渤海湾盆地中—新生代热体制与岩石圈减薄研究

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1、中图分类号：P541单位代码：11414学号：2013311036题目渤海湾盆地中—新生代热体制与岩石圈减薄研究学科专业地质资源与地质工程研究方向含油气盆地分析与资源评价博士生许威指导教师邱楠生教授二○一七年五月Meso-CenozoicthermalregimeandlithosphericthinningintheBohaiBayBasinDissertationsubmittedtoChinaUniversityofPetroleum,Beijinginpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeof

2、DoctorofNaturalScienceByXuWei（GeologicalResourcesandGeologicalEngineering）DissertationSupervisorProf.QiuNanshengMay,2017'業罫平揮軍`'3取ヨ単腑『¥」単軍▽曇平¥ひ]秦著効昇Y↓摯f昔明山合計土身慕下控I彫照勃:陥進彰¥明音判¥■中尋【「γ口粕聾畔翠明静筆驚`1`軍中軍ひD立動軍尋Y↓立日当°彰口¥彰譲準半乞明控¥軍7`音D立¥尋国中彰準比Y職秦率Y昇早]薫刷秦]II準斡打田明再絆科駆Ψ抱珊軍単甲刷騨Y↓ツロ彰`効鱗ロひン軍聯中陥■°築

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7、)りr苦辞山日｀:矛:師I――摘要摘要渤海湾盆地位于华北克拉通破坏减薄的中心地带，基于盆地热历史、热岩石圈厚度、岩石圈热—流变结构等方面的研究，可以为华北克拉通破坏提供地热学约束，进而揭示华北克拉通破坏的机制。本文利用Easy%Ro、磷灰石裂变径迹方法对渤海湾盆地西部的冀中和临清坳陷中—新生代热史进行了恢复，并结合前人成果对比分析了不同构造单元中—新生代热

8、史演化差异。结合地壳分层结构模型，研究了不同构造单元热岩石圈厚度和热—流变结构在中—新生代演化差异特征。提出关于渤海湾盆地中—新生代热体制与岩石圈减薄的响应关系及华北克拉通破坏的机制。研究表明，渤海湾盆地主要构造单元中—新生代的热流、热岩石圈厚度和岩石圈总强度总的演化趋势一致，但不同构造单元存在一定差异。总的来看，西部的冀中和临清坳陷偏“冷”，具有较低的热流、较厚的岩石圈和较强的岩石圈总强度，而东部的济阳和渤中坳陷偏“热”，具有较高的热流、较薄的岩石圈和较弱的岩石圈总强度。早白垩世末期—晚白垩世初期是第一期热流高峰（85mW/m2～90mW/m2），对应第

9、一次的岩石圈厚度减薄高峰（55km～65km）和岩石圈强度减弱高峰（1.5×1012N/m～2.5×1012N/m），具有“香蕉船型”热—流变结构，表现为“强地壳—弱地幔”特征。始新世末期—渐新世中期是第二期热流高峰（80mW/m2～85mW/m2），对应了第二次的岩石圈减薄高峰（46km～59km）和岩石圈强度减弱高峰（1.4×1012N/m～2.5×1012N/m），具有“奶油蛋糕型”热—流变结构，表现为“强地壳—弱地幔”。上述热流高峰分别对应华北克拉通破坏高峰期和渤海湾盆地拉张期。利用捕虏体/古温标数据恢复克拉通，恢复了华北、Wyoming和Sibe

10、rian克拉通中—新生代的热史并计算了热岩石圈厚度，结果表明，破坏的华北克拉通和Wyoming克拉通热流短期内快速升高（增加超过20mW/m2），岩石圈发生巨幅减薄（减薄幅度>100km），而稳定的Siberian克拉通热流演化波动较小（约5mW/m2），岩石圈减薄幅度较小（<100km），克拉通仍保持其稳定性。稳定和破坏克拉通之间热体制差异特征的动力学机制表明，Pangea超级大陆分裂引起的板块俯冲作用是引起克拉通破坏的主要因素。渤海湾盆地在Pangea主动大陆边缘接受太平洋板块俯冲，中—新生代的热流、热岩石圈厚度、岩石圈热—流变结构和岩石圈总强度等演化

11、特征从地热学角度反映了华北克拉通破坏过程，也从侧面反映华北克拉通东