松辽盆地早白垩世岩石圈热结构模型研究

论文摘要

对于松辽盆地早白垩世的构造热事件,无论是拆沉或者基性岩浆底侵,这两者都有一个共同的特点,那就是松辽盆地在早白垩世发生了岩石圈的大规模减薄。岩石圈减薄之后的松辽盆地没有像青藏高原一样在拆沉事件或者基性岩浆底侵之后发生隆升,而是从火石岭组到泉头组都一直处于沉积当中,同时期的大兴安岭地区,发育了短暂断陷阶段,这与松辽盆地一致,但坳陷阶段却几乎不发育。本文试图从热结构的角度对松辽盆地早白垩世岩石圈的热状态进行探讨。首先结合地球物理与实验测试资料,对松辽盆地现今的岩石圈结构进行讨论,并认为松辽盆地现今不存在壳下熔融层。然后从东北地区中生代火成岩岩石学与地球化学特征入手,半定量化讨论晚侏罗世到早白垩世岩石圈厚度及岩浆起源。这为后文的模型讨论提供地质上的约束条件。接下来根据收集到的镜质体资料确定出松辽盆地现在的浅部地温梯度线及古热流;论文对地表高程与岩石圈结构厚度进行了较为详细的讨论,说明了松辽盆地在早白垩世发生了大规模的双层伸展,并伴随有走滑。在此基础上,在McKenzie绝热拉张模型中加入热源项,根据热力学定律建立热传导方程,并讨论松辽盆地早白垩世下地壳在不同岩浆层厚度情况下的地表热流。最后得出松辽盆地早白垩世岩石圈热结构模型。研究表明,火石岭组时期与营城组时期的岩石圈厚度是不同的。以玄武质岩石为主的火石岭组时期有大于60-70km的岩石圈,其中地壳厚度大于45-50km,它所对应的地表热流大约为70 ;到了以酸性岩浆为主的营城组时期依然存在2-15km的岩石圈地幔和28 km的地壳。如果松辽盆地在早白垩世的中下地壳存在一个5公里厚的岩浆熔融层,这个地壳熔融层（附加地热场）导致中上地壳的古地温梯度增大到42-45 ,下地壳大约为37 ,岩石圈地幔约为26。同时,也将使镜质体反射率多数集中到现在的0.7-1.7,地表热流达到128 ,明显高于现今的地温梯度31及热流值69 ;下地壳熔融层处于一种不稳定的状态,趋向于伸展变形。论文在此基础上分析了松辽盆地早白垩世岩石圈的流变学及强度特征,认为下地壳熔融层是松辽盆地发生大mW/ m20 C /km0C /km0C /kmmW / m20 C /kmmW/ m2规模伸展的主要层位。

论文目录

• 内容提要
• 前言
• 第一章 地质背景与现今岩石圈结构
• 第一节 地层格架
• 第二节 盆地构造样式与构造演化
• 第三节 现今岩石圈深部结构
• 第四节 小结
• 第二章 松辽盆地中生代火成岩特征与对岩石圈厚度的约束
• 第一节 中生代区域火成岩分布
• 第二节 中生代火成岩岩石系列
• 第三节 中晚侏罗世到早白垩世火成岩岩石化学特征
• 第四节 侏罗纪东北高原与早白垩世盆地伸展
• 第五节 小结
• 第三章 松辽盆地早白垩世热状态
• 第一节 沉积盆地物理参数
• 第二节 松辽盆地早白垩世热状态
• 第四章 松辽盆地早白垩世岩石圈热结构模型
• 第一节 松辽盆地早白垩世地壳双层减薄
• 第二节 存在地壳熔融层情况下的岩石圈厚度及地温梯度的讨论
• 第三节 岩石圈流变学特征
• 第五章 结论
• 参考文献
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介