福建岩石圈的热结构

本文由福建硅热流值研究出发,探讨了热流省参数（qr,A,D）,并进而推算了岩石圈不同深度上的温度状态。笔者认为福建东部地区硅热流值偏高,岩石圈厚度较小,居理点深度较浅（大于27km）。热活动性较强,属微弱的地热正异常地区;而西部则反之,热活动性较差。然而,即使在闽东地区也不具备形成岩浆房、干热岩或高温热田的条件,无异常热源。广布的温泉是在微弱地热异常状态下,沿断裂通过地下木的深循环所造成的。     

大陆岩石圈的热结构及其意义

从国内外地热状态的观测研究方法及其进展入手,论述了岩石圈热结构的分布特点与板快的关系,区域性构造过程的复杂热效应,水文地质过程及其热效应,岩石圈的热状态及其决定的岩石圈的流变性,地球的热历史及其早期热结构。同时对加强我国大陆岩石圈热结构研究提出了具体建议。     

塔里木盆地岩石圈热-流变学结构和新生代热体制

塔里木盆地是我国特大型沉积盆地,也是“西气东输”工程的重要战略基地。利用盆地区大量的地温及岩石热物性参数并结合地热学知识分析了塔里木盆地的现代地温场、热演化和岩石圈热-流变学结构,并进一步讨论了地热场和岩石圈性质对成盆、成烃和成藏的意义。研究结果表明塔里木盆地现今平均大地热流为45mW/m2,平均地温梯度为18~20℃/km;整体上具有低温冷盆的特征。地温场的展布具有明显的横向差异,不同构造单元的地温场特征相差较大:坳陷部位具有较低的地温,隆起区具有较高的地热特征。热演化模拟表明盆地自成盆以来经历了从震旦纪—奥陶纪高热流(“热”盆)、志留纪—晚古生代热衰减(“热”盆向“冷”盆过渡)、中生代稳定的热演化(低热流“冷”盆阶段)、新生代岩石圈挠曲热演化等阶段。“热”岩石圈厚度为205~230km,有效弹性厚度(Te)达66±7km,脆-韧性转换深度为25~28km,岩石圈总强度为1.6×1013~7.8×1013N/m。盆地区的岩石圈表现为地温低、强度高的刚性块体,具有整体变形特征。受印度-欧亚大陆碰撞的远程效应影响,塔里木盆地作为刚性块体进行应力传递,盆地周边产生强烈变形,表现山脉的急剧隆升和盆地边缘的快速挠曲沉降。这一动力学过程造成地层内部流体趋于流向山前隆起带,并对油气成藏和分布具有重要的控制作用。     

渤海湾盆地中、新生代岩石圈热结构研究

本文以浅部沉积盆地热历史恢复结果为基础,结合地热学的有关理论计算得到渤海湾盆地中生代以来不同地质时期壳幔热流配分及莫霍面温度。结果显示,渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期达到两次地幔热流与地表热流之比高峰,其两期地幔热流占地表热流比例都超过65%。莫霍面温度在早白垩世晚期、古近纪中晚期及新近纪早期(仅在临清坳陷、沧县隆起和冀中坳陷)出现3次高峰,其温度分别为900～1100℃、820～900℃和770～810℃。本文的研究不仅揭示出白垩纪是渤海湾盆地岩石圈热结构的重要转型期,即由三叠纪和侏罗纪的"冷幔热壳"型转变为白垩纪以来的"热幔冷壳"型的岩石圈热结构,还揭示出渤海湾盆地在早白垩世晚期和古近纪中晚期发生两期强烈的构造裂陷作用。因此,本文的研究可以为中国东部大陆岩石圈地球动力学的研究提供地热学参数。     

岩石圈热—流变结构与大陆动力学

由于大陆内部存在上千公里宽的弥散边界变形带，板块构造理论用于解释新生代大陆内部的显著的构造变形遇到了困难。因此，探讨大陆岩石圈的构造变形机制、演化及动力学过程从而成为国际地球科学的热点研究领域---大陆动力学。大量的地震测深、地震层析成像技术的应用对岩石圈的精细结构研究，已揭示岩石圈结构和物质组成存在显著的横向非均质性。这种横向非均质性是地质时期内大陆岩石圈经历多期次构造-热事件叠加与改造所形成的。同时，也决定了岩石圈热-流变学结构的横向分块、纵向分层的特性。大陆岩石圈热-流变学结构非均质性及其构造继承性对大陆内部构造变形起控制作用。所以，大陆动力学应注重开展大陆变形的运动学、大陆岩石圈的热-流变学结构和大陆变形的地球动力学数值模拟研究。     

南华北盆地群岩石圈热-流变结构

结合南华北盆地群现代地温场资料和深部地震测深资料及岩石热物性参数,对南华北盆地群的热结构进行了研究。结果表明：南华北盆地群平均热流值为53.7 mW/m2,地幔热流为30～34 mW/m2,莫霍面温度为500～550℃,热岩石圈厚度为110～130 km。在此基础上,进行了岩石圈流变模拟,探讨了研究区的岩石圈流变特征及其地球动力学意义。南华北盆地群岩石圈强度为（7.6~23.3）×1012 N/m,具有显著的 “三明治”结构。上地壳表现为脆性变形,中、下地壳为韧性的流动变形。这一分层变形机制决定了南华北盆地群的成盆演化动力学过程。     

云南三江地区复合叠加型岩石圈热结构

云南三江地区三叠纪以来以陆壳块体间挤压逆冲推覆剪切为主要变形机制，在逆冲推覆作用形成山脉过程中，地表热流主要受下述三种热贡献控制：（１）放射性元素衰变产生的热；（２）逆冲断片运动产生的磨擦热；（３）深部热流从一个推覆断片向另一个断片的传导，据此建立了该区复合叠加型岩石圈热结构模式，这种模式不仅表征了区内岩浆岩、火山岩和变质岩的分布规律，而且阐明了构造作用了的统一的深部热背景。     

渤海盆地现今岩石圈热结构及新生代构造-热演化史

依据236口井共2 706组的静温数据以及25口井的系统测温数据,分析计算了渤海盆地地温梯度及大地热流;建立地壳分层结构模型,利用回剥法计算现今地幔热流、深部温度以及岩石圈厚度;在此基础上,利用地球动力学方法恢复本区热流演化史。结果表明：渤海盆地背景地温梯度为322 ℃/km,热流值为648 mW/m2;盆地现今热岩石圈厚度在61~69 km之间,地幔热流占地表热流的比例在60%左右,属于“热幔冷壳”型岩石圈热结构,盆地地壳底部或莫霍面温度变动在548~749 ℃之间;热流演化的特征与盆地的构造演化背景吻合,新生代以来盆地经历了3期岩石圈减薄并加热的过程,在东营组沉积末期热流达到最高(70~83 mW/m2）,这期间盆地内产出多期碱性玄武岩,表明盆地经历了波及地幔的裂谷过程,随后进入热沉降期,热流逐渐降低,盆地向坳陷型转变。     

东秦岭造山带岩石圈热结构及断面模型

东秦岭岩石圈热结构热状态十分不均匀,沿断面可分成华北地块、北秦岭、南秦岭、扬子地块四大块,南秦岭为“热区”,北秦岭为“冷区”。商丹断裂带具８１．３ｍＷ／ｍ２高热流值,是南北秦岭的分界线,是多期构造运动的活动带,是扬子地块与华北地块的缝合带。加里东期扬子地块向华北地块俯冲碰撞,印支—燕山期俯冲板片由于“去层状化作用”断开下沉,软流圈上侵,岩石圈上地幔变薄。后国华北岩石圈下部插入扬子俯冲板片中形成穿插构造,商丹断裂带成为现今向南倾的走滑断裂带。中上地壳有不同时期的大规模逆冲推覆体,断块向南叠置;下地壳缩短成“漏斗”状下滑,地壳增厚造成东秦岭造山带现今独特复杂的岩石圈五层结构模型。     

THERMAL STRUCTURE OF LITHOSPHERE IN THE QAIDAM BASIN, NORTHEAST QINGHAI-TIBET PLATEAU

THERMAL STRUCTURE OF LITHOSPHERE IN THE QAIDAM BASIN, NORTHEAST QINGHAI-TIBET PLATEAU     

中国大陆岩石圈的化学元素丰度

中国大陆岩石圈模型的面积９６０万ｋｍ＾２，平均厚度１１０ｋｍ，体积１０．６亿ｋｍ＾３，岩石平均密度３．０６４ｇ／ｃｍ＾３、总质量３．２４５×１０＾１８ｔ。在中国大陆地壳元素丰度的基础上，作者首次求出中国大陆岩石圈的元素丰度值。其质量丰度，厚子丰度和相对丰度列于表１。此外还按１０类（７８种）元素分别讨论中国大陆岩石圈的主要化学特征。     

NUMERICAL MODELLING OF LITHOSPHERE EVOLUTION IN THE NORTH CHINA CRATON:THERMAL THINNING VERSUS TECTONIC EXTENSION THINNING

The boundary between lithosphere and asthenosphere essentially represents a thermal boundary (the solidus).Temperature variation across this boundary can lead to the change of lithosphere thickness.In the case of elevated temperatures in a lithospheric layer above 1 200℃,partial melting will begin and the result of that is a thinned lithosphere.The other mechanism that can also thin lithosphere is extension.     

华北地区岩石圈三维密度分布

利用华北地区的2°×2°网格S波速度三维层析成像结果和15°×15°的网格平均布格重力异常,采用约束最小二乘方法反演,得到了华北地区岩石圈内6个层面上的密度分布结果.反演结果表明:华北地区岩石圈密度极不均匀,反映了区内强烈的构造活动特征;层内密度分布与大地构造有明显的相关性,不同的构造单元存在着密度差异,断裂带表现为密度异常梯级带;壳内存在着低密度层,华北地区地震的震源深度主要发生在这一深度上,可能与之相关     

中国岩石圈三维结构数据库元数据的设计与管理

中国岩石圈三雏结构数据库基于ArcGIS平台。为进行项目的空间数据规范化管理，通过时FGDC标准和ESRI规范的元素项作了适当取舍和简化。制定了项目的空间数据元数据标准，该标准和FGDC标准兼容；用ArcObjects编程实现了专用的元数据编辑器；编制项目专用XSL样式表。使用ArcGIS系统的同步程序及定制的元数据编辑器实现了空间数据的元数据管理。     

欧亚大陆及西太平洋边缘海岩石圈结构

根据欧亚大陆及西太平洋地区天然地震、人工地震及其他地学资料，采用多学科多手段进行综合反演，建立欧亚大陆及西太平洋边缘海岩石圈模型，对欧亚大陆及西太平洋边缘海岩石圈软流圈结构进行研究。探讨欧亚大陆及西太平洋边缘海板块结构及深部动力学问题。     

华北地区燕山期岩石圈减薄的深部过程

大陆动力学领域今后 10～ 15a的主要科学目标是 ,建立东亚大陆中新生代演化的动力学模型 ,为资源勘查、灾害减轻和环境保护提供新的预测与评价理论。未来 10～ 2 0a会诞生地幔分异作用与岩石圈成因的综合性理论 ,为建立这个理论 ,采用地质学、岩石学探针、地球化学、数字模拟等学科交叉 ,以岩浆构造事件序列和火成岩构造组合为主线 ,探索华北燕山期岩石圈巨量减薄的机制与过程 ,对流地幔物质和热注入陆壳诱发壳幔相互作用、大规模岩浆活动和岩浆热构造变形之间的反馈关系。以岩石圈巨量减薄的深部过程这个视角 ,为华北地区大地构造性质的巨大转换 ,即从稳定的克拉通突发地转变为造山带的“燕山运动”或“大陆活化”提供深部动力学的科学依据。     

南海北部大陆架盆地热结构

南海北部大陆架盆地地热研究发现,各盆地深部温度结构和地壳热流在地表热流中所占比例不均一。其中,珠江口盆地地壳热流贡献小于25%,由陆向洋方向递减;莺歌海盆地中部地壳热流贡献小于30%,向NE方向递增;北部湾盆地地壳热流贡献在38%~42%之间稳定变化。分析表明,此区各盆地热结构的不均一性与大陆架地壳减薄、软流圈热物质上涌等因素有关。      

论中国大陆岩石圈构造的基本特征

作者指出:中国大陆构造具有小陆块、多缝合带、软碰撞、多旋回缝合的特点,并受到古亚洲、特提斯、环太平洋三大动力学体系的作用。因此,中国及邻区大陆岩石圈经历了极为复杂的多层次镶叠式结构,以及多旋回分阶段的演化过程。在深入和具体地研究中国大陆时,必须把它放在全球构造的总格局中进行剖析,从中发现新的规律,以丰富和发展现代地球科学的理论,这是中国地学工作者的历史责任。