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帕米尔高原岩石圈地幔热-流变特征及其东北缘热结构分析——第三次新疆综合科学考察地热科考成果之一
1
作者
张健
孔彦龙
《地球物理学报》
北大核心
2025年第1期199-212,共14页
帕米尔高原是全球研究板块碰撞与盆山耦合过程、板内变形与构造地貌、活动构造与现代地震、壳幔结构与动力学演化等地球科学基本理论问题的重点地区.近年来,帕米尔高原东北缘塔什库尔干河谷一系列中/高温地热田及井口混合水汽温度达144...
帕米尔高原是全球研究板块碰撞与盆山耦合过程、板内变形与构造地貌、活动构造与现代地震、壳幔结构与动力学演化等地球科学基本理论问题的重点地区.近年来,帕米尔高原东北缘塔什库尔干河谷一系列中/高温地热田及井口混合水汽温度达144℃自喷地热井的新发现,将该区构造-地热学研究推向了新的高潮.在第三次新疆综合科学考察地热野外科考基础上,依据2010-2024年间新疆地矿局第二水文工程地质大队地热普查、钻探资料,本文利用地震剪切波、重力位球谐系数、磁异常谱分析,计算了帕米尔高原岩石圈地幔热-流变结构,以及东北缘地壳温度结构,为该区理论地热学研究和地热资源开发利用提供基本依据.计算结果表明:帕米尔高原地幔100 km深度的平均温度为1250℃,200 km深度的平均温度为1540℃. 200 km深度是地幔对流活动的主要区域,该深度地幔温度快速升高,地幔流切向应力场呈“挤压”与“拉张”相间的格局,是造成帕米尔高原西侧挤压-左旋走滑构造域、北侧挤压-右旋走滑构造域、东北缘伸展-右旋走滑构造域的主要原因.帕米尔高原东北缘莫霍面平均温度为1078℃,远高于岩石圈单纯剪切变形所需的650℃.横穿塔县盆地、曲曼地热田、塔什库尔干断层的综合地球物理反演剖面上,有一个中心温度达1200℃的高温区位于塔县盆地莫霍面之下.高温区之上是一个呈垂直柱状分布的V_(p)/V_(s)低值区,对应高温高孔隙(裂隙)区,深部活动热流体沿其西侧高温通道直达居里面,并在浅层顺着伸展-右旋走滑构造域主要活动构造上升、与浅表层地下水交换热量形成温泉.综合判断:帕米尔高原东北缘活动正断层是地表水下渗进入地下接受深部热源的热量、形成地热资源的重要条件.该区冷、热交换深度较浅,不存在地热水沿断层深循环加热的地热地质条件,深部地热资源勘查或干热岩勘查需要重点关注来自地幔的“羽状”高温热液活动.
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关键词
帕米尔高原
地幔
流应力场
曲曼地
热
田
壳幔温度结构
地幔热液活动
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题名
帕米尔高原岩石圈地幔热-流变特征及其东北缘热结构分析——第三次新疆综合科学考察地热科考成果之一
1
作者
张健
孔彦龙
机构
中国科学院大学地球与行星科学学院
中国科学院地质与地球物理研究所
出处
《地球物理学报》
北大核心
2025年第1期199-212,共14页
基金
第三次新疆综合科学考察地热项目(2022xjkk1304)
国家重点研发计划“变革性关键科学问题”重点专项(2021YFA0716002)资助。
文摘
帕米尔高原是全球研究板块碰撞与盆山耦合过程、板内变形与构造地貌、活动构造与现代地震、壳幔结构与动力学演化等地球科学基本理论问题的重点地区.近年来,帕米尔高原东北缘塔什库尔干河谷一系列中/高温地热田及井口混合水汽温度达144℃自喷地热井的新发现,将该区构造-地热学研究推向了新的高潮.在第三次新疆综合科学考察地热野外科考基础上,依据2010-2024年间新疆地矿局第二水文工程地质大队地热普查、钻探资料,本文利用地震剪切波、重力位球谐系数、磁异常谱分析,计算了帕米尔高原岩石圈地幔热-流变结构,以及东北缘地壳温度结构,为该区理论地热学研究和地热资源开发利用提供基本依据.计算结果表明:帕米尔高原地幔100 km深度的平均温度为1250℃,200 km深度的平均温度为1540℃. 200 km深度是地幔对流活动的主要区域,该深度地幔温度快速升高,地幔流切向应力场呈“挤压”与“拉张”相间的格局,是造成帕米尔高原西侧挤压-左旋走滑构造域、北侧挤压-右旋走滑构造域、东北缘伸展-右旋走滑构造域的主要原因.帕米尔高原东北缘莫霍面平均温度为1078℃,远高于岩石圈单纯剪切变形所需的650℃.横穿塔县盆地、曲曼地热田、塔什库尔干断层的综合地球物理反演剖面上,有一个中心温度达1200℃的高温区位于塔县盆地莫霍面之下.高温区之上是一个呈垂直柱状分布的V_(p)/V_(s)低值区,对应高温高孔隙(裂隙)区,深部活动热流体沿其西侧高温通道直达居里面,并在浅层顺着伸展-右旋走滑构造域主要活动构造上升、与浅表层地下水交换热量形成温泉.综合判断:帕米尔高原东北缘活动正断层是地表水下渗进入地下接受深部热源的热量、形成地热资源的重要条件.该区冷、热交换深度较浅,不存在地热水沿断层深循环加热的地热地质条件,深部地热资源勘查或干热岩勘查需要重点关注来自地幔的“羽状”高温热液活动.
关键词
帕米尔高原
地幔
流应力场
曲曼地
热
田
壳幔温度结构
地幔热液活动
Keywords
Pamir Plateau
Mantle flow stress field
Quman geothermal field
Crust-mantle temperature structure
Mantle hydrothermal activity
分类号
P314 [天文地球—固体地球物理学]
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1
帕米尔高原岩石圈地幔热-流变特征及其东北缘热结构分析——第三次新疆综合科学考察地热科考成果之一
张健
孔彦龙
《地球物理学报》
北大核心
2025
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