济阳坳陷岩石圈热-流变学结构及其地球动力学意义

利用该区油气勘探积累的大量地温资料和岩石热物性参数,结合地热学方法,给出了该区的深部地热状态.在此基础上,利用流变学模拟进一步给出了相应的岩石圈流变剖面.结果表明,沉积盖层底面温度在129～298℃之间,基底热流为54.3～60.5mW/m2;上地壳底部温度为406～436℃,相应热流为47.7～52.6mW/m2;中地壳底部温度为537～572℃,热流为41.3～46.3mW/m2;莫霍面温度为669～721℃,地幔热流为38.1～43.1mW/m2,热岩石圈厚度为71～90km.上述热状态参数与地壳厚度以及地表热流等因素密切相关,地表热流越高,则相应的深部温度和热流也越高,热岩石圈厚度也越薄.济阳坳陷较高的热状态与新生代期间太平洋板块向欧亚板块俯冲的弧后扩张动力学背景密切相关.岩石圈纵向流变分层现象明显:上、中地壳基本为脆性,而中地壳底部及下地壳几乎均为韧性层,壳下岩石圈为韧性.此外,也存在横向变化,各凹陷岩石圈总强度不一.济阳坳陷岩石圈总强度为1.52×1012～2.16×1012N/m,岩石圈有效弹性厚度Te约为24km,与力学强地壳(MSC)厚度基本一致.太平洋板块俯冲过程中深部地壳矿物的脱水以及地幔楔热物质的上涌,在地壳底部产生部分熔融,并引发岩浆的底侵和向上侵入.这一地球动力学过程可能是华北及东部地区下地壳的粘度降低、从而发生韧性流动的原因.济阳