中国陆域居里面特征研究

摘要

经过50余年航空物探调查，我国大陆已实现航空磁力测量全覆盖，2012年完成了新版航磁系列图件的编制，基于最新汇编的1∶500万《中国陆域航磁△T化极场等值线平面图》，采用我国自主研发的航空物探数据处理软件GEOPROBEV2.0，运用功率谱法对中国陆域的居里点深度进行了估算。计算时采用了中国1/100万分幅航磁图数据，网格化采样(间距5×5km)，进行了分带化极处理。采用边长为100×100km的“窗口”沿测线与测点方向分别重叠50km移动进行计算，获得了8004个居里点深度，完成了中国陆域居里面深度图的编制。本次编图填补了青藏高原西部的空白，首次完整的展现了中国大陆的居里面特征。
　　通过与前人的研究成果对比，居里面深度能够较好的反映我国大地构造特征，居里面隆起带反映了构造单元界线和深大断裂，居里面坳陷区通常指示稳定的地块。研究表明，居里面在稳定地块埋深为28-45km，以坳陷特征为主，如塔里木盆地、扬子盆地区、华北盆地区、准噶尔盆地、柴达木盆地、松辽盆地、二连盆地、巴彦浩特-武威-潮水盆地、珠江口-琼东南盆地，可可西里-巴颜喀拉坳陷区等。华北盆地区的居里面特征与塔里木陆块和扬子陆块有较大的差异，相对偏浅且变化剧烈，这可能与华北陆块遭受了复杂的后期改造，导致软流圈上隆和岩石圈减薄有关。可可西里-巴颜喀拉地块是青藏高原北部发育的呈NWW向展布的巨型居里面坳陷带，因其发育大面积的三叠系沉积地层和较少的岩浆活动，其三叠系的沉积岩厚度可达10km左右。这些稳定的地块都具有莫霍面隆起和居里面坳陷的特征。在活动频繁的造山带居里面以隆起为特征，埋深为18-26km，如东北部山岭区、西北部山岭区、秦岭-大别山地区、西昆仑-西藏-三江-康滇地区、东南沿海地区等。这反映了构造运动及岩浆活动所引起的地壳地温梯度的差异。居里面通常较莫霍面浅，在局部地区居里面会嵌入上地幔，说明部分地区上地幔顶部也是具有磁性的，如喀喇沁旗-随县地学断面上华北地块居里面就延伸至上地幔1-6km。
　　结合大地构造特征，对居里面进行了区划，一级单元沿用七个一级大地构造单元，二级和三级单元按照居里面特征进行命名。天山-兴蒙造山系、西藏-三江造山系、武夷-云开造山系以及秦祁昆造山系都以居里面隆起为主要特征，在局部的稳定地块呈坳陷，如天山-兴蒙造山系中的准噶尔-吐哈地块，松辽地块，佳木斯地块等;秦祁昆造山系中的柴达木地块;西藏-三江造山系中的巴颜喀拉地块。华北陆块区、塔里木陆块区以及扬子陆块区都以块状坳陷为主要特征。
　　收集了我国816个大地热流数据，对比研究居里面深度与地温梯度和地热流的关系，结果显示居里面深度与大地热流并非线性关系，但居里面深度大于30km时，大地热流变化范围收窄，均小于100m W/m2，说明居里面坳陷区热流活动较弱。并且，随着热流值的升高，热流值有向中国东部沿海、藏南-三江地区、秦岭-大别地区、辽东等地集中的趋势，这些地区都呈现出居里面隆起的特征，是中国大陆构造应力较集中的部位。我国大、中型地热田主要分布在藏南、滇西、康滇、东南沿海、汾渭地堑、燕山、长白山等地，大都位于居里面的隆起区或隆起边缘梯度带，是板块活动或构造活动十分活跃的地区。就收集到的已开发利用的地热资源来看，分布在18-27km深度的占67.4％。因此，居里面可以用于预测我国地热资源的远景区。通过对典型地热田成因的归纳研究，揭示了地热资源的产出与中新生代岩浆岩有非常密切的关系，这些岩体作为热源控制着地热资源的分布。结合居里面深度、岩浆岩分布以及构造发育等特征，圈定了9个地热资源远景区。
　　居里面作为地壳的热动力结构面，可以反映板块活动的边界以及活动断裂作为深部通道引起的热异常。许多学者已经撰文指出居里面隆起的边缘及梯度带是地震的高发部位。本文在中国地震台网中心(CENC)收集了公元1970年至公元2014年的正式地震目录，提取了其中四级以上的地震数据按发震时间和强度分别进行对比研究。结果显示，地震震中主要都分布在“冷-热”块体或“冷-冷”块体过渡的部位，居里面表现为梯度带或者“凹中隆”。随着地震强度的增高，地震震中的范围在向青藏高原收缩，该区也是中国居里面隆起程度最高、范围最大的地区，说明地壳内热活动十分剧烈。统计表明，地震震中主要分布在居里面隆起边缘及转换带，这些地区集中了60％以上的地震，坳陷区比较稳定，地震活动较少。活动断裂在青藏高原内部及其边缘和东部环太平地区断裂十分发育，且通常几组活动断裂纵横交错，分布十分杂乱，居里面以隆起及其边缘梯度带为特征。其余活动断裂大都分布在稳定板块边缘，如准噶尔地块周缘、塔里木陆块周缘、扬子陆块周缘以及鄂尔多斯地块周缘。居里面以梯度带为特征。由地震动峰值加速度区划图可以看出，现今的中国大陆以贺兰山-六盘山-龙门山-鸟蒙山为界，西部的活动性明显高于东部，地震峰值加速度的高值区都分布在西部。地震动峰值加速度大于0.3g的地区主要分布在居里面隆起及梯度带。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 计算方法研究现状

1．2．2 应用研究现状

1．3 论文依托及研究内容

1．4 主要研究成果

1．5 论文创新点

第2章 方法原理及结果分析

2．1 方法原理

2．2 结果分析

2．2．1 全国居里面对比

2．2．2 局部居里面对比

第3章 居里面与中国大地构造

第4章 中国居里等温面特征

4．1 中国陆域居里面分布特征

4．1．1 居里面坳陷区

4．1．2 居里面隆起区

4．2 中国陆域居里面大地构造分区

4．3 深大地震剖面居里面分布

4．4 居里面与莫霍面的关系

第5章 居里面与地热的关系

5．1 居里面与大地热流

5．2 地热资源分布与居里面的关系

5．3 典型地热田特征分析

5．3．1 西藏地热区

5．3．2 滇西地热区

5．4 中国地热远景预测

第6章 居里面与地震的关系

6．1 地震与居里面分布关系

6．1．1 不同年代地震分布与居里面耦合关系

6．1．2 不同震级地震分布与居里面耦合关系

6．2 活动断裂分布特征

6．3 地震动峰值加速度分布特征

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果