中国东部岩石圈热状态与流变学强度特征.pdfVIP

卷 (Volume)35，期 (Number)1，总 (SUM)128 页(Pages)12—23，2011，2(February，2011) 大 地 构造 与成 矿 学 GeotectonicaetMetallogenia 中国东部岩石圈热状态与流变学强度特征 汪洋，程素华 (中国地质大学(北京)地球科 学与资源学院，北京 100083) 摘 要 ：根据均衡原理制约的地热计算得到 中国东部岩石 圈的温度分布状态 ，以4O、70、100kni和莫霍面深度等温 线图以及 600。C、1100。C等温面深度的形式表示。同时计算了以1350。C等温面深度表示的中国东部的热岩石圈 厚度 。结果显示 ：在扬子克拉通西部 四川盆地之下存在 160～200km厚的岩石圈根 ，但在整个华北克拉通之下缺失 岩石圈根 。特别是华北克拉通西部的鄂尔多斯地 区的岩石圈厚度仅 130～140kni，表明该地区不存在岩石圈根。在 大兴安岭 一太行 山一武陵山重力梯度带以东地区不存在地幔柱 ，不支持某些学者提出的所谓 “大 陆根 一柱构造”。 本研究地热模拟计算结果与地震层析研究结果相符合得很好 。中国东北部地 区岩石圈减薄可能与新生代太平洋 板块深俯冲导致的流体释放作用有关。采用湿 的上地幔流变学模型的计算结果表 明，中国东部多数地 区的岩石圈 流变学强度模型为 “奶油蛋糕 (crSmebrfil6e)”型，其强度剖面显示强地壳而弱地幔的特点。四川盆地和华北克拉 通的东北部和东南部地区的岩石圈流变学强度模型为 “果冻三明治(jellysandwich)”型，其强度剖面为强地壳与强 地 幔。 关键词 ：地温线 ；均衡 ；流变学 ；强度 ；大陆岩石圈；中国东部 中图分类号 ：P314；P542 文献标志码 ：A 文章编号 ：1001—1552(2011)01一O012-12 0 引 言 不均匀 ，除了华南褶皱 带之外 的中国东部其它造山 带的热流值相对于盆地区的热流值而言数量也不成 中国东部是相对稳定地域及夹持于其间的强变 比例 (汪集畅和黄少鹏 ，1990；Wang，1996、2001； 形带组成的拼合体 ，其地壳结构 、成分 、岩石圈厚度 Hueta1．，2000；胡圣标等 ，2001)。为避免由于地 和温度分布显示 出明显的横向变化特征 (任纪舜 ， 理分布偏差以及某些热流观测值的内在误差所导致 1999；Wang eta1．， 2000、2004； Liand Mooney， 的困难 ，本研究采用局域均衡原理约束 中国东部岩 1998；Wang，2001、2007；朱介寿等，2002、2006；Ji 石圈的温度分布。结果 以40、70、100km深度 的 1。 eta1．，2009；WangandSun，2010)。因此 ，对 中国 ×1。网格横向温度等值线 图表示 ，同时给出莫霍面 东部岩石圈热状态和流变学强度特征的研究不仅可 的温度图、热岩石圈厚度 图以及 600~C等温面深度 以为理解其现今地球动力学提供视角 (嵇少丞等， 图。与前人的工作相 比，本研究建立在坚实的物理 2008a，b)，而且可 以提供 中国东部这个高度不均匀 原理而非地质经验和数据统计的基础之上 。本研究 的地质块体的岩石圈流变学特征的空间变化信息 。 结果提供了对 中国东部岩石圈热状态和流变学强度 前人关于中国东部岩石圈热状态的研究依赖于 特征 的更为稳健 的结果。 热流观测值 (Huangeta1．，1996a，b；Wang，1996)。 遗憾的是 ，中国大陆的热流观测点 的地理分布非常 收稿 日期 ：2010—02—20；改回 日期 ：2010—06—19 基金项 目：国家重点基础研究发展计划下属 2008CB425704课题 、国家 自然科学基金项 目908140064010400