盆地构造热体制与盆地模拟.ppt

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1、盆地构造热体制与盆地模拟何登发中国地质大学（北京）2010.11含油气盆地分析讲义前言地热学是一门研究地球内热的科学，具有强大的生命力地热学可划分为理论地热学与应用地热学两大部分理论地热学主要研究全球热场分布、岩石圈热结构、地壳上地幔热状态、地幔对流、地幔热柱、地球各圈层之间的热交换和热相互作用、以至地球热历史、热演化等诸多基础理论问题应用地热学主要研究地热资源的分布、形成机理以及开发利用问题；研究油（气）区地温-古地温及盆地热历史热演化；研究矿区地温分布及深部地温预测、矿山地温类型划分及矿井热害防治的地质-工程措施；研究根据钻孔地温测量数据

2、反演过去几个世纪以来的古气温变化，从而为全球气候变化提供地热学证据汪集旸，2010主要内容构造－热体制盆地动态模拟能源地热学矿山地热学油田地热学气候变化地热学理论地热学应用地热学根深叶茂深部背景目前国际上地学界的热点研究问题地幔热柱就是这方面很好的例证。徐义刚和他的研究组多年来从事这方面的研究并取得重大成果，峨眉山玄武岩已被确认为一个地幔热柱。我们近年来的工作表明，峨眉山玄武岩的喷发对四川盆地二叠纪的热体制有很大影响，而后者又直接制约着四川盆地海相烃源岩的热演化和油气生成。华北克拉通破坏这一重大基础项目中的一系列与“热”有关的课题，如中生代

3、盆地热体制的转型、新生代盆地热历史、热演化与油气形成等。全球热场分布北半球“冷”q=74±1.8mW/m2南半球“热”q=99.3±2.1mW/m2地球热场分布不均匀陆半球“冷”79.3±2.0mW/m2海半球“热”94.1±1.9mW/m2地球热场分布不均匀中国大陆及邻区热流测点分布(截止2000年)中国大陆地区大地热流图东高西低南高北低中国大陆及邻近海域沉积盆地热体制盆地热体制（ThermalRegime）东热西冷南热北冷岩石圈热结构qs=qc+qmqs≈2.5×1020cal/年相当火山、地震、水热活动所释放能量的100倍qs-地表热流

4、qc-地壳热流qm-地幔热流2.34(90)1.37(50)0.98(55)0.82(65)0.72(70)＝qc/qm(qs)“热”“温”“冷”地壳地幔？中国大陆地区岩石圈热结构特征ThermalstructureofthecontinentalChinaandgeotherms澳大利亚板块~2500m<1000mElevationLithosphericdeformation~5000m地壳热流与地幔热流比值（地表热流）qc/qm（qs）东部:冷壳热幔西北部:冷壳冷幔西南部:热壳冷幔地壳、上地幔热状态ContinentalcrustSub

5、ductionzonePlatemigrationSouthPacificMid-oceanicridgeDownwellingUpwellingMantleSupercoldplumeSuperhotplumeUpperLowerLithophileelementsSiderrophileelementsConvection64.756.248.142.438.727.710.37.22.61.03086全球热点（HotSpot）分布夏威夷热点T.Wilson(1903-1993)HotspotMorgan’splumeconcept(19

6、72)16examplesGriffith&Campbell(1990)Zhao(2001)EPSLGlobaldistributionofLargeIgneousProvinces(LIPs)Coffin&Eldholm(1992)EmeishanbasaltsGoldensummitChung&Jahn(1995)Geology,23:889-892Minimumuplift=>1000mDurationofuplift<3Ma峨眉山玄武岩分布图（据Yi-GangXu,etal.2008修改）峨眉山玄武岩出露面积5.0×105km2.徐义

7、刚等(2007)将峨眉山玄武岩分成内带、中带、外带三个岩区。岩层西厚东薄的总体趋势早已为地质学家所注意.如在云南宾川上仓（中带），玄武岩层厚达5000m，而往东至贵州境内，玄武岩的厚度仅为几十至几百米。玄武岩喷发模型峨眉山玄武岩对盆地热状态影响的地热学记录中国大陆科学钻探(CCSD)地热测量CCSD热导率、生热率、热流Q0=75mW/m2只有全面考察大陆和大洋岩石圈在板块运动中相互约束的表现，才能正确认识地幔热对流的旋回变化和板块运动的全过程。地幔热对流造就的大陆和大洋岩石圈板块运动，既推动了大陆和大洋岩石圈相互作用又改变着地幔自身热对流的过

8、程。热对流对立统一的运动形式表征为板块大地构造离散-会聚环境和位置变化及其引起的盆地沉降，反映出洋陆岩石圈组成与地幔对流相互作用形成盆地的构造-热体制。大陆边缘和大