柴达木盆地地温场演化-构造成因关系与岩石圈热结构演化研究

There is a close causal relationship between the tectonic evolution process and the evolution of the temperature field. Tectonic style and geological evolution history of the different basins have different tectono-thermal evolution. Qaidam Basin is an important topographic depression inside the Tibetan plateau, basin tectono-thermal evolution is the record of lithosphere thermal evolution in the northeast of Tibetan plateau. The tectono-thermal evolution process, tectonic origin, characteristics of thermal structure of lithosphere in the Qaidam Basin are studied base on the the borehole steady-state system temperature measurement, thermal property parameter test, biotites 40Ar/39Ar apatite, zircon fission track, (U-Th) / He test and lithosphere thermal structure. High quality present terrestrial heat flow of Qaidam Basin, the characteristic of tectono-thermal evolution since the Paleozoic are obtained. Furthermore, the physical model between basin and deep within the earth is established, and the relationship of geothermal evolution, tectonic origin, thermal structure of lithosphere evolution and the thickening mechanism of lithosphere are studied. Finally, the Tibet Plateau uplift response to the process of tectono-thermal evolution is revealed.

区域构造演化过程和地温场演化之间存在着互为因果的密切成因联系,不同盆地的构造样式及地质发展演化历史对应着不同的地温场演化特征。柴达木盆地是青藏高原内部重要的构造地貌单元，其地温场演化过程是青藏高原东北部地区岩石圈热演化的记录。本研究针对柴达木盆地构造-热演化过程、构造成因、岩石圈热结构特征基础科学问题，拟开展钻孔稳态系统测温、岩石热物性参数测试、黑云母40Ar/39Ar磷灰石、锆石裂变径迹与（U-Th）/He测试等基础工作及地壳结构和岩石圈热结构等研究工作，以期获取高质量的柴达木盆地现今大地热流值，查清盆地古生代以来的构造-热演化特征，建立盆地和地球深部岩石热物性模型,分析柴达木盆地温场演化与盆地构造成因及岩石圈热结构演化的关系，研究柴达木盆地岩石圈增厚机制，揭示柴达木盆地构造-热演化过程对青藏高原隆升历史的响应。

中国西部是不同板块或块体的拼合体，块体间的相互作用使得柴达木盆地及周缘深部热扰动存在时空差异。新生代以来欧亚板块与印度板块碰撞促使了柴达木盆地岩石圈的增厚，岩石圈热结构演化复杂。柴达木盆地温度场演化研究可为青藏高原及邻区陆内或板内大陆动力学和柴达木盆地动力学研究提供科学依据，同时对揭示青藏高原的形成机制和隆生历史具有重要的意义。依据钻孔系统稳态测温、静井温度资料与实测热导率数据研究了柴达木盆地现今热体制特征，新增了19个高质量的大地热流数据。柴达木盆地现今地温梯度介于17.1～38.6℃/km，平均为28.6±4.6℃/km，大地热流介于32.9～70.4 mW/m2，平均55.1±7.9 mW/m2。盆地不同构造单元地温场存在差异，昆北逆冲带、一里坪坳陷属于“高温区”，祁南逆冲带属于“中温区”，三湖坳陷、德令哈坳陷属于“低温区”。以现今地温场为基础，基于地面调查，平衡剖面反演，采用磷灰石、锆石裂变径迹年龄分布特征定性分析与径迹长度分布数据定量模拟相结合，研究了柴达木盆地晚古生代以来的沉积埋藏、抬升剥蚀和热演化史，并结合区域构造背景，对柴达木盆地构造演化过程进行了探讨。研究表明柴达木盆地晚古生代以来在经历了五期（254.0～199Ma，177～148.6Ma，87～62Ma，41.1～33.6 Ma，9.6～7.1 Ma，2.9～1.8 Ma）构造事件。柴达木盆地东部晚燕山期剥蚀量为500~2300米，研究区南缘剥厚度最高达2000m，研究区北缘绿梁山、大柴旦一带增大到平均1750m，至柴东欧南凹陷、霍布逊凹陷逐渐减小到评价700m。该区剥蚀厚度表现出由周缘老山向坳陷中心逐步减小的趋势，并呈现出“东西分块、南北分带”的特征。综合盆地构造热演化特征与盆地新生代变形的时间、类型与变形的幅度的综合研究成果，认为柴达木盆地是在一个大型的新生代的复向斜基础上形成的。