华南陆缘高热流区的壳幔温度结构与动力学背景

华南陆缘是我国重要的矿产、地热资源区.晚中生代以来,在太平洋板块西向俯冲,地幔热对流活动共同作用下,该区出现多期岩浆-热事件和大规模爆发式成矿作用.在前人研究基础上,本文利用地表热流观测资料、地震剪切波资料、重力位球谐系数,计算了壳-幔温度结构,分析了动力学背景.计算结果表明：华南陆缘东南沿海地带,地壳10 km以浅温度达200℃以上,居里点温度475℃,莫霍面平均温度550℃.地壳浅层较热,花岗岩中放射性元素衰变放热是地壳浅层地下水热活动的重要热源,但地壳总体温度不高,为"冷壳热幔"型热结构.地幔中,90 km深度,温度950~1250℃;120 km深度,温度1050~1400℃;150 km深度,温度1200~1450℃;220 km深度,温度1500~1700℃."热"岩石圈底界深度在110~150 km之间,西深东浅.岩石圈内,地幔应力场为挤压-伸展相间格局;岩石圈之下,地幔应力场为一个以南昌为中心、长轴NE-SW向的椭圆.分析认为,晚中生代以来,太平洋板块的西向俯冲,导致华南陆缘在区域性SE向地幔对流背景上叠加局域性不稳定热扰动,在175~85Ma期间,上地幔物质向上流动,形成不同的岩浆活动高峰期.同时,岩石圈地幔受俯冲洋壳流体的影响,含水量高,黏度小,在地幔流切向应力场作用下,岩石圈底界由西向东"波浪"状减薄.现今岩石圈之下仍具备地幔小尺度热对流温度条件,但除地表浅层外,地壳整体温度不高,岩石圈构造稳定.     

南海西缘走滑带中南段的热模拟研究

南海西缘以走滑断裂系统为特色,是南海各陆缘中结构构造最复杂、研究程度相对欠缺的海陆构造边界。针对南海西缘走滑带的热效应研究程度低、而该走滑带又对周缘含油气盆地的形成和演化意义重大的现状,对西缘走滑带中南段进行了热模拟研究。通过模拟软件Comsol计算西缘走滑带中南段在距今约30Ma时间尺度下因走滑摩擦生热而产生的温度和热流,结果表明,中南段越东-万安断裂在距今30Ma时间尺度下、70km深度范围内,由于走滑摩擦而产生的最高温度约为434℃,产生的最大热流约为55mW/m~2,而南段卢帕尔断裂在相同的时间尺度和深度范围内,由于走滑摩擦而产生的最高温度约为300℃,产生的最大热流约为40mW/m~2,与实测结果相比,误差控制在15%以内。该热模拟研究结果为研究西缘走滑带周缘新生代盆地中烃源岩的热史及成熟史提供了基础理论依据,对走滑带周缘盆地的油气勘探潜力评价具有一定意义。     

陕西关中盆地地热资源及壳幔温度结构的地球物理分析

陕西关中盆地地下热水资源丰富,是中国典型的隐伏型中、低温地热资源分布区。为研究关中盆地中、低温地热系统形成机理,认识深部热源条件,利用地球物理方法分析了该区壳幔温度结构。结果表明:计算得到的居里面平均深度为25.0 km,莫霍面平均深度为36.6 km,地壳平均地温梯度为22.60℃·km-1,咸礼断阶、西安凹陷、固市凹陷地壳地温梯度高于平均值,是地热地质条件较好的构造分区。咸阳、西安之下,上地幔存在向南下倾的高温带,咸阳北侧约175 km深度是一个温度大于1500℃的高温区;其上,莫霍面、居里面上隆,形成高温基底,加热沉积地层中的地下水。富平、渭南之间,上地幔存在“下沉”低温区,低温区北、南两侧约175 km深度分别对应温度大于1450℃的高温区;高温区之上,莫霍面、居里面上隆,形成聚热中心,为地表地热资源提供稳定热源条件。总体上,关中盆地新生代潜水受莫霍面、居里面上隆带入的地幔热量传导加热,热物质随莫霍面、居里面向上抬升,是盆地中、低温地热田的深部热源。上地幔流变边界层控制研究区重要的构造活动,此边界层受周缘构造带不同动力作用,在重力均衡调整过程中,导致深大断裂活动,进而引起地壳深、浅部水体沿断裂带热对流,形成带状分布热泉。     

苏拉威西地热特征的重、磁分析

苏拉威西海与苏拉威西岛地处西太平洋沟-弧-盆构造区,火山活动、板块俯冲与地震活动十分活跃.苏拉威西海于中始新世-晚始新世扩张形成,海盆向南倾斜,近一半始新世洋壳已俯冲消减于北苏拉威西海沟之下.苏拉威西岛于上新世-更新世早期拼接定型,火山活动不断,近期仍十分活跃.该区是西太平洋板块边缘南段研究火山地热条件、起始俯冲机制的最佳场所,具有重要的地热学和地球动力学研究意义.文章利用重、磁资料,结合133个热流数据,计算了苏拉威西海与苏拉威西岛周缘的莫霍面、居里面结构,分析了地温梯度、热导率分布特征.结果表明:该区莫霍面平均深度为18.4km,居里面平均深度为14.3km,与前人在苏拉威西海盆用双船折射获得的地壳速度分层结构相符;计算得到的平均地温梯度为4.96℃(100m)^?1,海区为高地温梯度、低热导率区,陆区为低地温梯度、高热导率区,与实测热流点地温梯度统计结果一致,变化幅值相近,其中,最高地温梯度带出现在苏拉威西海向苏拉威西岛过渡区,与向南移动的苏拉威西海盆扩张脊对应.重、磁、热综合研究发现,研究区地壳地温梯度较高,有利于俯冲起始活动,苏拉威西岛西侧的Palu-koro断层北段是可能发生起始俯冲活动的地点.此外,苏拉威西岛北支与岛东支在向北-西方向运动的过程中,速率不同,北支慢、东支快;深部构造动力方向不同,北支向北上倾、东支向北下倾.