南华北盆地群岩石圈热_流变结构_张鹏
南华北盆地青白口系岩相古地理特征及油气地质条件
庆
石
油
学
院
学
报
第３ ５卷
Ｖｏ ．３ １ ５
第 ３期
Ｎｏ ．３
２１ ０ １年 ６月
Ｊ ｎ ２ １ ｕ． ０ １
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＱＩ ＮＧ ＥＴＲＯＩＥＵＭ ＮＳＴＩ Ｐ Ｉ ＴＵＴＥ
南 华 北 盆 地 青 白口 系岩 相 古 地 理 特 征 及 油 气 地 质 条 件
３４ ・
第 ３ 期
付
顺 等 ： 华 北 盆 地 青 白 口系 岩 相 古 地 理 特 征 及 油 气 地 质 条 件 南
图 １ 南 华 北 盆地 构 造 边 界 及 构 造 区带 划 分
（）陆棚 相灰 绿色 泥岩 （ ａ 安徽 寿 县西 山套剖 面 ， 崔庄 组 ） （）陆 棚相黄 绿 色页 岩 中水平 层理 （ 山下 汤剖 面 ， ； ｂ 鲁 崔庄 组 ） （）陆棚相 ； ｃ 泥 质粉 砂岩 中水 平层 理 （ 山下汤剖 面 ， 庄组 ） （）细砾 岩平 行层 理 ，滨岸 沉积 （ 山下汤剖 面， 鲁 崔 ： ｄ 鲁 三教 堂组 ） （） 层石 白云岩 ， ； ｅ叠 潮间 一 上（ 潮 河南 鲁 山下汤 剖面 ， 峪 口组 ） （ 洛 ；ｆ ）丘状 叠层 石 白云岩 （ 山下汤 剖面 ， 鲁 洛峪 口组 ）
北分 带 、 西分块 的特征 （ 图 １ ． 东 见 ）
２ 沉 积体 系 类型 及 特 Байду номын сангаас
在地 层对 比基础 上 ， 析盆 地周 缘野 外 露 头剖 面 （ 图 ２ 及 盆 地 内钻 井 资 料 ， 合 相 标 志Ｌ ， 分 见 ） 结 ８ 在青 ］
白 口系 中划分 滨岸 沉积体 系 、 陆棚沉 积体 系及 碎屑 岩潮 坪沉积 体 系．
南沙海槽前陆盆地热结构
南沙海槽前陆盆地热结构马辉;许鹤华;赵俊峰;万菊英;陈爱华;刘唐伟【期刊名称】《热带海洋学报》【年(卷),期】2012(31)3【摘要】岩石圈热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,从而制约着岩石圈的形成演化.在研究南沙海槽前陆盆地地质构造背景和岩石圈热结构影响参数基础上,文章采用一维稳态热传导方程模拟计算并获得了盆地94N05地震剖面岩石圈热结构.计算表明,盆地区域大地热流平均值约为62mW·m−2；地幔热流值约37—44mW·m−2,对地表热流贡献达60%—70%.南沙海槽前陆盆地处于构造热恢复阶段,地表热流受中中新世挤压构造环境影响相对较低且主要受深部地幔控制,莫霍面温度介于500—600℃,热岩石圈较薄,厚度约60—70km.通过计算岩石圈热结构及居里面深度特征揭示揭示盆地深部岩石圈温度较高以及热活动稳定可能是南沙群岛海域地震发生很少的重要原因.%10.3969/j.issn.1009-5470.2012.03.020【总页数】8页(P155-162)【作者】马辉;许鹤华;赵俊峰;万菊英;陈爱华;刘唐伟【作者单位】中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301; 中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301;中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301;中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301; 中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301; 中国科学院研究生院,北京100049;中国科学院边缘海地质重点实验室,中国科学院南海海洋研究所,广东广州510301; 中国科学院研究生院,北京100049【正文语种】中文【中图分类】P736.1;P738.6【相关文献】1.西沙海槽盆地强限制性中央峡谷水道地震相与内部结构的分段特征 [J], 姚悦;周江羽;雷振宇;刘浩冉2.南海西沙海槽岩石圈的密度结构与热-流变结构 [J], 施小斌;周蒂;张毅祥;丘学林3.南沙海槽岩石圈热-流变结构与动力学演化分析 [J], 张健;董淼;吴时国;高玲举4.基于深度域地震成像的中沙海槽盆地东北部结构构造研究 [J], 赵斌;高红芳;张衡;李丽青5.中中新世以来南沙海槽前陆盆地演化模拟 [J], 马辉;许鹤华;吴世敏;刘海龄因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中国西北大陆岩石圈类型、岩石学结构及其意义
第41卷 第2期 2008年 (总165期)西 北 地 质NOR THW EST ERN GEOLO GYV o l.41 N o.2 2008(Sum165) 文章编号:100926248(2008)022*******中国西北大陆岩石圈类型、岩石学结构及其意义邱瑞照1,李文渊2,周肃3,李廷栋4,邓晋福3,肖庆辉3,5陈秀法3,元春华1,3,韩九曦1,王靓靓1,3,陈玉明1,陈正1,3(11中国地质调查局发展研究中心,北京 100037;21西安地质矿产研究所,西安 710054;31中国地质大学,北京 100083;41中国地质科学院,北京 100037;51国土资源部信息中心,北京 100812)摘 要:根据西北地区的地质和地球物理特征,区分出中国西北大陆以准噶尔和塔里木为代表的克拉通型岩石圈和造山带型岩石圈,而造山带型岩石圈又可以区分为以额济纳旗为代表的古生代造山带型岩石圈(老物质新结构)和包括天山、阿尔泰山、昆仑山在内的新生代造山型岩石圈(老物质新结构);依据岩石学方法、壳幔演化模型和造山带形成过程以及地震波速与岩石化学成分之间的关系,建立相应类型岩石圈的壳幔岩石学结构,讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质结构、地壳和岩石圈地幔厚度的地质含义及其找矿意义。
关键词:岩石圈类型;壳幔岩石学结构;大规模成矿作用;中国西北大陆中图分类号:P58 文献标识码:A 地球历史是漫长的,在漫长的地质演化过程中,每一次大地构造的活动,除了留下其本身的痕迹外,还会对原有的地质构造事件留下的遗迹进行改造。
因此,展现在人们面前的是一部残缺不全的地球演化历史书。
各种地球物理学方法是了解岩石圈深部结构的主要手段,如天然或人工地震可以深达数千米乃至穿透整个地球,但所反映的只是现今的深部结构状态;地质记录已获得地球上最老岩石为38亿年,各种不同的地质记录虽然残缺不全,但是延续至今。
因此,如果把地质与地球物理结合起来,就有可能准确或比较准确地阅读这部“历史书”、复原其地质过程,这也是20世纪80年代以来的重要趋势,已引起越来越多学者的认同和重视。
豫东地区煤系烃源岩有机质特征与煤系气资源潜力
豫东地区煤系烃源岩有机质特征与煤系气资源潜力杨燕青;张小东;许亚坤;张鹏;王昆;朱春辉【摘要】为了评价豫东地区煤系烃源岩生烃潜力,基于有机碳含量(TOC)、镜质体反射率、干酪根类型及显微组成等测试分析结果,探讨了豫东地区不同区块煤系烃源岩的有机地球化学特征,对比分析了不同区块煤系气资源潜力,提出煤系气勘探有利区块.结果表明:区内煤系烃源岩的有机碳含量偏低(小于1.5％);干酪根类型以Ⅲ型为主,偶见Ⅱ2型干酪根,利于生气;煤系经历了中二叠–中晚三叠世和晚侏罗–早白垩世2个大量生烃阶段,烃源岩热演化程度较高,镜质体反射率(Rran)为1.44％～3.80％,平均2.83％,有机质进入高成熟–过高成熟阶段,生烃量较充足.总体上,区内烃源岩生烃潜力属于差–中级别,砂泥岩储集性能相对较好,含气量高.煤系盖层主要为封盖性好的细砂岩、煤层、泥质岩类,煤系烃源岩气体保存条件好.研究认为研究区的睢西区块烃源岩具有埋藏深度较浅、有效厚度大、孔隙度高、含气量和含气饱和度高、有机质成熟度高的特点,为豫东煤系气勘探的有利区块.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2019(047)002【总页数】10页(P111-120)【关键词】豫东地区;煤系气;烃源岩;沉积有机质;资源潜力【作者】杨燕青;张小东;许亚坤;张鹏;王昆;朱春辉【作者单位】河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作 454000;河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院,河南商丘476000;河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院,河南商丘476000;河南省地质矿产勘查开发局第四地质矿产调查院,河南商丘476000;河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000【正文语种】中文【中图分类】P618.12煤系气是地质历史时期，煤系烃源岩母质在生物化学、物理化学煤化作用过程中演化生成、并赋存在煤系中的非常规天然气[1]。
南华北盆地济源凹陷古地温及热演化史恢复
收稿 日 ２ ０ — ７ １ ； 期 ０ ５ ０ — ２ 改回 日期 ２ ０ － ８ ２ 。 ０６ ０ — １ 作者简介 ： 闫法堂 ， ， 师 ， ９ 年毕 业于石油 大学 （ 男 工程 １ ６ ９ 华东 ） 石油地 质专业 ， 从事油 气勘探 工作。联 系电话 ： ０４ ） ５ １ ３ ， （ ５６ ８ ３ ５ ２ Ｅ—ｍ ｉ ａ ｌ
要发 生在 白垩纪 ， 古构造是油 气勘探 的有利对象。
关键词 ： 叠合盆地 ；Ａ Ｙ 。古地温梯度 ； Ｅ Ｓ ％Ｒ ； 热演化史 ； 凹陷 济源
中图分类号 ：Ｅ １． Ｔ ｌ１１ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ９—９０ （０ ６ ０ ０ ２ ０ １０ ６３ ２０ ）５— ０ ８— ３
济源凹陷位于南华北盆地的西北边缘 ， 以中、 是 新生代为主的叠合沉积盆地 。在古生代一 中生代早 期， 济源凹陷属于华北盆地 的一部分 ， 为克拉通盆地
１ 古地温恢复
古地温恢 复的方法很多 ， 主要有地球 动力学模
沉积 ； 在中、 新生代其是盆地 的主体 ， 地壳活动加剧 ，
构造运动周期缩短 ， 地球动力学环境多样 ， 由克拉通 内部压陷盆地转换成张性断陷盆地。其间经历了晚 三叠世 的拗陷、 早中侏 罗世的压陷、 晚侏 罗世一 白垩 纪的断陷、 早第三纪的拉张断陷和上第三纪—第 四 纪 的拗陷等演化阶段 …。 晚三叠世是华北克拉通盆地向张性断陷盆地转 换的过渡时期 ， 豫西地 区与鄂尔多斯地 区一起接受 了巨厚的上三叠统一 中下侏 罗统暗色地层沉积 ， 形 成 了质量较好的生油岩。Ｄ 井在新 生界 获得工业 ２ 油流 ， 油源对 比研究表 明， 原油来 自中生界 ， 展示 了 良好的生烃和资源潜力。 叠合盆地烃源岩经历 了多次反 复的构造沉降和 抬升 ， 其现今演化程度是多期不同地 温场共 同叠加 的结果 ， 其热史恢 复涉及古地温梯度和剥蚀量 ２个 变量 ， 研究难度大 、 精度差。同时 ， 古地温和烃源岩 演化史 的恢复是叠合盆地油气资源评价及油气成藏
南华北盆地群地温场研究
关 键 词 南 华 北 盆 地 群 ， 温 梯 度 ， 地 大地 热 流
中 图分 类 号
Ｐ ３ ６１
文 献 标 识 码 Ａ
文章 编 号 １ ０ — ９ ３ ２ ０ ） ２０ ０ — ５ ０ ４２ ０ （ ０ ７ ０ — ６ ４ ０
Ｇｅ ｔ ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｎ ｔ ｏ ｔ ｕ ｂ ｉｂ ｓｎｓ ｏｈ ｒ ｌｆｅ ｄ ｉ ｈｅ ｓ ｕ ｈ ｈ ａ ｅ ａ ｉ
值 在 ３ ～ ８ ． Ｏ ９ ６ｍＷ ／ 之 间 ， 均 热 流 值 为 ５． ｍｗ ／ ． 中 国 东 、 部 盆 地 现 今 地 温 相 比 。 体 表 现 为 一 温 盆 ． ｍ 平 ３７ ｍ 和 西 整 总
体 而 言 ， 陷 区热 流 及 地 温 梯 度 较 小 ， 隆 起 区相 对较 高 ， 向 差 异 明 显 ． 温 场 平 面展 布 主 体 为 Ｎ 坳 而 横 地 ｗ Ｎ ｗ 向 ， ｗ 与 盆 地 构 造 格 局 一 致 ． 温 梯 度 与 大地 热流 的 分 布 受 构 造 格 局 的 控 制 ， 生 代 构 造 一 热 事 件 决 定 了盆 地 群 的 现 今 地 温 地 新
地 群 的 地 温 梯 度 分 布 特 征 进 行 了研 究 ； 时依 据 前 人 的 热 导 率 资 料 ， 南 华 北 盆 地 群 的 大地 热 流 分 布 特 征 进 行 了研 同 对 究． 析 结 果 表 明 ， 华 北 盆 地 群 现 今 地 温 梯 度 变化 范 围一 般 为 １ ． ～ ３ ． 。 ｋ 之 间 ， 均 ２ ． ℃ ／ ｉ． 地 热 流 分 南 ３ ０ ９ ９Ｃ／ ｉ ｎ 平 ５３ ｋ 大 ｎ
张 鹏 ， 王 良书 ， 刘绍文。 李 成 ， 丁增勇 ，
（Ｉ ．南 京 大学 地 球 科 学 系 ，南 京 ２ ０ ９ ； ２ １０ ３ ．南 京 大 学 地 理 与 海 洋 科 学 学 院 ，南 京 ２ ０ ９ ） １０ ３
南华北中生代火山岩与前渊盆地
出 ： 已知 Ｊ一 Ｋ （ Ｋ “ 。 以 为 主 ， 位 素年 龄 值 １０ 同 ４ ～
１ ０Ｍａ 右 ） 火 山 岩 ， ０ 左 的 主要 分 布 在 肥 中～ 固始一
确 山以南 特别 是集 中在舒 城一 信 阳以南 的狭义 的北
淮 阳或北 大别 地 区 。具 体 到合 肥 和周 口 ２个 盆 地 ， Ｊ一Ｋ， 以 Ｋ 。 而 为 主 的 火 山 岩 ， 主要 分 布在 合 肥 盆 地南 部 的舒城坳 陷 以及周 口盆地 平舆 隆起 以南 的当
山岩类 ， 以熔 岩类 、 山碎 屑 岩类为 主 。熔 岩类 火 山 火 岩 在全 区分布 广泛 ， 包括 安 山质 、 安质 、 面质 、 粗 粗 英
、 展 伸
盆地 、 前陆 盆 地 和 残 留 盆地 。孙 肇 才 在研 究 一
南华 北油 气 勘 探 中 的几 个 区域 地 质 背 景 问题 时 提
霍 山一舒 城 盆地 和 晓 天 盆地 等几 个 次级 构造 单 元 。
其 中 ＮＥ向的 商（ ） 麻 （ ） 城 一 城 断裂和 郯庐 断裂 与 区 域 Ｎ 向断裂 交 会 部 位 的金 寨 和舒 城 地 区 形 成 ２ Ｗ 个 火 山一 侵入 活 动 中心 ， 以金寨 火 山隆起 构 造 为 并 中心 ， 、 东 西两 段 的火 山活动 及物质 成分 有一定 的差
南华北 白垩系地 层 分 布 较 广 ， 而 对该 期 盆 地 然
自信 阳 向东 ， 按火 山活 动类 型 及 火 山构 造 本 身 的特 点 ， 该火 山 岩带 内 自西 向东 可依 次 划 分 出信 在
阳盆地 、 山 口盆地 、 石 泼河 盆地 、 金寨 火 山隆起构 造 、
特 征还 存 在 多种 认 识 ， 要 有 ： 陷 盆 地 主 断
胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式
第95卷第5期 2 0 2 1年5月地质学报ACTA GEOLOGICA SINICA Vol. 95 No. 5May 2 0 2 1胶东半岛不同构造单元深部热流分流聚热模式史猛”，康凤新2’3 +5)，张杰”，高松”，于晓静°1)山东省第三地质矿产勘查院，山东烟台.264000;2)山东省地质矿产勘查开发局，山东济南,250013; 3)山东科技大学，山东青岛，266590;4)山东省地热清洁能源探测开发与回灌工程技术研究中心，山东德州，253072;5)山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心，山东济南，250014内容提要：中生代、新生代时期地壳剧烈运动将胶东半岛划分为胶北隆起、胶莱凹陷、胶南-威海隆起三大构造 单元，其中隆起山地区广泛分布花岗岩、变质岩，凹陷盆地区主要分布砂岩沉积地层，胶北隆起区与威海隆起区相对于胶莱凹陷盆地区具有更高的大地热流值。
为系统分析胶东半岛大地热流值分布特征及其形成机理.本文在分析胶东半岛构造-热发展史、地热地质背景、地温场分布、岩石热导率、钻孔岩性与测温数据、地热流体化学成分等基础上，发现胶东半岛地热资源均为断裂构造控制类型的中低温对流型，其热源主要为三元聚热：导热断裂带水热对流、大地热流传导、地下水运移传导-对流；构造分布、岩石热物性、地热热储分布、地下水活动等是影响地温场分布的主要因素。
针对胶东半岛地温场特征及其控制因素.提出了适合该地区的隆起-凹陷分流聚热模式与概念模型，即隆起山地区岩性以导热率、渗透率相对较高的侵人岩、变质岩为主，凹陷盆地区岩性以导热率、渗透率相对较低的砂岩为主，低导热率、低渗透率的凹陷区底部更像是一个相对隔热、隔水的顶板.使得来自地壳深部的大地热流及携带热量的流体、气体等在上涌的过程中在凹陷区的底部发生折射与再分配，从而导致热流在隆起山地区的底部形成一个温度相对更高的聚热区，反映在地表即是隆起山地区相对凹陷盆地区具有更高的大地热流值，特别 隆起山地区轴部位置为热流值最高的区域.高热流值区域分布形态呈N E、N N E向分布，基本与胶东f.岛N E、NNE 向的深大断裂走向一致，该模式的提出可以更好地为胶东地区的地热资源勘探提供指导方向。
盆地构造分析PPT课件第二讲 板块构造与沉积盆地分类
古登堡不连续面(简称古登堡面，G面)位于地下2885 km的深处 ,从上往下，纵波速度由13.64km/s突然降低为7.98km/s，横波速 度由7.23 km/s向下突然消失, 并且地震波出现极明显的反射、 折射现象。
低速带(或低速层)出现的深度一般介于60～250 km之间， 接近地幔的顶部,在低速带内，地震波速度不仅未随深度而 增加，反而比上层减小5％～10％左右；并且，局部地段横
随着海底扩张不断进行，被动大陆边缘处的洋壳发生
断裂并向大陆下俯冲形成海沟，这种具有海沟的俯冲边 缘称为主动大陆边缘，如今太平洋。这时的大洋开始衰 退、萎缩，由于俯冲作用，在大陆边缘可形成高大山系， 成为重要的剥蚀物源地区。随着俯冲作用的进行，大洋 最后消亡，大陆与大陆碰撞形成巨大的褶皱山系，成为 陆上剥蚀的主要场所。如有些地区碰撞尚未进行彻底， 还可保留某些残留海盆，如今地中海。上述从大陆裂谷 发展到大洋并进一步发展成为造山带的演化过程，反映 了大洋形成与消亡的一般规律，被称为威尔逊旋回。
现代流行的分类原则，一般是地球动力学环境与 板块构造背景相结合，能反映盆地发育的本质特征。
一、国外学者的沉积盆地分类 1．早期的盆地分类：布罗德（1959）的盆地分类
国外学者的沉积盆地分类
2．Dickinson（1974,1976）的盆地分类
国外学者的沉积盆地分类
3．Bally（1975,1976,1980）的盆地分类
二、全球板块构造系统
1968年前后，地球科学家麦肯齐、摩根、勒 皮雄和威尔逊等人进一步提出板块构造学说。
板块构造归纳了大陆漂移和海底扩张取得的 重要成果，并及时吸取当时对地球上部层圈—— 岩石圈和软流圈所获得的新认识，从全球统一 的角度，阐明了地球活动和演化的许多重大问 题。板块构造的提出，被誉为地球科学上的一 场革命。
6-岩石圈热结构
第6章岩石圈热结构岩石圈热结构是指一个地区壳、幔两部分热流的配分比例及其组构关系。
壳幔热流的配分影响到深部温度的分布、地壳及上地幔的活动性。
人们很早就关注热结构的问题，但直到20世纪60年代才有所突破。
1968年，Birch等(1968)提出地表所观测到的热流由两部分构成：一部分源于地壳浅部放射性元素U、Th、K衰变所释放的热量；另一部分为该层之下，来自地壳深处和上地幔的热量。
稍后，Blackwell (1971)正式提出热结构一词，以表征大陆地区壳、幔热流构成和配分情况。
可以认为，壳、幔热流的划分及热结构概念的提出是理论地热学研究的一项重大突破。
在以后二十多年时间里，人们始终致力于累积不同地质构造单元壳、幔热流的实际资料，而对热结构的内涵未作进一步论述。
随着研究工作的不断深入，汪集旸和汪缉安(1986)认为热结构概念应进行补充和引申：热结构不单指一个地区壳、幔两部分热流的构成和配分，而且还应当包括地壳内不同岩层之间的热流构成和配分比例，应当将地壳温度也考虑进去。
这样做的目的是：第一，深部地球物理探测研究表明，大陆地壳结构十分复杂，在许多情况下已无法用传统的地壳结构加以概括，在了解壳，幔热流构成及其配分比例的同时，不应忽视地壳内部各岩层之间的热流构成；第二。
七地壳是各种构造运动包括地震活动最活跃的场所，研究地壳热结构对阐明区域构造的稳定性和地震形成机制等问题有益；第三，就沉积盆地而言，了解地壳最上部10多公里范围内的热量配分和温度状况，对于了解整个沉积盆地的发生、发展与油气生成聚集期之间的关系具有更为直接的现实意义。
岩石圈热结构对地球动力学过程有着重要影响。
岩石圈热状态决定着岩石圈的流变和物理性质，从而影响着构造变形的特征和地质演化过程，也影响着地震波传播的速度和衰减及地磁、重力等地球物理场分布（石耀霖，1990）。
因此，岩石圈热结构研究已成为地质学、地球物理学和地球化学共同的研究对象，在石油、天然气、矿山、地热等与国民经济密切相关的方面将发挥出巨大的作用。
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( 1. 南京大学 地球科学系, 南京 210093; 2. 南京大学 地理 与海洋科学学院, 南京 210093)
摘要: 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 ~ 550e , 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。
表 1 南华北盆地群热流数据表 T ab le 1 H eat flow value in the Sou th H uabe i basin s
构造区划 周口坳陷
开封坳陷 合肥坳陷
井名
周 14 周 16 周参 6 周参 7 周参 11 邓5 济参 1 太参 3 中1 安参 1
热流值 /mW # m- 2 62. 1 71. 8 30. 0 56. 0 48. 8 79. 3 50. 2 59. 1 31. 7 47. 7
2. 2 3. 0 2. 8 2. 6
生热率 ( A ) ( LW /m 3 )
1. 08 1. 25 0. 84 0. 32 生热率 ( A ) ( LW /m 3 )
1. 08 1. 25 0. 84 0. 32
层面
地表 沉积盖层底
上地壳底 中地壳底 下地壳底
层面
地表 沉积盖层底
上地壳底 中地壳底 下地壳底
2006年 12月, 第 12卷, 第 4期, 530- 536页 Decem ber 2006, V o.l 12, No. 4, p. 530- 536
高 校 地质 学 报 G eolog ical Journa l o f Ch ina U nivers为试油温度井, 其余为系统测温井。
井名
周参 13 周参 12*
周 15* 周 19* 周 20* 开深 1
商1 郭1
热流值 /mW # m- 2 37. 8 61. 8 62. 6 65. 1 59. 8 43. 9 64. 6 53. 3
53 2
高校地质学报
12卷 4期
要还是地幔热流来提供, 所占比例接近 60% 。深部 温度随深度的展布见图 3, 如表 2和图 3所示, 地温 梯度随深度逐渐降低, 并趋于稳定, 说明生热率元素 逐渐减少, 而深部地幔热流占主导。
2 南华北盆地群岩石圈热结构分析
地壳上地幔热结构的研究是大地热流定量解释 的一部分, 其内容是根据地表观测的热流值、地壳上 地幔结构及其各层的生热率、热导率和热传导的基 本规律来分析热流的组成、壳内不同层的热流构成 与分配、深部温度状态, 并进一步揭示其构造意义, 为盆地的成因演化和动力学研究提供科学依据。 2. 1 大地热流
主导方式, 主要体现为稳态蠕变。强度服从岩石的 指数蠕变定律 ( K irby et a.l , 1983) 。壳下岩石圈表 现为脆性变形逐渐向韧性变形的过渡。
在确定的构造背景和应变率的情况下, 岩石圈 的流变结构是岩石圈热状态控制的。因此, 确定了 岩石圈热结构和热状态, 就可以进一步确定岩石圈 的流变性质, 包括脆 - 韧性转换带深度和岩石圈强 度等 ( 刘绍文等, 2003) 。 3. 1 流变模型
与世界其他地区相比, 澳大利亚地盾莫霍面温 度为 420e , 而美国西部盆地新生代构造活动区莫 霍面温度可达 860~ 1 115e ( M organ et a.l , 1989) 。 从地壳深部温度状况来看, 南华北盆地群更接近于 构造稳定区。
3 南华北盆地群岩石圈流变结构分析
岩石圈不同层次的变形有很大的差异, 上部地 壳以脆性变形为主, 以断裂方式释放应变, 其强度与 温度无关, 由线 性 摩擦 破 裂 公式 来 确 定 ( Sibson, 1974) ; 在地壳 深部, 随着 温度升高, 韧性变形成为
模型 I结构层
深度 ( h ) km
沉积盖层 上地壳 中地壳 下地壳
模型 II结构层
5. 0 8. 5 10. 0 9. 5
深度 ( h ) ( km )
沉积盖层
2. 0
上地壳
11. 0
中地壳
10. 5
下地壳
10. 5
热导率 ( k) ( W /m# K )
2. 2 3. 0 2. 8 2. 6 热导率 ( k) ( W /m# K )
盆地群的深部岩石圈热 - 流变结构及其与构造演化 的关系进行了分析。
南华北盆地群位于华北地块南部, 南抵秦岭 大别造山带东段, 西接豫西隆起 区, 东至郯 庐断裂 带, 北以焦作 ) 丰沛大断裂为界, 分别与太行山、内 黄、鲁西等隆起相邻。南华北盆地群自北向南依次 为开封坳陷、太康隆起、周口坳陷、长山隆起、信阳坳 陷 - 合肥坳陷, 总体延伸方向为近东西向, 与秦岭 大别造山带平行 (图 1) 。
首先计算南华北盆地群的大地热流值。根据在 南华北地区收集到的井温 资料和前人的热 导率资 料, 得出了 13口系统测温井和 4口试油温度井的估
收稿日期: 2006- 04- 28; 修回日期: 2006- 09- 14 基金项目: 中石化项目《南华北盆地群的油气选区评价》资助 作者简介: 张鹏, 男, 1981年生, 构造地质学专业博士研究生, 研究方向为盆地构造与地球动力学; Em ai:l zh angpeng2002@ n ju. org. cn
根据地震测深剖面揭示的地震波速和岩石学知 识, 作者将南华北盆地 群的岩石圈分 为 5层: 沉积 层; 上地壳为花岗质; 中地壳为花岗闪长质; 下地壳 为安山玄武质或榴辉岩相; 岩石圈地幔为橄榄岩相。 根据前节给出的深部温度分布, 得到了南华北盆地 群区的岩石圈流变剖面 ( 图 4 ), 并得到了岩石圈内 脆 - 韧性转换 深度和岩石圈 总强度 ( 表 4) 。计算 中, 流 变 参 数 见 表 3 ( Rana ll,i 1997 ) , 应 变 率 取 10- 16 / s( K usznir et a.l , 1986) 。具体计算方法见刘
热流 (Q ) ( mW # m - 2 )
51. 3 46 36 31 30
热流 (Q ) ( mW # m - 2 )
56 54 40 36 34
温度 ( t)e
14. 5 123 253 372 495
温度 ( t)e
14. 5 61 252 396 552
dt / dh ( e /km )
/ 22 15 13 12
由计算结果还可以看到, 南华北盆地群由地表 至地壳深部温度逐渐增加, 地壳地温梯度逐渐减小, 模型 I与模型 II计算的地壳底部 ( 上地幔顶部 ) 温 度分别为 495e 和 553e ; 也表明南华北盆地群莫霍 面温度在 500 ~ 550e 之间。可见地 壳底部温 度在
图 2 南华北盆地群地壳结构模型 F ig. 2 M ode l of crusta l structure in the South H uabei basins
dt / dh ( e /km )
/ 23 17 14 13
4期
张鹏等: 南华北盆地群岩石圈热 - 流变结构
533
横向上也有一定变化, 这与其壳幔边界的热流分布 有关, 幔源热流高则壳幔边界温度也高, 也与其地壳 结构有关, 即两种模型相应的结构层厚度不同。此 外, 利用地幔岩固相绝热线和深度 - 温度分布的交 点给出的深度 ( 图 3 ), 得到了南华北盆地群的热岩 石圈厚度: 凸起区内热岩石圈厚度为 105~ 115 km; 凹陷区为 125~ 135 km。
关键词: 南华北盆地群; 热 - 流变 结构; 地球动力学
中图分类号: P 541
文献标识码: A
文章编号: 1006- 7493( 2006) 04- 0530- 07
1 引言
岩石圈热状态是岩石圈热演化过程的反映, 岩 石圈变形方式和机制与它的热力学状态密切相关。 对沉积盆地岩石圈的深部热 - 流变状态的深入研究 有助于揭示盆地的形成、演化和动力学过程。华北 地块是中国最古老的大陆克拉通区, 也是地质与地 球物理研究最充分的地区之一, 为研究岩石圈热 流变结构提供了良好的础。汪集 ( 1996)、迟清华 ( 1998)、臧绍先 ( 2002) 等利用地表热流和生热率的 观测结果讨论了华北地区的岩石圈热结构及其主要 特征。高山等 ( 1999) 给出了中国东部地区地壳的 岩石 组 成 和 结 构 模 型; 臧 绍 先 ( 2001) 、周 永 胜 ( 2003)等给出了华北地区岩石圈强度剖面的初步 模型。这些研究表明华北岩石圈流变强度具有明显 的分层特征。但以上研究多是将华北岩石圈作为一 个整体考虑, 而南华北盆地群岩石圈与华北板块其 它地区存在显著差异。对南华北地区的岩石圈热 流变结构, 尚未有系统的研究。本文根据在南华北 地区搜集的井温资料、岩石热物性等资料, 对南华北
根据相关资料 ( 陈沪生等, 1993) , 建立了南华 北盆地群的地壳结构模型, 如图 2 所示。模型 I代 表了南华北盆地群凹陷部地壳结构; 模型 II则代表 盆地中凸起和边缘部的地壳结构。相比而言, 凹陷
区沉积盖层较厚, 而其它层则相对较薄。由于盆地 区内凹陷和凸起是两个最为基本的构造单元, 因此, 两者的地壳结构模型能很好地限定南华北盆地群地 壳结构的端元状况。 2. 3 计算方法及基本假设
图 3 南华北盆地群区内凹陷单元 ( A ) 与凸起单 元 ( B )的深部热结构