中国大陆主要沉积盆地地热特征 及其动力学意义

表 中国大陆主要沉积盆地平均热流值、浅部地温和热－流变学特征参数
盆地
准噶尔 吐哈 塔里木 海拉尔 松辽 柴达木 鄂尔多斯 汾渭地堑 华北 南华北 南阳 苏北 四川 江汉及其周边 扬子地台中部 藏北 兰坪－思茅 楚雄
Ｑ
Ｑｃ燉Ｑｍ
５２
１．２６
４５
１．９６
４４
１．９５
６１
１．０８
７０
０．５２
５４
２．１８
１８９
５．０
５８４
１９５
４．７
５０８
１５２
６．２
４４１
２１８
４．４
６４９
２６２
３．７
８２８４．３
６３８
２５３
３．８
８１０
２９５
３．１
８５７
１７２
５．５
４９４
１９９
４．８
５５０
２６６
３．７
８３７
１９１
５．０
５２５
２０６
４．６
６０９
１５２
６．４
４３３
１５４
６．５
５２２
２３８
４．０
根据实测热流值、地下流体氦同位素比值、区域 地球 化 学和人工地震 测深 剖面 等资 料，作 者 计 算 了 各 盆 地 的 壳 幔 热 结 构 和 地 温 结 构 。东 部 伸 展 盆 地 为 “冷 壳 热 幔 ”型 ，西 北 部 的 盆 地 和 江 汉 盆地 属于 “热壳冷幔”型；而中部地区、青 藏高原 东 南 部 和 扬 子 地 台 中 部、藏 北 残 留 盆 地 的 热结构介于以上两类之间。东部盆地和青藏高原东南部的盆地的 ５ｋｍ 深度地温高于 １２０℃， １０ｋｍ 处地温高于 ２３０℃；而西北部盆地和残留盆地 ５ｋｍ 深度地温一般低于 １００℃，１０ｋｍ 处 低于 ２００３；中部地区盆地 ５ｋｍ 地温在 １００～１２０℃之间，１０ｋｍ 地温在 ２００～２２０℃。同样地， ４０ｋｍ 处地温也显示出此种横向和特征。因此，中国大陆东部和青藏高原东南部的盆地为“热 盆”，中部地区的盆地多属于“温盆”，西北部的盆地多为 “冷盆”，而扬子地台中部和臧北地区 的残留盆地也属于“冷盆”。中国大陆主要沉积盆地深部地温特征表明，“热盆”在 ５ｋｍ 深度以 下 的 温 度 已 超 过 有 机 质 的 生 油 门 限 ，因 此 不 利 于 这 些 盆 地 的 深 部 找 油 ，但 是 存 在 烃 源 层 二 次 生 烃的可能性；而“冷盆”达到 １００℃地温的深度多在 ５～６ｋｍ，尤其是藏 北地 区和 扬子 地台 中部 残 留 盆 地 深 部 地 温 低 ，这 对 早 期 含 油 气 系 统 的 保 存 和 深 埋 的 烃 源 岩 层 的 后 期 生 烃 等 均 有 利 。
根据地温线求取的各盆地热岩石圈厚度 为：塔 里木、四川盆 地和扬子 地台 中部、藏北 地区 等 具 有 大 于 等 于 １７０ｋｍ 厚 的 岩 石 圈 根；而 中 部 的 江 汉、鄂 尔 多 斯 盆 地 的 热 岩 石 圈 厚 度 介 于 １２０～ １７０ｋｍ；东部 盆地的热 岩石圈 厚度 则在 ８０ｋｍ 以内。“热盆”的 岩石 圈有 效弹 性层 厚度 （ＥＥＴ）小于 ２５ｋｍ，岩石圈力学强度包络线剖面显示，其承担外来应力的主要层位是易于发生 脆 破 裂 的 上 地 壳 。 这 暗 示 这 些 盆 地 易 于 遭 受 新 生 代 构 造 变 形 的 影 响 ，形 成 新 的 含 油 气 系 统 ，但 是 同时易于导致盆地内部构造形式的复杂化和对前新生 代油气 系统的破 坏。与“热 盆”相 反， “冷 盆”和 部 分 “温 盆”（热 流 值 低 于 ５５ｍＷ燉ｍ２）的 ＥＥＴ 值 大 于 ４０ｋｍ，而 且 多 大 于 其 地 壳 厚 度 。 这 些 盆 地 的 岩 石 圈 力 学 剖 面 显 示 ，其 承 担 应 力 的 主 要 层 位 是 上 地 幔 。 因 此 ，这 些 盆 地 较 少 受 到 新 生 代 变 形 的 改 造 ，从 而 有 利 于 早 期 含 油 气 系 统 的 保 存 。 同 时 ，刚 性 盆 地 的 边 缘 （如 ：塔 里 木 盆 地 南 北 缘 ）在 接 受 来 自 邻 近 造 山 带 的 沉 积 负 载 后 ，易 于 整 体 发 生 弹 性 挠 曲 而 形 成 大 型 前 陆 坳陷。 致谢：本研究得到国家自然科学基金项目（编号 ４９７３３１１０，４９７７２１５５），中国地质调查局地质调 查 项 目 （Ｋ１．４－ １－ ２，Ｋ１．４－ ２－ ２）和 “中 国 花 岗 岩 与 大 陆 地 壳 生 长 ”重 点 项 目 ，国 土 资 源 部 科 技 发 展 计 划 “华 北 地 区 岩 石 圈 三 维 结 构 及 其 演 化 ”（２０００１０１０２０２）和 “华 南 地 区 岩 石 圈 三 维 结 构 及其演化”（２０００１０１０２０６），中 国 博 士 后 科 学 基 金，国 家 攀 登 专 项 （ＳＳＥＲ－ＩＩＩ－ ２）和 人 事 部 博 士后经费的联合资助．
６９７
２７０
３．５
８６４
Ｈ（ｋｍ）
１３６ ２２５ ２６４ １０８ ７１ １９０ １２４ ７６ ７１ １４７ １５４ ７１ １８２ １６６ １９９ １９３ １０８ ７９
ＥＥＴ（ｋｍ）
３９ ５６ ７３ ２６ １８ ４７ ２８ １５ １４ ８８ ６４ １６ ５５ ４８ １０５ ４９ ２２ １０
Ｑ－平均热流值（ｍＷ燉ｍ２）；Ｑｃ燉Ｑｍ－壳幔热流比值；Ｔ５ｋｍ－代 表 ５ｋｍ 处 温 度；Ｔ１０ｋｍ－１０ｋｍ 深 度 温 度；Ｔ４０ｋｍ－４０ｋｍ 深 度 温度；Ｄ１００℃ （ｋｍ）－１００℃地温对应的深度；Ｈ－热岩石圈厚度；ＥＥＴ－岩石圈有效弹性层厚度
世 纪 活 化 构 造 与 成 矿 学 发 展 创 新 国 际 学 术 研 讨 会 论 文 专 辑 瀿灘灋灉灑灇灔灑灛灛灝灋灍灗灚灀灐灋灛灜瀭灋灖灜．瀳灖灜灋灚灖．瀿灢灕灘．灗灖瀫灉灜灑灟．灀灋灉灜灗灖．灇灖灊瀸灋灜灇灔灔．
年 月
中国大陆主要沉积盆地地热特征 及其动力学意义
汪 洋 １，汪 集 日易 ２，邓 晋 福 １，熊 亮 萍 ２ （１．中国地质大学（北京）地球科学与资源学院岩石教研室，北京 １０００８３；２．中国科学院地质 与地球物理研究所，北京 １０００２９）
３２３
中 国 大 陆 的 热 流 分 布 呈 现 东 西 分 块 的 总 体 格 局 。 西 部 （１０５°Ｅ以 西 ）总 体 上 表 现 出 南 高 北 低 的 变 化 趋 势 ，而 沿 东 西 走 向 变 化 并 不 显 著 。东 部 则 表 现 出 东 高 西 低 的 趋 势 ，南 北 向 变 化 小 ；而 且在 １０５°Ｅ到 １１５°Ｅ之间的中国大陆中部热流分布表现出北部（鄂尔多斯）总体略高，南部（四 川 和 扬 子 地 台 中 部 ）整 体 较 低 的 特 征 。 统 计 结 果 显 示 ，中 国 大 陆 主 要 沉 积 盆 地 平 均 热 流 值 的 高 低与其经历的最后一次构造－热事件的年龄有较好的相关性。新生代以来经历构造活化的各 地区，如东部的华北、松辽、苏北盆地、汾渭 地堑和 西南地 区的兰坪—思茅、楚雄 盆地 等的 热流 值较高，平均在 ６５～８０ｍＷ燉ｍ２之间。在燕山运动之后构造－岩浆活动均趋于稳定的各盆地， 如 江汉、四川、鄂尔多斯、海拉尔盆地等，其平均热流值在 ５０～６５ｍＷ燉ｍ２之间。西北部地区的 塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈盆地等在印支期以后未遭受强 烈构造岩 浆活 动的 构造 单元 的热 流 值最低，平均在 ４０～５５ｍＷ燉ｍ２之间。值得注意的是，藏北地区和扬子地台中部地区的热流 值也很低，平均值在 ５０ｍＷ燉ｍ２以下。
３２４
地温特征是沉积盆地研究中的重要资料，因为有 机质 热成熟等 与 盆地 内的 地温 分布 密切 相 关 。由 于 岩 石 圈 流 变 学 性 质 受 地 温 的 强 烈 制 约 ，所 以 盆 地 地 热 和 热 － 流 变 学 特 征 是 研 究 盆 地 动力学的重要方面。目前中国大陆已有实测热流数据 ８２２个，估测值 ４００余个，其中大部分集 中 在沉积盆地中。作者在系统收集、整理这些数据以及 中 国周边国家 的实 测热 流数 据的 基础 上，编 制完 成 了中国 大地热流图（１∶４００万）和 东 亚 大 地 热 流 图，其 精 度 为 １°× １°。 以 此 为 基 础 ，在 不 计 入 明 显 受 浅 部 热 对 流 影 响 的 数 据 的 条 件 下 ，统 计 中 国 大 陆 主 要 沉 积 盆 地 和 部 分 残 留 盆 地 的 大 地 热 流 平 均 值 ，进 而 计 算 出 各 盆 地 的 深 、浅 部 地 温 值 和 热 － 流 变 学 特 征 参 数 － 岩 石 圈 有效弹性层厚度（ＥＥＴ）（表 １）。
６０
１．４５
６８
０．６５
６７
０．５４
４９
１．０２
５５
１．５５
７２
０．６０
５３
１．８７
５７
２．０６
４９
１．５８
４５
１．７３
６６
１．４０
７５
１．２２
Ｔ５ｋｍ（℃ ）
９９ １０６ ８２ １１４ １３４ ９７ １１４ １２８ １６１ ９３ １０５ １３７ １０１ １０９ ７９ ７６ １２５ １４３
Ｔ１０ｋｍ（℃ ） Ｄ１００℃ （ｋｍ） Ｔ４０ｋｍ（℃ ）