大地热流值与现代地热场

地热流值是地球热状态的物理量,也是研究区域地热场的基本参数。它反映了区域地热状态和地质构造背景,对研究区地质构造发育和地壳深部结构特征具有重要意义。

至今已有不少学者(王良等人,1989;王继云等,1990;陈等;祖金华等,1996;胡胜彪等,2001;国家地震局地学断面编委会,1992)对郯庐断裂带及其邻区进行了热流测量和研究。在本研究中,表4-1和图7和图8总结并列出了上述大地热流和地温梯度数据。这些大地热流数据构成了郯庐断裂带中南段及其邻区大地热流和地温梯度的平面分布。

表4-郯庐断裂带中南段及邻区地热流值汇总(1)

继续的

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现今地热状况是热场演化的最后“帷幕”,现今地热分布的差异可以反映最近历史时期的构造活动。郯庐断裂两侧盆地凹陷的地温梯度可以反映这一特征(图7)。位于郯庐断裂带的昌潍凹陷和辽河盆地仍处于高地温条件(高地温梯度和高大地热流值),郯庐断裂带附近的济阳坳陷也具有高地温梯度和高大地热流值。高热场特征反映了大范围的构造活动背景,表明郯庐断裂带从新近纪到第四纪一直处于活动状态,对两侧坳陷的热场有重要影响。

郯庐断裂带中段的地热密度主要为64~68mW/m,南段的地热密度主要为56~60mW/m,分别代表了该区地热密度的背景值,接近全球大陆平均热密度。郯庐断裂带的热流值均在65mW/m以上,郯庐断裂带存在一个高热流值的圈闭带,圈闭中心的热流值高于80 MW/m..这与郯庐断裂带新生代以来的构造活动有关。这表明郯庐断裂带南段及其邻近地区的平均热流高于全球平均水平。从图8中可以清楚地看到,郯城至庐江沿线存在一个北北东向的坡度渐变带。这与郯庐断裂带的分布相一致。在这个梯度带的西面,分布着一系列具有不同值的圈闭线。霍邱、六安西部存在高热流密度区,可能是局部热异常导致地下热水沿断层通道上升所致(白家绮等,1998)。在梯度梯度带的东面,南京附近出现了一个高热流密度区,这可能是由于该地区的构造热事件发生较晚。在杭州的西部和南部,呈现出相对开阔舒缓的中高值区,约为70mW/m,应该代表了下扬子地区的热通量密度背景值。

合肥盆地在郯庐断裂带附近具有较高的热流值,超过65 MW/m,盆地西部的热流值相对较高,超过70mW/m,这与北北东向的无极断裂和西侧的阜阳断裂的存在有关,它们在东边界开始平移和深切。而盆地中部的现代热流值明显偏低,不到60 MW/m,这说明合肥盆地高热流值区明显受东西边界的深大平移断层控制。从研究区的盆地对比来看,周口盆地和苏北盆地的现代热流值相对较高,而合肥盆地的现代热流值相对较低,这可能与前两个盆地强烈的新生代断陷和伴生的玄武岩喷发活动有关。渤海湾临清坳陷和辽河坳陷在60~64mW/m之间有相对低值区,东濮凹陷在80mW/m以上有相对高值区。

现代地热场与地壳和岩石圈的厚度密切相关。从图6可以看出,郯庐断裂带周围盆地的地壳厚度大部分在32公里左右,不同地区略有变化。地壳厚度等值线圈闭呈北北东向,与郯庐断裂带的延伸方向几乎平行,明显表明这些盆地的地壳厚度受郯庐断裂带控制。周口盆地北部、济阳坳陷南部和胶莱盆地有34公里以上的较厚地壳区,其地热流值相对较低(图8)。同样,断层周围盆地内的岩石厚度等值线圈闭也与郯庐断裂带走向近平行,表明郯庐断裂带在新近纪以来的构造活动中切割深度已达到岩石圈底部,这也为断裂带内的岩浆活动所证实(朱光等,2001)。