深部地殼結構對地溫分布的控制作用

  如前所述，許多地球物理工作者在近幾年對中國的地殼結構做了大量的地震。、重力及大地電磁測深等地球物理探測和研究工作，其獲得的中國地殼結構的結果大都是類(lèi)似的。其研究結果表明，在中國境內地殼厚度是由東向西變化，東部較薄在30-35km之間，向西增厚可達50km以上，最厚在青藏高原的西南部超過(guò)70km。整個(gè)青藏高原的地殼平均厚度約為68km。在中國的中部?jì)让?、陜、甘、寧、川、滇、黔等地區，多在40-50 km．其中鄂爾多斯盆地為44-48km、四川盆地為38-48km之間，而西北部的塔里木、準噶爾等盆地的地殼厚度大多在50km左右，均較其周?chē)貐^小3-4km。由重力和地殼厚度所反映的中國深部地質(zhì)結構的特征可將中國分為三個(gè)區，亦是東部、中部及西部地區，它們又可以昆侖、祁連、秦嶺、大別山把上述三區分別劃分為六部分；亦是華北、華南，陜甘寧、滇黔桂川，甘青新及西藏地區。
 
  中國東部，沿大興安嶺、太行山、巫山，武陵山及大瑤山呈北北東延伸的一條地殼陡變帶，是東部和中部的分界線(xiàn)；大致沿川、滇西部的安寧河谷，龍門(mén)山前并繼續向北北東延伸的地殼厚度陡變帶，是中部和西部的分界。二條地殼厚度陡變帶也是重力陡變帶昆侖、祁連-秦嶺地殼厚度緩變帶，它們都反映了中國境內六個(gè)不同類(lèi)型的深部地殼結構特征，并與區域地質(zhì)構造有著(zhù)明顯的對應關(guān)系。中國地溫的分布與上述六個(gè)不同類(lèi)型的地殼結構區有著(zhù)較好的一致性。中國東部地溫偏高，尤其是松遼盆地高地溫分布區都與深部的結構有密切關(guān)系。在大興安嶺、太行山、巫山、武陵山及大瑤山一帶的東側的地殼厚度陡變帶上，也顯示出一條北北東的地溫陡度帶，其兩者是吻合的；只是由于地溫受到地形和地下水的影響，而顯示出有間斷的現象，但總的趨勢是明顯的；同樣，在川、滇西部的南北構造帶上地溫分布也表明是條地溫陡度帶。中部盆地的地溫分布與深部地殼結構有著(zhù)良好的對應關(guān)系。西部地殼厚度多在50km左右，地溫均較東部為低，塔里木盆地、準噶爾盆地的地殼厚度較其周?chē)?-5km，地溫亦較其周?chē)鸀楦?。柴達木盆地位于青藏高原的東北邊緣，其地殼厚度約在50km左右，由于斷裂發(fā)育，地殼強烈隆起，地溫較塔里木和準噶爾二盆地為高。青藏高原上的許多小盆地的地殼厚度雖均在68km以上，但由于中新生代地層的覆蓋及基底構造和深部地質(zhì)作用（低速層埋藏淺）的結果，地溫仍然較高；西藏南部的雅魯藏布江以南，喜馬拉雅山脈一帶，表現為一地殼厚度陡變帶，此帶的地溫分布也顯示為一近東西及北西西向延伸的一條地溫分布密集帶，向著(zhù)喜馬拉雅山脈的內部地溫急驟降低，形成一條與喜馬拉雅山方向平行的地溫陡度帶。在沿雅魯藏布江南北一線(xiàn)形成了一條近東西延伸的較高地溫帶，此帶的‘形成有著(zhù)明顯的深部地質(zhì)背景，它與歐亞板塊和印度板塊的相互碰撞有關(guān)，這里構成了雅魯藏布江地縫合線(xiàn)，在巨大的剪切及擠壓作用下，使深部物質(zhì)發(fā)生重熔并上涌形成熱源體，導致許多高溫地熱田沿此帶分布。從P波速來(lái)分析，青藏高原的下地殼有lOkm厚的低密度、低速度層存在。因此，可以認為西藏高原的地溫偏高是與深部地殼結構有著(zhù)密切關(guān)系的；相反，地殼中的這種高地溫背景對青藏高原的隆起也起著(zhù)相應的抬升作用。
 
  應當注意到青藏高原的北部及東北部的昆侖山及阿爾金山、唐古拉山等地區的內部，有許多現代火山分布，在青藏、滇藏等交界地區高溫熱泉眾多(佟偉、章銘陶等，1981,光明日報，1985)，同時(shí)處于這一范圍內的柴達木盆地，雖具有較厚的地殼，但卻具有與東部類(lèi)似的較高的地溫分布，這些現象似可與藏南地區相比較。是否由于西藏的隆起在其北側同樣存在一條較高的地溫分布帶，尚不清楚；但從地殼陡變帶的分布來(lái)看這種現象是可能存在的。本書(shū)由于資料限制，將該區仍劃歸低地溫區范圍；但應當指出，研究青藏高原的隆起原因時(shí)，僅注意西藏南部地區是不夠的，還應加強對北部的研究。這樣才能全面的認識和了解西藏高原隆起的機制。
 
  在東海中的臺灣島上，中央山脈地殼厚，而其兩側薄，在島的東西兩側形成明顯的重力梯度帶，特別是臺灣東部的花蓮縱谷兩側更為突出(Hsieh，S.H.and Hu，C．C. 1972)。由島東  北的宜蘭沿清水溪而至盧山的中央斷裂帶亦是一條重力梯度帶(圖3-4)。臺灣的地溫分布也是在東西兩側及東北的重力梯度帶內偏高；在宜蘭沿清水溪及中央斷裂帶有清水一土場(chǎng)、盧山和利稻等高溫地熱田分布；基隆及大屯火山群分布島的東北端：島的東部海域中有龜山島、蘭嶼等火山島，島上均有強烈的地熱顯示如硫質(zhì)氣孔、沸泉、熱泉及噴氣孔等；地表噴氣孔的溫度可達120℃以上。上述現象的產(chǎn)生都有著(zhù)深部的地質(zhì)背景，由于臺灣花蓮谷地正處于太平洋板塊與歐亞板塊的碰撞帶上，東北部的宜蘭及海中的龜山島也正處于太平洋板塊向西北俯沖的沖繩海溝的延伸線(xiàn)上，在它們的相互作用下可能使臺灣深部形成熔融的巖漿體，或使深部的幔源高熱物質(zhì)沿巨大的斷裂上涌，而形成較高的地溫分布區及高溫地熱田，這從大屯火山區的馬槽和大磺咀高溫熱田的強烈的酸性(pH2-5)高溫熱水的化學(xué)成分可以得到證，明。臺灣西部以及福建沿海均向海峽方向地溫增高。這與海峽地區的地殼減薄(王振民，1982)以及在地殼中可能存在的低速高導層有關(guān)，對此尚需進(jìn)一步研究。
 
  深部地殼結構對大區域的地溫分布的控制是十分明顯的，在某種程度上它們之間是相互依存的。因此，研究區域地溫分布是探討深部地質(zhì)結構的一種行之有效的手段；而深部地質(zhì)卻控制了大區域地溫分布的狀況。然而在局部地區反映則不明顯，這與地區的構造類(lèi)型、沉積物的厚度等等因素的干擾有關(guān)。
 
  綜上所述，深部地殼結構對地溫分布的控制作用有如下幾點(diǎn)：
 
  1)  地殼厚度與大區域地溫分布有著(zhù)密切關(guān)系。地殼薄地溫高，地殼厚地溫低，地殼與地溫成鏡向關(guān)系。
 
  2)在全球板塊碰撞或俯沖帶，由于地殼巖石的重熔或幔源物質(zhì)的上涌并侵入地殼淺部或形成火山噴發(fā)，在這些地區常形成高地溫帶，帶內呈眾多類(lèi)型的高溫地熱顯示。
 
  3)  通過(guò)對高地溫分布帶的水熱流體及泉華和蝕變巖石的地球化學(xué)研究，可以獲得區域深部地殼結構的信息。