松辽盆地地壳热结构与深部热源条件

松辽盆地是中国中低温地热能的重点地热资源区。利用最新地震成像资料,结合重、磁、地热观测数据及盆地构造演化与地幔热流关系,计算分析了松辽盆地深、浅地层热量配分比例,莫霍面与居里面深度,盆地生热率结构。结果表明：(1)松辽盆地浅部地壳的地温场以传导传热为主;(2)盆地中心莫霍面上隆,但上地幔热流处于衰减回落状态,上地幔供热不足导致莫霍面温度相对周缘要低;(3)盆地中心居里面较深,与上地幔热松弛相关;居里面之上,受花岗岩较高放射性生热率影响,地温梯度较高;居里面之下,受地幔热流衰减回落影响,地温梯度下降。综上所述,中央坳陷区上地幔处于热流衰减的热松弛阶段,其对地表热流贡献小于上地壳放射性生热对地表热流的贡献,松辽盆地中部地表热异常成因主要是地壳上部的花岗岩放射性生热。     

中国南方区域地球物理及深部构造的若干特征

本文在分析区域重磁场的基础上，由重磁资料结合深部地震和大地电磁测深资料所得的莫霍面、居里面、磁性体顶面及上地幔低阻层顶面深度，探讨我国南方地区的岩石圈和地壳厚度变化以及地热构造和基底构造特征，从而阐述了全区各层次的深部地质构造特征。     

济阳坳陷上地壳速度结构与地热相关性研究

济阳坳陷及周边地区位于华北板块东部,是板内伸展沉积构造。目前研究区水热型地热资源开发利用程度较高,但上地壳热源传导机制研究较少,济阳坳陷及周边地区的高分辨率三维地壳速度结构有助于探讨该区热源富集规律。利用双差层析成像方法,获得了研究区三维地壳的速度结构,通过与地温场特征比对分析,认为上地壳速度结构与深部热源传导规律密切相关。根据反演结果,发现聊考-齐广断裂西北0～5km深度存在大规模低速层,这与区域厚度较大的沉积地层有关;聊城东部、埕宁隆起等区域表现为明显的高速异常,隆起区地温增温率明显高于凹陷区,这与储层下部地层导热能力有关;东营地区10km以下速度普遍较高,下地壳热流值贡献稳定;燕山晚期以来鲁中南部隆起对研究区地壳的拖拽拉伸是济阳坳陷内地热田最直接的构造影响因素,形成的多组地堑构造是水热型沉积盆地地热田边界的重要控制因素。     

浙江省深部地球物理研究新进展──屯溪—温州、诸暨—临海地学断面及区域重力研究成果

本文通过屯溪—温州、诸暨—临海两大剖面的重力、地磁、大地电磁的实测与研究。首次采用爆破地震、MT等当代物探新技术及综合物探等方法。横穿扬子、华南两微板块北东缘结合部，获取了地壳和上地慢结构的信息，指出浙江省域地壳呈5层结构，莫震面平均理深32km；发现了莫霍面附近的推覆析离构造。重新探讨了江山—绍兴等几条重要骨架断裂的位置与产状，确认了江山—绍兴、余姚—丽水断裂为超壳断裂。计算了剖面和浙东陆域区的火山岩厚度（一般在3km以内）；讨论了地壳深浅不同层次的主要推覆构造：在浙江区域地壳浅部存在江山—绍兴、江山廿八都—石浦、泰顺—黄岩3个推覆构造；证实浙江地壳深部构造总体框架为“两拗三隆”──浙北幔隆、萧山—常山鼻状幔隆、沿海幔隆、皖浙边界地幔坳陷及奉化—庆元幔坳陷等重要成果。为本区进一步开展地球科学研究，核电站等大型工程的选址，指导深部找矿提供了系统的综合物探资料，并对浙江一些基底构造进行延伸解释增强了结论的科学性。     

深地震测深揭示的济阳坳陷地壳结构特征

对穿过济阳坳陷的3条深地震测深剖面进行解释、对比分析显示,济阳坳陷地壳结构分为上、中、下3层,莫霍面深度在31 km左右,区域起伏变化不大,深浅部构造呈镜像对称关系。济阳坳陷内中地壳存在低速体发育,为其顶面滑脱层的发育以及滑脱构造的形成提供了必要条件,也导致上下地壳厚度的横向变化存在差异。惠民凹陷下方Pm震相之前出现P4震相表明,其莫霍面以壳幔过渡带形式存在;东营凹陷下方Pm震相尖锐,其莫霍面则表现为一级间断面性质,体现了不同凹陷深部壳幔作用的差异。结论表明,济阳坳陷地壳结构具有典型的华北地区地壳结构特征,上下地壳厚度横向变化差异与滑脱构造密切相关,而莫霍面性质差异与深部软流圈上涌以及下地壳小规模拆沉有关。     

板块构造单元划分方法探讨——以青藏高原为例

作者认为板块构造单元划分应遵循4个基本原则,即系统原则、时空原则、层次原则,综合原则。在此基础上,提出岩石圈板块、地壳板段、构造沉积环境、板片构造(薄皮构造)四级划分方案。青藏高原岩石圈厚度120—170km,地壳厚度大密度低,上地幔厚度小密度大,莫霍面呈一“盆地”状。上地壳厚15—30km;壳内低速层厚5—10km,呈南浅北深产出;下地壳平均厚25km,藏北、青南有明显分层,藏南与固体上地幔成突变,缺少壳幔层。壳幔混合层,埋深50—65km,厚度13—21km。固体上地幔,平均厚度50—70km。本文将青藏高原划分为5个板块(一级单元),7个板段(二级单元),30个构造沉积环境(三级单元),着重对主要板块构造单元包容的主要板段特征进行了分析与研究,对秦祁昆板块构造域的范围与演化特征给予了分析。     

沂源县南麻-悦庄盆地地热资源成因及开发利用前景分析

地热资源作为一种绿色、可持续利用的矿产资源备受关注。沂源县位于鲁中低山丘陵区,基岩大面积出露,大部分地区缺少地热形成的保温盖层,南麻悦庄盆地为中、新生代沉降盆地,是沂源县地热形成最为有利的区域。在分析南麻悦庄盆地地热地质钻探、岩屑编录、产能测试、水质化验,以及浅层地温孔测温等成果及数据资料的基础上,对盆地构造及地层发育特征、水文地质、地热地质、地温场特征等进行深入综合研究;发现寒武奥陶纪碳酸盐岩裂隙岩溶热储是盆地内主要热储层,推测在盆地东北部热储层温度最高可达60℃,盖层为其上的石炭纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪和第四纪地层,盆地沉降中心发育厚度超过900m,保温效果好,地热水来自盆地南部大气降水入渗后径流补给,热源以深部热流为主,断裂构造沟通深部热流也是盆地内热储层的增温热源之一,地热水中偏硅酸、碘化物含量达到医疗热矿水浓度。构造附近或交会处浅层地温明显升高的区域为进一步地热勘查的靶区,开发利用建议以地热为主题打造康养、旅游特色文化村（镇）。     

北部湾大陆边缘地壳结构特征

文章利用天然地震的PS转换波研究了北部湾陆缘地区的地壳结构特征.PS转换波测量表明:本区地壳内部存在4个明显的转换界面:PSC、PSG、PSM、PSM1,分别代表上地壳、中地壳底界以及Moho面(下地壳底界)和上地幔顶部的第一转换面.计算结果表明,本区上地壳厚约12 km,中地壳厚约9 km,下地壳厚约11 km,Moho面深约32 km.地壳厚度(或Moho面深度)由海向陆变厚(或变深),由内陆的灵山到海陆交界处的北海、合浦,Moho面深度(或地壳厚度)由34 km变为30 km左右.PS转换波测深结果还表明,本区内NE向钦防-灵山断裂、合浦-博白断裂以及NW向小董-合浦断裂向深部延至中地壳,属壳断裂性质.北部湾陆缘地壳性质上仍为陆壳,由陆向洋明显减薄,北部湾盆地发育于这一减薄陆壳的前缘,是由地壳进一步伸展减薄所形成的.     

山西分区地壳速度模型的建立及应用

将山西地区划分为北部、中部和南部3个区域,利用2009~2019年山西省及周边50 km范围内的地震事件波形资料,使用线性拟合、折合走时及Hyposat批量定位等方法确定各分区的地壳速度模型。采用批量定位比较残差、PTD方法测定震源深度及非天然地震事件检验等方法对分区模型进行验证,结果显示,相对山西2015速度模型,分区模型的适用性更佳,两者的差别主要体现在P波在上地壳和莫霍面的传播速度及莫霍面深度方面。分区模型显示,P波在上地壳的传播速度由北向南逐渐变小,而在莫霍面的速度则逐渐变大,莫霍面深度表现为北厚南薄。北部区域上地壳速度偏高,莫霍面速度偏低,地壳厚度较厚,可能是受大同火山的影响;南部区域上地壳速度偏低,推测是由于巨厚沉积层所致。     

豫西中新生代地球动力学探讨

以隆断区和断陷盆地地壳厚度的显著差异,隆断区与盆地分界的深大断裂（边缘断裂,与地幔斜坡对应）,隆断区和盆地的岩浆作用及现代地热活动,盆地沉降历史四个地质特征为依据,作者认为本区盆岭构造形成的动力学机制是：中新生代上地幔起伏和下地壳不均匀岩浆熔融并由此产生的岩浆作用和热能、重力地质作用等引起的物质膨胀和岩浆侧向上侵入、岩浆冷凝和体积收缩导致同沉积断层运动,形成本区盆岭构造。     

干热岩勘查评价指标与形成条件

干热岩具有利用率高、无污染、储量巨大、分布较广、持续稳定、安全性好等特点,被全球公认为在21世纪能够取代化石能源的一种最优质的、可再生的新型清洁能源。目前对于干热岩的成因机理还没有定论,而对于干热岩的勘探寻找、远景区的圈定以及资源评价也有不同的观点,为了有利于干热岩勘探开发,本文在综述前人研究工作基础上,总结归纳了干热岩勘查评价指标,几个重要的指标及其特征如下。第一个指标是岩石圈厚度和莫霍面埋深,岩石圈厚度较小并且莫霍面埋深比较浅,是评价干热岩远景区的一个重要指标。莫霍面埋深较浅指示深部热源（幔源热）更加接近地表,故埋深较浅（较薄的厚度）并具有上隆的特征有利于深部的热量向上传导,为干热岩的孕热环境提供良好的条件。第二个指标是居里等温面,埋深较浅的居里等温面是干热岩远景区一个重要的评价指标。居里等温面是地球内部一个非常特殊的温度（热物质）界面,它不仅能指示地下温度场的分布特征,还可指示地壳深部热能分布特征,对干热岩及地震的成因研究具有十分重要的意义;如果居里面埋深较浅,则热量传导到地表的距离比较短,深部的热流活动更容易向地表传送,不仅是有利的高温干热岩孕热环境,也有利于储存的热能快速向上传导。第三个指标为地温梯度,地温梯度较大是寻找干热岩远景区的一个重要指标;如果一个地区具有较高的地温梯度（≥ 35℃/km）,则随着深度的增加深部的地温增加较快,在相对较浅的地方就可以获得温度较高的岩石体。第四个指标是大地热流,大地热流值较大（≥ 75 mW/m2）就指示地球深部有存在高温岩石体的可能;大地热流是地温场的综合性热参数,能够准确地反映区域内的地温场特征。第五个指标是新构造运动,这也是人们寻找干热岩时容易忽略的一个重要指标。新构造运动包括火山、地震及活动断裂构造等。地震和火山是极具破坏性的自然灾害,两者的发生都表明了地球内部的热能汇聚到一定程度,从而打破了地球内部平衡状态而以地震或火山的形式把热量进行释放的地球系统行为。该指标中,如地震震级大（>3级）、震源深度浅（10~15 km）、频度大,火山活动时间新（活火山、休眠火山、中新世以来的死火山）规模大都说明地球深部存在不稳定的高热状态,易形成干热岩;如果能提前找到该区域的干热岩,可以先取出其中的热,那么地震和火山就有可能不会发生,这样可以达到取热减灾减排的作用。活动的深大断裂即能产生一部分热,也能将深部的热传输到浅部,尤其是活动性强的走滑拉张断裂,其深部具有韧性剪切特征,直接指示了深部的高温体的存在。第六个指标是高温温泉与气田等。温泉、气田的形成通常与深部的热储关系密切,一般认为地下水沿某个通道向下渗透接触到深部高温热储被加热后再沿某一通道流出地表而形成温泉;所以,温泉的出露指示了深部存在高温的岩石体（干热岩）;区域地温场异常明显,地表热泉等高温水热型地热田较密集的区域有望在深部寻找到干热岩,这也是一种就热（水热）找热（干热）的常规方法。作为固体矿产资源的干热岩,其形成具备四个必要条件:源、通、储、盖。第一个条件是要有丰富的动态热源如来源于深部地幔（幔源热）,来源于晚新生代活动的控热构造系统-活动的韧性剪切带,来源于地壳内的低速低阻体（中下地壳热）以及来源于高放射性中新生代花岗岩体（壳源热）。第二个条件是要有优良的导热通道,如壳内15~25 km低速层不仅是热源,同时具有将深部地幔热能向上传导的作用;软流圈地幔上隆时具活动性的深大断裂（深部具韧性特征、浅部具脆性特征）常常具有很好的导热功能;地壳浅表层次的脆性断裂系统往往不是干热岩的热通道,而是水热型地热能的导水、释热构造。第三个条件是要有巨大的储热岩石体,除埋深要适中（3~6 km）并具有较高温度（≥150℃）外,其规模要大（蕴含丰富的热能）,热导率大（>2 W/mK）,裂隙少（不含水或含少量不流动的水）;当然热储层可以是变质岩、岩浆岩,也可以为沉积岩。第四个条件是要有良好的保热盖层,盖层（被子）导热率低（< 2 W/mK）、厚度适中（>1 km）（具有良好的保温效果）,地温梯度高（≥40℃/km）、大地热流值高（≥70 mW/m2）（指示深部存在高温特征）是深部赋存有高温地热资源的必要条件。      

我国干热岩资源潜力区深部热结构

干热岩是潜力巨大的可再生能源,通过建立EGS试验场地开展干热岩资源开发示范工程是我国开发深部地热的前沿性、基础性工作。地壳深部温度是干热岩开发选址中首先考虑的因素,在重新编制中国大地热流图、居里面深度图的基础上,建立了东南沿海地区和青藏铁路沿线地区2个典型干热岩资源潜力区三维温度场模型,在不考虑热对流的情况下,模拟结果显示东南沿海4km深处的最高温度能达到165℃,青藏铁路沿线地区4km深处最高温度可达到380℃。同时,对比模拟结果和前人实测数据,分析了2个研究区不同的热成因机制,东南沿海地区以壳源产热为主,漳州地热田放射性集中层厚度10km,幔源热流所占比例为39.6%,青藏铁路沿线地区以幔源传导热为主,羊八井地热田放射性集中层厚度为6km,幔源热流所占比例为53.7%。通过与文献结果对比分析了模拟结果的合理性,模拟结果能够为我国干热岩靶区选址提供参考。      

四川盆地原油裂解气的有利地温场分布及其演化特征

为了确定四川盆地原油裂解气的有利分布区,利用镜质体反射率古温标重建了四川盆地的热演化史,分析了四川盆地下三叠统飞仙关组原油裂解的有利地温场分布范围及其演化特征。结果表明:四川盆地各构造单元自三叠纪以来的热流演化是不一致的,川东北地区热流在地质历史时期最低,川中地区热流也较低,而川西北和川西地区热流演化最高,这种差异与青藏高原隆升及峨眉山玄武岩地幔柱有关;四川盆地在二叠纪时期热流明显高于其他时期,但高热流持续时间较短,这主要受岩浆侵入的影响;四川盆地飞仙关组原油裂解气的有利地温分布区是不断变化的,侏罗纪末期其几乎遍及整个四川盆地,白垩纪末期其范围缩小,古近纪末期其收缩至川西和川中部分地区,现今范围则最小,主要分布在川西部分地区;控制原油裂解气分布区的主要因素是古地温场,尤其是地温最高时期的地温场,而与现今地温场的关系并不密切。     

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Deep Processes of Basin Evolution:A Case Study of the Southern Songliao Basin and Adjacent Area,NE China in Mesozoic-Cenozoic

In south of the Songliao Basin and adjacent area of NE China, there are several high conductive layers in crust and upper mantle. Those layers are interpreted as detachment and rheology, which represent some features of lithosphere, asthenosphere and Moho, and related to the crust-mantle structure of the continent in the study area. The differences of the crust-mantle structures in different places in the study area reflect the differences in the movement and evolution of asthenosphere, lithosphere and crust. The differences can be summarized as follows. (1) Along the south profile of MT, the buried depth of the surface of Moho is 31 ～34 km beneath the Liaohe Basin and 35～37 km beneath the west Liaoning area. Along the north profile of MT, the buried depth of Moho is 32～33 km beneath Changtu area and 36～37 km beneath Kailu area in southern Songliao Basin. The buried depth beneath the central of the Songliao Basin is 29 km.(2) The difference of thickness of lithosphere exists in the south area and the north area of Chifeng-Kaiyuan fault. The thickness of lithosphere is about 65～120 km in the south of the fault, thickening from east to west. The top surface of asthenosphere is highly uplifted in the Liaohe Basin and the highest point is about 65 km in buried depth. The thickness of lithosphere in the north of the fault is about 60～65 km, thinner about 25 km than that in the south of the fault (West Liaoning). Deep processes such as upwelling of mantle thermal flow, extension of lithosphere, underplating, and thinning and subsidence of crust, evidenced from the crust-mantle structures were the direct forces of the basin formation in the study area during the Mesozoic-Cenozoic.     

利用布格重力资料研究华北裂陷盆地地壳结构特征

通过对华北地区1∶50万布格重力资料进行小波多尺度分析,得到自地表至莫霍面不同空间尺度范围内地质体产生的重力异常。讨论各阶小波变换细节特性及相应地质构造特征认为,华北裂陷盆地的隆起、坳陷与重力异常的高、低存在明显的对应关系,并给出了它们的下延深度。分析结果显示,华北裂陷盆地内深大断裂两侧岩石密度存在较大差异。采用帕克法反演得到华北地区莫霍界面深度在29～42 km范围内,在太行山与华北平原交界地区存在明显的地壳厚度变化梯级带。     

南北地震带南段莫霍面重力反演研究

南北地震带南段莫霍面局部特征差异大,引用Parker-Oldenburg迭代反演算法分别在常密度模型和变密度模型下对该地区莫霍面进行反演研究。结果表明,变密度和常密度模型下南北地震带南段莫霍面总体形态特征基本一致,变密度模型反演结果更为精细,在高山地区变密度反演结果偏深。南北地震带南段地区攀枝花幔隆与东川幔陷特征显著,深部作用对区域构造地震活动具有重要影响。     

Three-stage tectonic subsidence and its implications for the evolution of conjugate margins of the southwest subbasin,South China Sea

To reveal the tectonic characteristics of the continental margins in the southwest subbasin(SWB) of the South China Sea,a long high-resolution seismic profile was studied using empty basin subsidence.We find that tectonic subsidence features on both margins are uniformly divided into three stages:(1) slow subsidence from Tg to 18.5 Ma(synrift stage);(2) extremely slow subsidence/uplift from18.5 to 16 Ma(spreading stage);and(3) accelerated subsidence from 16 to 0 Ma(post-spreading stage).This feature differs from the classic tectonic subsidence pattern of rifted basins,which exhibits fast subsidence during synrift stage and slow subsidence during the post-rift stage.The tectonic uplift occurred during the spreading stage and the magnitude increased from the continent to the ocean,which is likely related to mantle flow during seafloor spreading.We propose that lower crustal flow played a significant role in the tectonic evolution of the continental margins of the SWB.The lower crust of the SWB margins was warmer and therefore weaker,and more prone to flow beneath the faulting center,which compensated for the upper crustal thinning caused by brittle faulting during the synrift period and thus reduced the tectonic subsidence rate.During the spreading stage,faulting attenuated rapidly,and a necking zone appeared at the continentocean transition formed by lithospheric extension.With upwelling asthenosphere,small-scale secondary mantle convection occurred under the necking zone,which raised the continental margin isotherms and increased the buoyancy.Simultaneously,secondary mantle convection lifted the overriding crust,thus the overall subsidence rate decreased sharply or even reversed to uplift.After seafloor spreading,the effect of mantle convection faded away,and sediment loading drove the lower crust to flow landward.Thermal relaxation,lower crust flow,and vanish of secondary mantle convection together led to rapid subsidence in this stage.     

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