中国大陆主要地质构造单元岩石圈地热特征.docVIP

 中国大陆主要地质构造单元岩石圈地热特征 洋1) 2) 熊亮萍2) 邓晋福1) 汪 汪集 ( 1) 中国地质大学 (北京) 地质矿产系 , 北京 ; 2) 中国科学院地质与地球物理研究所 , 北京) 摘 要 根据中国大陆的 800 余个大地热流值数据 ,作者研究了中国大陆主要地质构造单元的地热特征 。中国大 陆热流的空间分布以及其他岩石圈热状态参数均表现出明显的横向变化 ; 这些特征源于太平洋板块俯冲和印度2 亚洲碰撞导致的新生代构造热活动 。中国大陆各构造单元的地壳生热率亦表现出横向非均匀性 ,这意味着各构造 单元的地壳平均成分存在显著的横向变化 。研究表明 ,各主要构造单元的地壳力学强度和地震活动性均受其地热 特征的影响 。 关键词 大地热流 地壳生热率 有效弹性层厚度 中国大陆 大地热流和岩石圈地热特征的研究是岩石圈动 力学研究的一个重要方面 ,尤其是对于大陆构造 、地 震活动性 、岩石圈流变学性质和油气热成熟等方面 的研究更是如此 ,因为这些地质过程或性质都与岩 石圈内的温度分布密切相关 。 我们根据实测大地热流数据集 ,给出中国大陆 主要沉积盆地和其他地质构造单元的平均热流值 。 在此基础上 ,计算出各构造单元的岩石圈地热特征 参数 , 包括热岩石圈厚度和 30 km 处的地温值 ; 并 讨论中国大陆主要构造单元所经历的最后一次构造 热事件年龄及相关的地质意义 ; 以大地热流资料为 据 ,讨论中国大陆地壳生热率和化学成分的总体横 向变化 ;得出各地质构造单元的岩石圈力学强度及 其与中国大陆地震活动性空间分布的关系 。 研究中 ,我们剔除了热流数据集中那些受到浅 部热对流机制影响的数据 ( 因为这些数据不是传导 热流 ,不能代表岩石圈深部热状态) ,采用经验判据 来判断热流值是否可以采用 : 即如果大陆或大陆架 地区 的 热 流 观 测 值 小 于 30 mW/ m2 或 大 于 150 mW/ m2 ,则剔除该数据 ;然后 ,看数据的质量是否属 于 D 类 。D 类数据不能代表区域传导热流 ( 汪集扬 等 ,1990) ,所以对这些数据也不能采用 。热流数据 经筛选后 ,再计算各个地质构造单元的平均热流值 , 其值列于表 1 。构造单元的划分依照任纪舜 ( 1999) 主编的《中国及邻区大地构造图》。 中国大陆整体的平均热流值为 63 mW/ m2 ; 无 论是采用所有数据的简单平均 ,还是先求 1°×1°网 格的平均值 ,再计算所有网格的平均值 ,2 种方法得 出的结果是一致的 。该平均值的标准偏差亦都是 热流数据集及各地质构造单元平均 热流值 中国及其邻区的热流数据集 Ο , 其中中国大陆 部分包括 822 个数据 ;国外部分包括蒙古的 16 个数 据 、俄罗斯和蒙古境内的阿尔泰山脉的 75 个数据以 及国境外帕米尔 、喜马拉雅地区和泰国北部的近百 个数据 。这些国外数据是从 Pollack 等 ( 1993) 编撰 的全球热流数据集中析出的 。 1 15 mW/ m2 ;而参与统计的 1°×1°网格数为 252 个 。 中国大 陆 整 体 热 流 平 均 值 与 全 球 大 陆 平 均 值 ( 65 2 ) mW/ m 相比 ,非常接近 。但是 ,中国大陆各个构造 单元的平均热流值具有明显差异 。 2 表 1 中 H FD 为平均热流值 , 单位为 mW/ m ; t 30 km代表 30 km 深度的地温 ,单位为 ℃; H 为热岩 石圈厚度 ; h 为莫霍面深度 (据 Yuan , 1996) ; E E T 代表岩石圈的有效弹性层厚度 。 注 :本研究得到国家自然科学基金重点项目 ( No . 、中国博士后科学基金 、人事部博士后经费和中国地质调查局国土资源大调查地 质调查项目 ( K1 . 42122) 的资助 改回日期 2000211216 ;责任编辑 :宫月萱 第一作者 :汪 洋 ,男 ,1969 年生 ,博士 ,地热学 、地球化学和构造地质学专业 ,邮编 :100083 Ο汪 洋. 1999 . 中国大陆大地热流分析. ( 博士学位论文) 表 1 中国大陆主要地质构造单元岩石圈地热特征 Geothermal characteristics of l ithosphere of major geotecton ic un its in China Ma inland Ta ble 1 地壳平均生热率上限/μW·m - 3 构造单元 H FD t 30km H/ km h/ km E E T/ km 大陆盆地 : 柴达木 楚雄 鄂尔多斯 汾渭地堑 海拉尔 河淮 华北 ( 包括渤海湾和辽河盆地) 江汉及其周边