干热岩控热构造系统厘定与类型划分

为了研究干热岩成因机理,综合分析了干热岩形成背景、控热构造系统及尺度.地球中的干热岩具有特殊的形成构造背景,控热构造对干热岩热能的传输与聚敛具有很重要的作用,导致岩石圈不同热结构和热异常.控热构造可划分为生热、导热、储热和释热构造.生热构造包括地幔软流圈底辟,具有大量高放射性元素的岩浆房,活动性的深大断裂等;中、下地壳脆韧性转换带,活动的韧性剪切带是导热构造;中、下地壳的低阻高导体,韧性剪切流变层既是导热层,也是储热构造;火山、地震、浅表层次的活动断裂等为释热构造;控热构造的类型受到构造尺度和构造背景的限定.由于地壳中控热构造分布状态及发育特征差异较大,从而导致干热岩等地热能资源在地壳中的埋深、规模、热量以及分布状态等也有较大差异.      

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。     

华北克拉通破坏动力学过程研究中的几个构造问题

华北克拉通破坏问题,是通过对古生代时期和新生代以来华北东部岩石圈厚度、热状态、岩石圈地幔组成与时代等特征的比较研究中,逐渐认识到的一个重大的大陆构造动力学问题。岩石圈厚度的巨大变薄是克拉通破坏的重要标志之一,已有的构造动力学模型从不同角度着重讨论了克拉通岩石圈是如何减薄的问题,但由于岩石圈减薄远不是克拉通破坏的全部,因此,即使已有动力学模型可以对减薄过程给出比较合理的解释,也还难以成为克拉通破坏的综合动力学模型。文中针对目前流行的华北克拉通岩石圈减薄动力学模型存在的问题,提出了在构建克拉通破坏综合动力学模型时需要关注的一些主要构造问题:(1)从构造变形、沉积作用、火山活动及其事件序列特征角度,甄别和评价主动裂谷作用和被动裂谷作用在克拉通破坏过程中所发挥的作用;热 化学侵蚀岩石圈减薄模型可能需要与上述裂谷作用模型相结合,才可能成为克拉通岩石圈破坏的候选模型。(2)从拆沉相关岩浆侵入和火山活动时空演变规律、地壳表层快速隆起及相关沉积作用和构造变形、地壳热状态异常、拆沉引起的热弱化地壳对区域应力场的响应、拆沉导致的局部应力场模拟等方面展开研究,检验、充实或修正岩石圈拆沉模型。(3)从区域构造变形和相关沉积作用、火山活动相结合的综合研究角度,探索华北克拉通的破坏是在古老克拉通基础上的直接破坏,还是在古老克拉通基础上经历了造山作用过程之后的造山带伸展垮塌,这是涉及华北克拉通破坏动力学模型建立的根本问题之一。     

鄂尔多斯盆地早白垩世构造热事件形成动力学背景及其对油气等多种矿产成藏（矿）期的控制作用

华北克拉通中西部中生代晚期早白垩世是否存在岩石圈减薄是地学界普遍关注的重大地质问题。本文在作者多年来对鄂尔多斯盆地构造热演化史研究的基础上,充分收集了近年来前人研究的成果及进展,对鄂尔多斯盆地现今地温场、地壳结构、构造热事件、深部热岩石圈厚度、早白垩世火成岩活动期次、构造热事件形成机理及构造热事件与多种矿产成藏成矿关系方面进行探讨。鄂尔多斯盆地现今地温梯度及大地热流中等,属中温型盆地,现今地温场受现今地壳、岩石圈厚度较厚控制。通过对构造背景、古地温恢复、火成岩活动及热岩石圈厚度恢复等资料分析发现早白垩世太行山以西的山西地块及鄂尔多斯盆地处于拉张背景,早白垩世地温梯度高,存在古地温异常及热事件。早白垩世鄂尔多斯盆地热岩石圈厚度明显较现今岩石圈厚度薄,表明华北克拉通中生代晚期以来岩石圈减薄的西界可推到鄂尔多斯盆地。华北克拉通中西部鄂尔多斯盆地周缘、华北克拉通中部山西地块、华北克拉通中西部南缘早白垩世火成岩形成时间相同,岩浆侵入和喷出的时代主要集中在138～108Ma,反映在燕山晚期早白垩世华北克拉通中西部存在一期较为强烈的热事件。火成岩地球化学分析表明火成岩来源为地幔,反映岩石圈处于拉张背景。早白垩世热事件发生的时间与华北克拉通岩石圈减薄的峰期年龄相一致,表明华北克拉通岩石圈减薄作用在华北克拉通中西部广泛存在。早白垩世构造热事件发生的根本原因在于鄂尔多斯盆地岩石圈深部热活动增强,深部软流圈物质上涌,岩石圈厚度减薄。通过对油气、煤、铀等金属矿产成矿(藏)时代与热事件的对应关系分析发现鄂尔多斯盆地油气、煤、铀矿产及华北克拉通中西部金属矿产的形成受控于早白垩世构造热事件及岩石圈拉张减薄的深部热背景,主要成藏(矿)期均为早白垩世,成藏、成矿具有爆发式及同时性特点。     

中国大陆岩石圈结构、盆地构造和油气运移探讨

文中在研究了中国大陆壳内与上地幔高导层的分布和成因的基础上 (由于篇幅所限 ,中国大陆壳内与上地幔高导层分布及其成因在另文给出 ) ,首先对中国大陆岩石圈热状态和地壳热状态进行了定量分析 ,提出了冷、热岩石圈 ,冷、热地壳和冷、热盆地的概念 ,根据岩石圈的变形、热状态和构造活动性 ,提出了刚性岩石圈和塑性岩石圈的概念 ,根据岩石圈的动力学特征对中国大陆盆地进行了分类研究。在此基础上 ,对处于不同地区的大型盆地的构造特征和油气运移规律进行了分析。阐述了前人各种油气模式及其存在的问题后 ,探讨了地壳深部热流体对油气的生成和运移的作用。最后 ,认为在有壳内高导层的盆地中 ,深部流体可向上地壳中的生油和储油层提供大量的热流体 ,并产生高流体压力 ,对油气运移起了主导作用。     

关于深部地质研究的几个问题(续)

三、岩石圈的研究目的和意义是什么?答:岩石圈的研究是一项基础研究,其主要目的在于:查明地壳的结构和构造,了解地壳的成因和演化.岩石圈的研究可分成以下课题:岩石圈结构与物理地质;地壳的应力状态;应变积累和释放;隆起和下沉;岩石圈板块的运动和内部变形,以及岩浆的生成、侵入和喷出.由于大陆上每一次构造活动均留下了它本身的痕迹,因此造成多次重叠的褶皱、断裂和块状构造.那么利用大洋地壳和上地幔     

叠合盆地深层构造—热演化研究方法:以四川盆地为例

与简单盆地和叠合盆地中-浅层相比,叠合盆地深层往往缺乏镜质体反射率等传统古温标,海相碳酸盐岩层次往往缺乏磷灰石、锆石等重矿物而无法开展裂变径迹和（U-Th）/He分析,而且经历了多期复杂热史,古温标早期热记录被后期构造-热事件叠加改造,因此单一古温标和单一的热史恢复模式难以满足叠合盆地深层构造-热演化研究。本文从沉积盆地构造-热演化基本研究方法入手,着重介绍了发展迅速的多种显微组分荧光分析（FAMM）和二元同位素技术。针对叠合盆地深层多期复杂热史恢复的难点,以四川盆地为例总结了开展叠合盆地深层构造-热演化研究的思路和工作方法。叠合盆地深层构造-热演化研究应坚持今古地温场并举、盆地热演化与区域构造演化相结合、地质-地球物理-地球化学三位一体的总体工作思路,多温标耦合,正、反演结合,既考虑岩石圈热演化的动力学规律,又考虑该演化过程对盆地基底沉降、地层发育、古温标热演化程度的影响,只有这样才能保证叠合盆地深层构造-热演化研究结果的可靠性。     

中国东部岩石圈减薄与同期盆-山耦合动力机制的模拟研究

从中国大陆新生代构造-地貌发生重大改变的地质事实出发,针对中国东部岩石圈减薄的演化过程,构建力学模型,考虑岩石圈各圈层蠕变机制,用数值模拟方法,定量研究同期盆-山耦合的深层动力学机理,对地学研究提出的盆-山伸展动力学模式进行了理论探讨和验证.研究表明,岩石圈的增厚、减薄与岩石圈下部的热活动、热对流关系密切,是同期盆-山伸展耦合体系形成的重要影响因素之一.盆-山体系的热对流动力边界条件,需要同时考虑上浮力和剪切拖曳力的作用,才能形成与实际构造-地貌相符的形变、应力条件,缺一不可.对岩石圈蠕变特征的研究表明,在受恒力作用时,各圈层岩石中的应力、应变随时间改变,初期迅速增加,到达峰值之后平稳下降.应力的松弛现象对研究构造活动中一些常见的地质现象十分有意义.      

活化构造与克拉通破坏的动力学机制研究

热能聚散交替、地幔蠕动是构造–岩浆活化理论创建初期提出的动力学机制假说。深部地质研究开拓了岩浆活化构造动力学研究的深度。许多地球化学家和地球物理学家对中国中新生代构造演化的研究,给热能聚散交替、地幔蠕动假说提供了科学证据。近20年来对华北克拉通破坏的动力机制研究,促进了构造–岩浆活化动力学机制研究的深入。构造–岩浆活化的动力学过程如同克拉通破坏一样,是一个复杂的地质过程:从稳定的地台区到地台活化区,其动力体制的转化既具有渐变到突变的特点,又是呈阶段性发展的;既有时间上的阶段性又有空间上的迁移性。在由地台阶段向地台活化阶段转化的过程中,上地幔化学结构由亏损状态向富集状态转化,地幔交代作用是导致地台活化的先驱事件。中国东部大陆岩石圈减薄的事实证明,控制岩石圈破坏过程中物质交换与能量转换的关键部位发生在壳幔过渡带。通过大陆岩石圈中孔隙波的产生和传播,地幔物质和热量通过壳–幔过渡带传输到地壳中去,导致东部大陆地壳的构造–岩浆活化。由于孔隙波造成物质和热流的向上运动,导致大陆岩石圈热结构发生调整。为了探讨这一机制所导致的上涌流对大陆岩石圈中热结构模式的可能影响,在岩石圈尺度范围内通过数学运算推导出了与上涌流有关的传热问题的理论解。由理论和数值分析获得不同上涌流条件下的大陆岩石圈不同热结构模式与依据地球物理、地质资料获得的大陆岩石圈热结构模式十分吻合。大陆岩石圈内传质传热模型与热能聚集、地幔蠕动是一致的。华北克拉通破坏(地台活化)的数值模拟实验与地质事实证明这是一种主动活化,反映了地幔传导热流与上涌流速率在华北克拉通岩石圈破坏过程中起着的重要作用,而华北克拉通边缘的板块活动是克拉通破坏的导火线。     

大陆构造与动力学研究的若干重要方向

为了建立新的地球观，当代地学界把主要科学目标瞄准大陆动力学。大陆构造是大陆动力学的核心领域，涉及到盆地和造山带的形成与演化、大陆岩石圈三维层块结构、大陆下地壳的热状态和流变状态、大陆地震成因和大陆地壳运动的动力来源等一系列重大课题。随着多学科的联合攻关和新技术、新方法的应用，在上述研究领域取得的新突破将导致大陆动力学新理论的诞生，并推动固体地球科学迅速发展，以至带来新的地学革命。     

大别山腹地燕山期岩浆作用和变质作用的同位素年代学研究及其地质意义

本文通过对大别山腹地的花岗岩、混合岩和变质岩的实地观察,并利用钾-氩,氩-氩和铷-锶等不同方法所进行的同位素年代学研究,证明大别山区于133—117Ma之间,曾发生过一次强烈的构造岩浆热事件。在这一构造岩浆热事件中,伴随着深度可达下地壳或更深层的多层次由北东向南西的逆冲型韧性剪切变形,表明当时大别山区仍处于强烈的深层陆-陆叠覆造山作用之下。经这一构造热事件产生的具角闪岩相的变质岩、混合岩及代表深层次的构造变形,现已出露地表,证明由大别群所组成的地块,绝不是长期边受剥蚀的隆起陆块或地盾,大别山现今的面貌,是近100Ma以来才形成的。     

东海陆架盆地西湖凹陷岩石圈热流变性质

为了探讨东海陆架盆地西湖凹陷岩石圈热流变性质,本文以实测地温数据为依据,模拟西湖凹陷岩石圈热结构,在此基础上,应用流变学原理模拟确定西湖凹陷岩石圈流变性质。结果表明,西湖凹陷岩石圈为一个冷地壳-热地幔、强地壳-弱地幔的"奶油蛋糕"型岩石圈。西湖凹陷平均地表热流密度为71 m W/m~2,地幔热流密度为40~65 m W/m~2,对地表热流密度的贡献度达73%~79%,地表热流受地幔热流控制,莫霍面温度在700℃左右,热岩石圈平均厚度为66 km。西湖凹陷岩石圈流变分层明显,上、中地壳基本为脆性层,下地壳和岩石圈上地幔为韧性层,岩石圈总流变强度平均约为2.65′10~(12) N/m,其中地壳流变强度为2.12′10~(12) N/m,地幔流变强度为5.29′10~(11) N/m,有效弹性厚度为11.7~14.5 km,地壳的流变性质控制了岩石圈的流变行为。此外,西湖凹陷岩石圈总强度较低,在构造应力作用下易于变形,且存在壳幔解耦现象。西湖凹陷岩石圈热状态及流变性质决定了西湖凹陷东部地区主要以浅部地壳的断层滑动和地层破裂来调节深部的构造应力。     

地球动力学研究中的地壳深部原地应力测量

一、引言原地应力测量对矿山开采、地下建筑工程、水利水电工程的设计与施工、油气田和地热能的开发利用、核废料处理、核电站建设及工程稳定性评价等具有重要的实际意义. 近年来,随着地应力测量的进展和资料积累,地应力测量日益受到重视.地壳内的各种地质构造现象和地震,及其伴生的物理化学现象都与地壳应力的作用密切相关.地球动力学与构造地质的研究,如岩石圈板块的驱动机制、地震的发生机制、区域地壳稳定性、     

中国东南部中一新生代地球动力学背景若干问题的探讨

近年来，有关中国东南部中新生代地球动力学背景的研究已取得了重要的进展，主要体现在：地幔性质、岩石圈减薄、岩石圈伸展和构造背景四个方面。研究表明，中国东南部中新生代的地幔性质主体是亏损地幔和EMⅢ型富集地幔混合，中生代以富集地幔为主，而新生代主体为亏损地幔。中国东南部晚中生代经历了岩石圈减薄，并伴生了玄武质底侵作用，具有较为复杂的岩石圈增生～减薄过程。大量事实表明中国东南部中新生代存在多期岩石圈伸展事件，侏罗纪存在局部岩石圈伸展，主要集中于内陆地区，白垩纪经历了区域性岩石圈伸展。近二十年来，中国东南部大规模岩浆的构造背景一直存在着争论，焦点在于太平洋俯冲对中国东南部产生什么的影响。从目前已有的资料来看，白垩纪地幔源区受到太平洋俯冲的影响，太平洋俯冲和玄武质岩浆底侵诱发了地壳加厚，岩石圈拆沉和软流圈上涌而导致岩石圈伸展是中国东南部主要构造背景。但是，中国东南部晚中生代以来的岩石圈伸展—减薄及其深部动力学机制是目前急需进一步深入探讨的问题。     

宇航影象在研究深部构造中的作用

现代地质学发展的重要趋势,是加深对地壳深层、上地幔和整个岩石圈演变的认识;以及研究地质作用的全球性规律,即探索地表构造的总格局,对地质作用进行全球性对比,并进一步和月球以及其他行星加以比较.在上述研究领域中,遥感技术将发挥一定的作用.遥感技术是六十年代以来出现的一门边缘学科,目前国内外已被广泛应用于地质领域中.本文着重讨论利用宇航影象分析研究地壳深部构造方面的作用.我们所指的深部构造,对地表来说是一个相对的概念:它可包括深达软流层的岩石圈断裂、切穿地壳达到莫氏面的     

北京地区区域应力场及地壳稳定性研究

作者根据北京地区的地震、地质构造、挽近地壳活动等特征,建立了数学模拟模型,并从研究现代地震活动的构造力学条件入手,计算了北京地区现今构造应力场及区内断裂活动性增加时现今构造应力场的调整值,在此基础上建立综合调整影响场。最后根据综合调整影响场分析和比较了北京地区区域地壳的相对稳定程度和北京市地壳的相对稳定程度,指出南口—孙河断裂活动性增加对北京市的地壳稳定性具有较大的影响。     

黑水-泉州地学断面四川盆地区段的地壳热结构模型及热演化史

在讨论黑水─泉州地学断面四川盆地区段地壳结构基本特征的基础上，采用一维稳态热传导方程计算了该区段内14个点的不同构造层段的古地温和古热流值，建立了地壳然结构模型，并对沉积盖层的热演化史进行了探讨。结果表明，四川盆地在晚三叠世末到晚侏罗世末这一时期是热演化程度最高的时期，且在晚侏罗世末期已趋于热均衡状态。各地区各构造层段具有不同的热结构特征和热演化史，它总体上受控于岩石圈厚度及莫霍面的理深，局部受控于各构造层的厚度、物性特征及岩浆活动等因素。     

序

<正>特提斯地质的研究涉及到全球构造、地壳和岩石圈演化、洋陆变迁等重大地质学理论问题,因此特提斯演化是一个长期被关注的科学问题。近年来,越来越多的研究者认为"三江"地区特提斯演化阶段存在多个陆壳地块与洋盆相间排列的多岛洋构造-古地理格局,从洋盆扩张到俯冲汇聚碰撞造山,经历了从特提斯大洋岩石圈向大陆岩石圈转换及其大陆边缘多岛弧     

前陆盆地构造-热演化:以龙门山前陆盆地为例

前陆盆地油气资源丰富但构造变形十分复杂,使得前陆盆地构造-热演化模拟面临挑战。前陆盆地演化过程中构造与热的耦合体现在多个层面:岩石圈热演化对岩石圈强度时空分布及其挠曲的影响;逆冲推覆作用的浅部温度效应;快速沉积作用对盆地温度场的影响等。首先,前陆盆地形成时的岩石圈热背景及其造成的岩石圈强度空间变化对盆地后期的演化具有重要影响。同时早期热事件的热扰动也会叠加在前陆盆地的构造-热演化过程中,并不断衰减,影响岩石圈的流变结构,从而带来一系列的影响。热与构造演化相耦合在前陆盆地定量模拟中非常重要。其次,还需特别关注岩石圈深部过程与近地表构造过程的耦合。造山带逆冲推覆、抬升和剥蚀是与前陆盆地形成相关的重要构造活动,这种运动引起的热对流对造山带的热结构、前陆逆冲带以及前渊地区的温度场的分布有着重要影响。最后,前陆盆地形成演化过程中的快速沉积作用对盆地温度场和地表热流产生强烈的压制作用,对前陆盆地浅部热演化的影响不容忽视。因此,在浅部热演化(包括造山带逆冲推覆、快速沉积压实等)与盆地下伏岩石圈挠曲、深部热演化的联合作用下,使得前陆盆地构造-热演化颇为复杂,二者的耦合使得前陆盆地构造-热演化模拟颇具挑战。     

碰撞造山带地壳上地幔热结构研究——以东南沿海地区石城—惠安剖面为例

由于碰撞造山带具有的地壳结构的复杂性,必须采用新的研究方法来分析其热结构。本文以东南沿海地区为例,根据地震波速与生热率之间的相关性,分析了碰撞造山带的地壳上地幔热结构特征。取得了地壳中的生热率分布状态。在此基础上,讨论了岩石圈热状态与构造发展历史的关系,并进一步揭示了东南沿海地区碰撞造山带的构造热演化历史。