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地质地球所揭示华北克拉通热体制

地质地球所揭示华北克拉通热体制

  克拉通破坏不仅体现在厚度的减薄,还体现在热状态的改变。这种改变可以用热流来表征、盆地古温标来记录,以及用热演化模拟来解释。然而华北克拉通热体制究竟是怎样?

  幸运28中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化研究室研究员何丽娟经过研究,综合华北克拉通的热流、热岩石圈厚度、盆地热历史,以及华北克拉通的热模拟结果,从地热学角度剖析克拉通破坏,很好的揭示了华北克拉通破坏动力学机制。热流调查表明,只有一个小的冷核保存在克拉通西部的鄂尔多斯,热流值为~50 mW/m2,而克拉通东部的平均热流为~ 64 mW/m2,接近全球大陆平均值。华北克拉通热岩石圈厚度从西部140公里向东减薄至80公里,该趋势类似于地震岩石圈(图1)。然而,热岩石圈和地震岩石圈之间存在着厚度差异,差异在西部为~ 80km,向东则逐渐减少。这意味着流变边界层自西向东在变薄,很可能与太平洋板块俯冲脱水、软流圈粘度降低有关。

  另一方面,位于华北克拉通的沉积盆地记录了中生代以来的热历史。西部鄂尔多斯盆地在中生代经历了最大古地幸运28 温,同时伴随着挤压、隆升和剥蚀。相反,东部渤海湾盆地的最大古热流出现在新生代,并伴随着幕式拉伸和快速沉降、沉积。只有济阳坳陷的少数钻孔记录了中生代的古热流,约80 mW/m2,剥蚀量~2km

  此外,她还总结了克拉通破坏的动力学模型,包括地幔柱、拆沉、俯冲以及岩石圈伸展,并分析了相应的近地表构造-热效应。综合目前研究结果认为,大地幔楔内活跃地幔对流造成的热化学侵蚀在中生代岩石圈减薄中起着关键的作用;而晚中生代以来岩石圈减薄则与伸展作用密切相关。

  该研究成果近期发表在国际地学期刊Earth-Science Reviews(He et al. Thermal regime of the North China Craton: Implications for craton destruction. Earth-Science Reviews, 幸运282015, 140: 14-26)。

  原文链接 

 

华北克拉通热岩石圈与地震岩石圈底界的对比。RBL:流变边界层