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。     

莺歌海盆地周边区域构造演化

莺歌海盆地周边新生代区域构造演化综合分析表明，该舅地形成和演化构造应力场分四个阶段：第一阶段，古新世末至早渐新世印支地块快速向南东方向挤出，同时伴随着地块的顺时针旋转运动。第二阶段，晚渐新世至早中新世印支地块向南东挤出运动逐渐减弱，华南地块整体仍然相对稳定。莺歌海盆地处于左旋剪切状态。第三阶段，中、晚中新世随着印度地块逐渐楔入欧亚板块内部，印支半岛的挤出运动进一步减弱。至中中新世末，华南地块整体开始挤出。第四阶段，上新世一第四纪印支地块相对稳定，华南地块挤出运动继续进行，两地块间的相对运动呈右旋剪切运动。莺歌海盆地新生代的构造应力场演化受太平洋板块、印度与欧亚板块之间相互作用控制。其中，印度与欧亚板块碰撞作用所导致的印支地块与华南地块的相对运动，是决定莺歌海盆地新生代构造运动应力场变化的主要因素。     

渤海湾盆地新生界残留地层分布特征及其构造意义

结合实钻井地质资料,对渤海湾盆地内各次级构造单元的地震部而资料进行统层对比与深度校正,获得了渤海湾盆地新生界各主要组段地层残蹦厚度分布图,从整体上反映了全盆地新生界沉积格局与残留地层分布特征通过深入揭示残留地层所蕴涵的构造信息,为正确认识渤海湾盆地新生代形成演化机制提了新的依据.对不同时期残留地层分布面积、沉积中心、沉积长轴的综合分析和对比表明,渤海湾盆地自孔店期至东营期总体上是受两太半洋板块俯冲作用所产生的弧后拉张应力控制,且在其形成演化的整个过程中还持续叠加有右旋剪切应力的影响和作用,并认为这种右旋剪切应力场可能是由郯庐断裂右旋走滑活动和印藏碰撞远距离效应所共同产生的.     

大陆岩石圈流变学研究进展

大陆岩石圈流变学是固体地球科学领域的基本问题,也是理解大陆变形的动力学过程和构造演化史的关键.本文对近年来大陆岩石圈流变学的研究进展进行了综述.重点讨论大陆岩石圈流变学的纵向分层和横向分块特性及流变学与地震活动性、壳－幔解耦及下地壳流动变形的地球动力学意义和中国大陆地区岩石圈流变学研究状况.最后,对大陆岩石圈流变学研究存在的问题和未来的研究方向做了一定的探讨和展望.     

利用接收函数研究六盘山地区地壳上地幔结构特征

利用六盘山地区宽频带流动地震台阵的远震体波记录,采用接收函数方法研究台阵下方的地壳上地幔结构,并采用接收函数振幅加权叠加方法对这一地区平均地壳厚度和泊松比进行估算.研究结果显示,青藏高原东北缘和鄂尔多斯的接触过渡带接收函数震相复杂,地壳变形强烈,青藏高原东北缘地壳平均厚度约为51.5km,六盘山下方地壳厚度在53.5km,鄂尔多斯西南缘地壳平均厚度约为50km,整个莫霍面呈下凹状.泊松比计算结果显示,六盘山东侧和西侧地壳泊松比值在正常范围内(0.25～0.26),六盘山下方的地壳泊松比值偏高(0.27～0.29),推测与地壳中存在部分熔融.泊松比值的横向变化,指示测线范围地壳物质组成和力学性质存在横向差异,反映在欧亚板块与印度板块碰撞作用影响下青藏高原下地壳物质存在向北东方向的流动.     

塔里木盆地现今地热特征

地温梯度和大地热流是揭示盆地现今热状态的重要参数,它们对理解盆地的构造-热演化过程及油气资源评价等方面均具有重要意义.利用塔里木盆地约470口井的地层测试温度资料和941块岩石热导率数据,本文计算了塔里木盆地38个新的大地热流数据,进而揭示了该盆地现今地热分布特征.研究表明,塔里木盆地现今地温梯度变化范围为17～32 ℃/km,平均为22.6±3.0 ℃/km;大地热流变化范围为26.2～65.4 mW/m²,平均为43.0±8.5 mW/m².与我国其他大中型沉积盆地相比,它表现为低地温、低大地热流的冷盆的热状态,但仍具有与世界上典型克拉通盆地相似的地热背景.整体而言,盆地隆起区地温梯度和热流相对较高,坳陷区地温梯度和热流则偏低.此外,我们还发现塔里木盆地现有的油气田区一般位于高地温梯度区域,这可能与下部热流体的向上运移和聚集有关.影响塔里木盆地现今地热特征的因素包括盆地深部结构、构造演化、岩石热物理性质、盆地基底构造形态和烃类聚集等.     

塔里木盆地岩石高温高压下波速的实验研究及其地质意义

给出了塔里木盆地多种岩石样品在高温高压下弹性波纵波波速(Vp)的实验室测量结果。在最大压力为2 GPa,常温下样品的Vp范围从6．007-6．803 km·s-1时,最大值为安山质火山碎屑岩;当温度为600℃,Vp范围从 5．871-6．658 km·s-1时,其最大值是安山岩。结合地震转换波速度结构等资料,分析认为塔里木盆地地壳结构在大部分地区可三分:上地壳为花岗质变质岩为主;中地壳以花岗闪长岩为特征;下地壳是以安山玄武质成分为特征的岩层。     

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。     

鄂尔多斯及邻区航磁异常特征及其大地构造意义

本文通过对航磁异常资料进行向上解析延拓、垂向不同阶导数及磁性体边界确定新方法等处理,并结合地震震中分布对鄂尔多斯块体及邻区不同深度场源磁异常特征加以分析研究.结果表明,鄂尔多斯块体虽具有整体刚性的特征,但其内部也存在非均质性;块体东缘的华北克拉通地区经后期改造,产生近SN向的基底软弱带;青藏高原地壳缩短增厚的同时,其东北缘下地壳韧性物质分别沿秦岭、祁连两个软弱带向周缘塑性流动,而且青藏高原巨大的NE向挤压应力造成鄂尔多斯块体逆时针旋转;鄂尔多斯块体及其边界多样化的构造特征反映了不同刚性程度的地质体在外部不同应力作用下产生了显著差异的地质构造形态,这种构造形态具有继承性和叠加性.     

基底性质对断裂构造的影响: 以琼东南盆地为例

影响断裂凹陷内的断裂系统演化的原因包含多种因素,此次研究针对先存断裂及基底性质对断陷盆地的影响,通过 物理模拟实验方法探究裂谷盆地断裂发育的构造演化过程。根据对琼东南盆地的地震剖面图的解释分析,盆地东部和西部 的凹陷显示不同的凹陷构造形态,实验结果显示,先存断裂的位置和走向影响区域凹陷的演化和平面展布,在先存断裂影 响的区域演化形成地堑构造,在无先存断裂影响的区域则演化形成地垒构造;韧性基底的上覆地层拉伸演化为复式半地堑 构造,而刚性基底的上覆地层呈铲状半地堑构造,在不同基底性质影响下的构造变形模式和琼东南盆地东西部的差异构造 样式基本相符,一定程度上说明了基底性质的差异对琼东南盆地东部和西部凹陷在断裂组合形态差异方面具有影响作用, 为研究供给油气运移聚集成藏的断裂系统演化提供了思路。