘春黎
地学前缘 2017, 24 (
3
): 13-26. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.002
摘要
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文章主要利用中—新生代热史、地壳分层结构以及流变学参数,模拟计算渤海湾盆地中—新生代岩石圈热结构和热流变结构演化特征。结果表明,盆地由三叠纪—侏罗纪时期的“冷幔热壳”型岩石圈热结构转变为白垩纪至今的“热幔冷壳”型岩石圈热结构。从济阳坳陷岩石圈热流变结构演化特征来看,中生代早期上地壳上部、中地壳上部及上地幔顶部表现为厚的脆性层;早白垩世初期中地壳上部及上地幔顶部的脆性层完全转变为韧性层;晚白垩世开始,中地壳上部出现薄层的脆性层;古近纪早期中地壳上部脆性层变薄变浅;现今则除了发育上地壳上部、中地壳上部脆性层外,上地幔顶部开始在浅部发育薄的脆性层。中—新生代岩石圈总强度演化表明在早白垩世晚期和古近纪早期经历了两期减弱,中生代早期岩石圈总强度远大于中侏罗世之后的岩石圈总强度。岩石圈热流变结构和强度演化与华北克拉通破坏过程中岩石圈厚度的变化具有良好的对应关系,从侧面反映太平洋板块俯冲和回撤导致华北克拉通东部破坏的地球动力学过程。因此,岩石圈热流变结构可以为盆地形成、大陆边缘和造山带等的动力学演化过程研究提供科学依据。
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2.
南沙海槽岩石圈热-流变结构与动力学演化分析
张健,董淼,吴时国,高玲举
地学前缘 2017, 24 (
3
): 27-40. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.003
摘要
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南沙海槽前陆盆地是我国南海南缘陆架区重要的含油气盆地,海槽之下陆壳减薄的原因、前陆区逆冲推覆构造的变形机制是南海地球动力学研究的重要科学问题。利用地震、重磁、地热观测资料,依据地震沉积地层分析、重磁反演分析、地幔流应力场分析、热流变学分析方法,文中计算了南沙海区地壳结构特征、南沙海槽逆冲推覆热流变学结构。结果表明:南沙海区Moho面深度在18~26 km,其中海槽区Moho面最浅,由海槽中心向东南至陆坡,Moho面由20 km快速下降到26 km深度,说明南沙海区陆壳结构曾发生过强烈的构造变动。南沙海区地壳累积流变强度FC与岩石圈累积流变强度FL之比小于80%,显示为一个整体陆壳地块,岛礁区大部分地段地壳热流QC与海底热流Q0之比大于60%,为“热壳冷幔”型热结构,而海槽区情况正相反,QC/Q0小于40%,为“冷壳热幔”型热结构。南沙海槽Moho面温度在300~700 ℃,地壳整体温度较低,地温梯度在垂向上高、低相间成层分布,地壳浅层地温梯度在15~30 ℃/km,深层地温梯度大于45 ℃/km。南沙海槽南北两侧应力分布特征不同,北侧挤压,南侧伸展。北侧挤压区,地层挤压收缩量由深向浅减小,南侧伸展区,地层伸展量由深向浅增大,类似手风琴风箱结构。北侧黏滞系数高、流变强度大,南侧黏滞系数低、流变强度小。南侧的黏滞系数、流变强度大约比北侧低2~3个数量级,因此南沙海槽南侧比北侧更容易发生构造变形。由计算结果推测,南沙Moho面起伏或陆壳减薄与“地壳重力均衡作用”和“地幔热隆升作用”有关,海槽东南缘逆冲推覆体构造变形机制主要是“地壳缩短”作用,其次是“重力滑脱”作用。文中没有涉及南沙陆块不同地质时期Moho面、“地壳均衡”、“地幔热隆升”之间的演化关系,也没有涉及南沙海槽基底变形中“弹性挠曲”和“逆冲推覆”之间的关系。
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3.
塔里木盆地的热流、深部温度和热结构
刘绍文,李香兰,郝春艳,李旭东
地学前缘 2017, 24 (
3
): 41-55. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.004
摘要
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354
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盆地热状态研究不仅对于探讨盆地成因演化动力学具有重要约束作用,也能为盆地油气资源评价提供基础地热参数。塔里木克拉通是我国三大古老陆块之一,其上叠合发育了我国内陆最大的海相沉积盆地,油气潜力大,是当前油气勘探的主力区块。塔里木盆地热状态早期研究都基于石油钻孔的试油温度数据,由于缺乏稳态的高精度地温测量,制约了对盆地精准热状态的认识。我们近年来对塔里木盆地开展了高分辨率稳态深井温度测井,并结合大量的岩石热物性参数测试,深入分析了塔里木盆地现今热状态及深部热结构特征。塔里木盆地地温梯度在15~30 ℃/km,热流为26~66 mW/m2,平均热流为43 mW/m2。相比其他盆地而言,塔里木具有低温冷盆的热状态,并与世界上典型的前寒武克拉通具有相似的地热背景。塔里木盆地自二叠纪以来无大的构造热事件扰动,因故整体热状态偏低,盆内局部热异常与局部构造、基底形态或岩性横向差异引起的热折射效应等有关。塔里木盆地深部地温的横向分布特征受到盆地基底格局控制,盆地1 000 m埋深处的温度为29~41 ℃,平均为35 ℃;3 000 m的温度为63~100 ℃,平均为82 ℃;5 000 m的温度为97~160 ℃,平均为129 ℃。盆地古生界海相烃源岩底界埋深处的地层温度整体仍处于液态窗之内。塔里木盆地长期的低温背景和深埋过程是盆地油气形成和保存的关键地热条件。塔里木盆地热流配分表明,地壳热流占地表热流的主导,其中,沉积盖层的放射性生热约占盆地地表热流的20%,估算的地幔热流为6~15 mW/m2,这一范围与世界上前寒武克拉通的地幔热流一致。塔里木盆地和青藏高原存在显著的地热差异,且这一继承性热差异可追溯至印度欧亚大陆碰撞之前,地热差异引起两大构造区的深部岩石圈的流变学和强度存在强烈的非均质性,从而造就了目前观测的差异活动构造格局。
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4.
南海北部陆缘热流变化特征及其影响因素分析
施小斌,于传海,陈梅,杨小秋,赵俊峰
地学前缘 2017, 24 (
3
): 56-64. DOI:
10.13745/j.esf.2017.03.005
摘要
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热流调查和构造热演化数值模拟是油气地热研究不可或缺的重要内容。沉积盆地在其演化过程中往往叠加了特殊构造事件。通过热流调查和构造热演化数值计算可以更好地约束这些特殊过程,重建更为真实的构造热演化历史。该文通过对南海北部琼东南盆地和珠江口盆地中段热流变化特征分析和构造热演化数值模拟,探讨了影响其热流变化的主要因素。结果表明,琼东南盆地可分3个热流分区:北部陆架与上陆坡区(50~70 mW/m2)、中央坳陷带深水区(70~85 mW/m2)和盆地东部深水区高热流带(>85 mW/m2);珠江口盆地中段从陆架往海盆方向热流呈阶梯式抬高,西江凹陷平均热流为55 mW/m2,番禺低隆起为58 mW/m2,白云凹陷为70 mW/m2,下陆坡区为85 mW/m2;陆坡区高热流不仅与岩石圈强烈减薄相关,而且还受到岩石圈破裂时引起的深部热物质上涌的影响,后者对现今陆坡区还有约20 mW/m2的热流贡献;琼东南盆地东部高热流值则主要受到晚中新世以来的岩体侵位热事件的影响,岩体侵入热事件对现今热流值贡献可达10~25 mW/m2。分析表明,在南海深水盆地开展构造热演化数值计算时,需要考虑沉积过程、海底扩张以及岩浆活动等影响因素。
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