盆地構(gòu)造熱體制與盆地模擬.ppt

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1、盆地構(gòu)造熱體制與盆地模擬何登發(fā)中國地質(zhì)大學(北京)2010.11含油氣盆地分析講義前言地熱學是一門研究地球內(nèi)熱的科學,具有強大的生命力地熱學可劃分為理論地熱學與應用地熱學兩大部分理論地熱學主要研究全球熱場分布、巖石圈熱結(jié)構(gòu)、地殼上地幔熱狀態(tài)、地幔對流、地幔熱柱、地球各圈層之間的熱交換和熱相互作用、以至地球熱歷史、熱演化等諸多基礎理論問題應用地熱學主要研究地熱資源的分布、形成機理以及開發(fā)利用問題;研究油(氣)區(qū)地溫-古地溫及盆地熱歷史熱演化;研究礦區(qū)地溫分布及深部地溫預測、礦山地溫類型劃分及礦井熱害防治的地質(zhì)-工程措施;研究根據(jù)鉆孔地溫測量數(shù)據(jù)

2、反演過去幾個世紀以來的古氣溫變化,從而為全球氣候變化提供地熱學證據(jù)汪集旸,2010主要內(nèi)容構(gòu)造-熱體制盆地動態(tài)模擬能源地熱學礦山地熱學油田地熱學氣候變化地熱學理論地熱學應用地熱學根深葉茂深部背景目前國際上地學界的熱點研究問題?地幔熱柱就是這方面很好的例證。徐義剛和他的研究組多年來從事這方面的研究并取得重大成果,峨眉山玄武巖已被確認為一個地幔熱柱。我們近年來的工作表明,峨眉山玄武巖的噴發(fā)對四川盆地二疊紀的熱體制有很大影響,而后者又直接制約著四川盆地海相烴源巖的熱演化和油氣生成。華北克拉通破壞這一重大基礎項目中的一系列與“熱”有關(guān)的課題,如中生代

3、盆地熱體制的轉(zhuǎn)型、新生代盆地熱歷史、熱演化與油氣形成等。全球熱場分布北半球“冷”q=74±1.8mW/m2南半球“熱”q=99.3±2.1mW/m2地球熱場分布不均勻陸半球“冷”79.3±2.0mW/m2海半球“熱”94.1±1.9mW/m2地球熱場分布不均勻中國大陸及鄰區(qū)熱流測點分布(截止2000年)中國大陸地區(qū)大地熱流圖東高西低南高北低中國大陸及鄰近海域沉積盆地熱體制盆地熱體制(ThermalRegime)東熱西冷南熱北冷巖石圈熱結(jié)構(gòu)qs=qc+qmqs≈2.5×1020cal/年相當火山、地震、水熱活動所釋放能量的100倍qs-地表熱流

4、qc-地殼熱流qm-地幔熱流2.34(90)1.37(50)0.98(55)0.82(65)0.72(70)=qc/qm(qs)“熱”“溫”“冷”地殼地幔?中國大陸地區(qū)巖石圈熱結(jié)構(gòu)特征ThermalstructureofthecontinentalChinaandgeotherms澳大利亞板塊~2500m<1000mElevationLithosphericdeformation~5000m地殼熱流與地幔熱流比值(地表熱流)qc/qm(qs)東部:冷殼熱幔西北部:冷殼冷幔西南部:熱殼冷幔地殼、上地幔熱狀態(tài)ContinentalcrustSub

5、ductionzonePlatemigrationSouthPacificMid-oceanicridgeDownwellingUpwellingMantleSupercoldplumeSuperhotplumeUpperLowerLithophileelementsSiderrophileelementsConvection64.756.248.142.438.727.710.37.22.61.03086全球熱點(HotSpot)分布夏威夷熱點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峨眉山玄武巖分布圖(據(jù)Yi-GangXu,etal.2008修改)峨眉山玄武巖出露面積5.0×105km2.徐義

7、剛等(2007)將峨眉山玄武巖分成內(nèi)帶、中帶、外帶三個巖區(qū)。巖層西厚東薄的總體趨勢早已為地質(zhì)學家所注意.如在云南賓川上倉(中帶),玄武巖層厚達5000m,而往東至貴州境內(nèi),玄武巖的厚度僅為幾十至幾百米。玄武巖噴發(fā)模型峨眉山玄武巖對盆地熱狀態(tài)影響的地熱學記錄中國大陸科學鉆探(CCSD)地熱測量CCSD熱導率、生熱率、熱流Q0=75mW/m2只有全面考察大陸和大洋巖石圈在板塊運動中相互約束的表現(xiàn),才能正確認識地幔熱對流的旋回變化和板塊運動的全過程。地幔熱對流造就的大陸和大洋巖石圈板塊運動,既推動了大陸和大洋巖石圈相互作用又改變著地幔自身熱對流的過

8、程。熱對流對立統(tǒng)一的運動形式表征為板塊大地構(gòu)造離散-會聚環(huán)境和位置變化及其引起的盆地沉降,反映出洋陸巖石圈組成與地幔對流相互作用形成盆地的構(gòu)造-熱體制。大陸邊緣和大

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