河北省马头营干热岩的成因机制及其示范意义
发布时间：2022-01-01 21:50
马头营干热岩的发现说明渤海湾盆地具有较好的干热岩勘查开发潜力。通过对马头营所处区域壳幔结构、深大断裂与新构造活动、岩浆活动、热源与流体源、凹凸相间的构造格局等控热要素的综合分析,初步阐述了深部热物质的上涌过程及地球内外力地质作用对地球浅部地热场的塑造与热异常制约这一关键科学问题。在此基础上,总结了马头营干热岩的成因机制:①华北克拉通东部破坏,区域岩石圈的明显减薄,有利于热传导与深部热物质上涌,使马头营凸起处于高热流背景区;②切穿至岩石圈的深大走滑断裂带、地壳内低速高导体及各级壳内断层,构成了深部热物质上涌的流体通道网;③凹凸相间的构造格局下,在"热折射"效应、深大断裂带流体热对流、凹陷中心压实热流体向周边凸起流动等因素综合作用下,有利于热流向浅埋的马头营凸起区聚集。马头营干热岩的成因机制对类似地质条件的干热岩勘查具有很好的示范意义,渤海西岸黄骅坳陷、济阳坳陷内的一些凸起,在4 000～6 000m的范围内具有寻找干热岩的良好前景。
【文章来源】：地质学报. 2020,94(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
华北岩石圈厚度图(据Zhu Rixiang, 2018)
图1 华北岩石圈厚度图(据Zhu Rixiang, 2018)大地电磁测深的结果表明,唐山地震震源区附近的中、下地壳也存在高导层,并与低速层的范围一致(Liu Guodong et al., 1984)。中地壳低速高导体的成因目前还存在争议,主要观点有:① 含水流体假说(Huang Jinli and Zhao Dapeng, 2005; Zhao Dapeng et al., 2010);② 碳薄膜假说;③ 部分熔融假说(Müller and Raab, 1997);④ 剪切带假说(Zhou Yongsheng and He Changrong, 2002)等。Gao Ping (1997)通过实验证明这几种成因均有可能单独存在,但更多的学者更倾向于由于深部构造环境的不同,地壳低速高导体更可能是几种作用的叠加所致,如矿物脱水相变与部分熔融(Luo Zhaohua, 2018)、部分熔融与水流体共同作用(Jin Sheng et al., 2010)等。Li Zhenqing et al.(2005)认为藏南上地壳中的低速高导层为以岩浆熔体为主的局部熔融层,驱动并维系热水流体活动。由图3看出,唐山一带中、下地壳低速体有沿张家口-蓬莱断裂带的中地壳经北京向张家口流动的趋势,该带与天津—北京—张家口的地热资源分布具有良好的对应关系。
马头营干热岩孔位于渤海湾盆地黄骅坳陷东北部的马头营凸起,东南临渤中坳陷,北为燕山褶皱带(图6)。黄骅坳陷是在中生代盆地基础上发育的新生代沉积坳陷,马头营凸起盖层为新生界,基底为早古生代碳酸盐岩和太古宇变质岩。区域深大断裂非常发育,规模较大的有郯庐断裂带、张家口-蓬莱断裂带、沧东断裂带等。NE-NNE走向的郯庐断裂带是中国东部规模最大的岩石圈断裂带,在空间上表现为明显的分段差异活动,在时间上则具多期活动的特点,延展长、切割深、活动强,已切穿岩石圈(Zhu Guang et al., 2018);晚更新世以来该断裂渤海段以逆冲右旋走滑为特征,历史上沿该段或在其附近曾发生多次强烈地震。张家口-蓬莱断裂带总体走向NWW,该断裂带是由20余条不连续的NW走向的次级断裂所组成的复杂断裂带,沿断裂带发生过1976年唐山7.8级、1679年三河-平谷8级等大地震和大量中小地震,该构造带也被认为是一条新生的活动断裂带(Fang Ying et al., 2008)。断裂带对应地壳厚度变异带,以北地壳厚度大,以南地壳厚度小。穿过张渤带的多条地震反射剖面和大地电磁测深剖面揭示该断裂为一切割岩石圈的深大断裂,该构造带其中一些断裂控制了第四系断陷盆地的形成和发展,从而形成一条第四纪下沉较深的沉降带。高分辨率浅层地震资料证实渤海海域内该断裂带晚第四纪以来主要表现出强烈的垂向运动特征(Li Xishuang et al., 2009)。海域各断裂的最新活动时代为晚更新世末期—全新世初期。(2)新构造运动:
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海湾盆地中南部干热岩选区方向[J]. 张英,冯建赟,罗军,何治亮,武晓玲. 地学前缘. 2020(01)
[2]山东文登ZKCW01干热岩钻孔地质特征及资源潜力[J]. 江海洋,王树星,康凤新,史猛,范振华,张玲. 地质学报. 2019(S1)
[3]中国东部中、新生代软流圈上涌与构造-岩浆-矿集区[J]. 邢集善,杨巍然,邢作云,刘建华. 地球科学. 2019(05)
[4]华北克拉通破坏区最新构造运动起始时间讨论[J]. 徐锡伟,白鸾曦,魏雷鸣,陈桂华,于贵华. 地球科学. 2019(05)
[5]华北新构造:印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用[J]. 张岳桥,施炜,董树文. 地质学报. 2019(05)
[6]中亚成矿域斑岩大规模成矿特征:大地构造背景、流体作用与成矿深部动力学机制[J]. 高俊,朱明田,王信水,洪涛,李光明,李继磊,肖文交,秦克章,曾庆栋,申萍,徐兴旺,张招崇,周建波,赖勇,张晓晖,孙景贵,万博,王博. 地质学报. 2019(01)
[7]青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征[J]. 张森琦,严维德,黎敦朋,贾小丰,张盛生,李胜涛,付雷,吴海东,曾昭发,李志伟,穆建强,程正璞,胡丽莎. 中国地质. 2018(06)
[8]流体地球科学与地球系统科学[J]. 罗照华. 地学前缘. 2018(06)
[9]石油贫富悬殊的成因:来自华北克拉通东部南北新生代盆地的启示[J]. 刘池洋,黄雷,张东东,赵俊峰,邓煜,郭佩,黄翼坚,王建强. 中国科学:地球科学. 2018(11)
[10]张渤地震带及邻区近震体波成像及孕震环境分析[J]. 杨歧焱,吴庆举,盛艳蕊,高家乙,宋键,邸龙. 地球物理学报. 2018(08)
本文编号：3562905
【文章来源】：地质学报. 2020,94(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：16 页
【部分图文】：
华北岩石圈厚度图(据Zhu Rixiang, 2018)
图1 华北岩石圈厚度图(据Zhu Rixiang, 2018)大地电磁测深的结果表明,唐山地震震源区附近的中、下地壳也存在高导层,并与低速层的范围一致(Liu Guodong et al., 1984)。中地壳低速高导体的成因目前还存在争议,主要观点有:① 含水流体假说(Huang Jinli and Zhao Dapeng, 2005; Zhao Dapeng et al., 2010);② 碳薄膜假说;③ 部分熔融假说(Müller and Raab, 1997);④ 剪切带假说(Zhou Yongsheng and He Changrong, 2002)等。Gao Ping (1997)通过实验证明这几种成因均有可能单独存在,但更多的学者更倾向于由于深部构造环境的不同,地壳低速高导体更可能是几种作用的叠加所致,如矿物脱水相变与部分熔融(Luo Zhaohua, 2018)、部分熔融与水流体共同作用(Jin Sheng et al., 2010)等。Li Zhenqing et al.(2005)认为藏南上地壳中的低速高导层为以岩浆熔体为主的局部熔融层,驱动并维系热水流体活动。由图3看出,唐山一带中、下地壳低速体有沿张家口-蓬莱断裂带的中地壳经北京向张家口流动的趋势,该带与天津—北京—张家口的地热资源分布具有良好的对应关系。
马头营干热岩孔位于渤海湾盆地黄骅坳陷东北部的马头营凸起,东南临渤中坳陷,北为燕山褶皱带(图6)。黄骅坳陷是在中生代盆地基础上发育的新生代沉积坳陷,马头营凸起盖层为新生界,基底为早古生代碳酸盐岩和太古宇变质岩。区域深大断裂非常发育,规模较大的有郯庐断裂带、张家口-蓬莱断裂带、沧东断裂带等。NE-NNE走向的郯庐断裂带是中国东部规模最大的岩石圈断裂带,在空间上表现为明显的分段差异活动,在时间上则具多期活动的特点,延展长、切割深、活动强,已切穿岩石圈(Zhu Guang et al., 2018);晚更新世以来该断裂渤海段以逆冲右旋走滑为特征,历史上沿该段或在其附近曾发生多次强烈地震。张家口-蓬莱断裂带总体走向NWW,该断裂带是由20余条不连续的NW走向的次级断裂所组成的复杂断裂带,沿断裂带发生过1976年唐山7.8级、1679年三河-平谷8级等大地震和大量中小地震,该构造带也被认为是一条新生的活动断裂带(Fang Ying et al., 2008)。断裂带对应地壳厚度变异带,以北地壳厚度大,以南地壳厚度小。穿过张渤带的多条地震反射剖面和大地电磁测深剖面揭示该断裂为一切割岩石圈的深大断裂,该构造带其中一些断裂控制了第四系断陷盆地的形成和发展,从而形成一条第四纪下沉较深的沉降带。高分辨率浅层地震资料证实渤海海域内该断裂带晚第四纪以来主要表现出强烈的垂向运动特征(Li Xishuang et al., 2009)。海域各断裂的最新活动时代为晚更新世末期—全新世初期。(2)新构造运动:
【参考文献】：
期刊论文
[1]渤海湾盆地中南部干热岩选区方向[J]. 张英,冯建赟,罗军,何治亮,武晓玲. 地学前缘. 2020(01)
[2]山东文登ZKCW01干热岩钻孔地质特征及资源潜力[J]. 江海洋,王树星,康凤新,史猛,范振华,张玲. 地质学报. 2019(S1)
[3]中国东部中、新生代软流圈上涌与构造-岩浆-矿集区[J]. 邢集善,杨巍然,邢作云,刘建华. 地球科学. 2019(05)
[4]华北克拉通破坏区最新构造运动起始时间讨论[J]. 徐锡伟,白鸾曦,魏雷鸣,陈桂华,于贵华. 地球科学. 2019(05)
[5]华北新构造:印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用[J]. 张岳桥,施炜,董树文. 地质学报. 2019(05)
[6]中亚成矿域斑岩大规模成矿特征:大地构造背景、流体作用与成矿深部动力学机制[J]. 高俊,朱明田,王信水,洪涛,李光明,李继磊,肖文交,秦克章,曾庆栋,申萍,徐兴旺,张招崇,周建波,赖勇,张晓晖,孙景贵,万博,王博. 地质学报. 2019(01)
[7]青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征[J]. 张森琦,严维德,黎敦朋,贾小丰,张盛生,李胜涛,付雷,吴海东,曾昭发,李志伟,穆建强,程正璞,胡丽莎. 中国地质. 2018(06)
[8]流体地球科学与地球系统科学[J]. 罗照华. 地学前缘. 2018(06)
[9]石油贫富悬殊的成因:来自华北克拉通东部南北新生代盆地的启示[J]. 刘池洋,黄雷,张东东,赵俊峰,邓煜,郭佩,黄翼坚,王建强. 中国科学:地球科学. 2018(11)
[10]张渤地震带及邻区近震体波成像及孕震环境分析[J]. 杨歧焱,吴庆举,盛艳蕊,高家乙,宋键,邸龙. 地球物理学报. 2018(08)
本文编号：3562905
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