华北地区岩石圈温度结构

如题所述

本节根据华北地区的地壳生热率和地幔热流值的信息和以前的研究成果,采用一维稳态热传导方程计算华北地区主要构造单元的岩石圈深部地热参数,包括40km处和Moho面的地温值以及热岩石圈厚度。热岩石圈厚度根据地温线与地幔绝热曲线的交点深度确定(Chapman and Furlong,1992)。所用的热流数据集的详情参见有关文献(汪洋,1999a),计算中未考虑平流项热传递。具体各构造单元内部结构分层,生热率、热导率取值和岩石流变率参数等请参见有关文献(汪洋,1999a;Wang Yang,2001)。各地的热岩石圈厚度和40km及Moho面深度处的地温值均列于表7.4(图7.2~7.17)。

表7.4 华北主要构造单元平均热流值和深部地热特征参数

华北各构造单元的地表热流值、40km处温度值以及热岩石圈厚度3者之间具有良好的对应关系(表7.4)。高热流值对应于40km处的高温度值和较薄的岩石圈,反之,低热流值对应于较低的温度和较厚的岩石圈。

图7.2 华北地区10km深度温度分布(℃)

图7.3 华北地区20km深度温度分布(℃)

图7.4 华北地区30km深度温度分布(℃)

图7.5 华北地区40km深度温度分布(℃)

图7.6 华北地区50km深度温度分布(℃)

图7.7 华北地区60km深度温度分布(℃)

图7.8 华北地区70km深度温度分布(℃)

图7.9 华北地区80km深度温度分布(℃)

图7.10 华北地区90km深度温度分布(℃)

图7.11 华北地区100km深度温度分布(℃)

图7.12 华北地区110km深度温度分布(℃)

图7.13 华北地区120km深度温度分布(℃)

图7.14 华北地区100℃等温面深度分布(km)

图7.15 华北地区600℃等温面深度分布(km)

图7.16 华北地区莫霍面温度分布(℃)

图7.17 华北地区热岩石圈厚度分布(km)

华北地区岩石圈热状态在整体上相对较“热”,其中以东部的华北盆地最“热”,而其周边的燕山褶皱带、南华北和大别山地区较“冷”,鄂尔多斯盆地岩石圈热状态也较华北盆地“冷”。因此,从岩石圈厚度来看,华北地区则类似于开口向东的倒置“簸箕”状,即北、西、南3侧面均较深(110~150km),而东半部浅(<100km)。值得注意的是,鄂尔多斯盆地的岩石圈厚度在110~130km之间,平均120km;所以,鄂尔多斯盆地不存在所谓的“岩石圈根”,邓晋福等(1996)认为鄂尔多斯地区为中国大陆中央克拉通根带一部分的认识是错误的。

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