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沉积盆地的构造-热演化研究是当今地学研究的前沿课题之一。沉积盆地的构造热模拟是盆地模拟中十分重要的环节。开展沉积盆地构造热模拟研究,可以深化盆地动力学、大陆边缘形成演化等的认识,有利于含油气盆地的勘探和评价,具有重要的科学意义和应用价值。 论文在朱夏院士(1986)提出的TSM盆地模拟思想,张渝昌老师(2010)提出的盆地原型分类准则,和刘光鼎院士提出的中国油气“二次创业”和“三海战略”的指导思想下,强调基于盆地原型的构造-热演化模拟研究。明确在不同构造-热体制控制下,盆地原型不同,利用基于多期有限拉张模型的应变速率法,对陆域沉积盆地(江汉盆地)和海域沉积盆地(琼东南盆地、珠江口盆地、南薇西盆地、北康盆地、曾母盆地、万安盆地和湄公河盆地)开展了构造-热演化模拟研究。 本文的研究主要包括四个方面的工作: (1)在探讨盆地原型分类及其构造—热体制的基础上,重点分析研究岩石圈拉张模型。详细讨论了均匀拉张模型、双层非均匀拉张模型、有限拉张模型,并对基于有限拉张模型的应变速率法进行改进、发展适用于多阶段拉张—挤压演化的沉积盆地模拟方法。 (2)对江汉盆地开展了构造-热演化模拟工作,揭示了盆地基底热流具有多期升高和两期降低的趋势,且热流变化程度不同:晚震旦世—早泥盆世,热流处于缓慢上升阶段;晚三叠世—中侏罗世,热流迅速升高;晚白垩世,盆地进入拉张构造环境,多数地区热流持续升高。同时盆地基底热流的变化出现明显的区域特征:早期盆地的高热流带呈NE-SW向展布,且具有“北高南低”的分布特征;热流衰减后,高热流区域转为NW-SE向展布;晚白垩世,盆地基底热流表现为盆地中部热流高,而盆地边缘热流低的分布特征。 (3)对南海北部陆缘的沉积盆地开展了构造-热演化模拟工作,揭示了北部陆缘存在多期次裂谷作用、热流升高的特征;“热沉降”阶段也非完全处于热衰减期,晚期存在热流升高的加热事件(琼东南盆地5.4Ma以来存在一期快速沉降,由西向东加热事件逐渐减弱),这些都有别于典型的被动大陆边缘盆地的热演化模式。 (4)对南海南部陆缘沉积盆地开展了构造-热演化模拟工作,揭示了南部边缘经历始新世—渐新世的张裂后,基本就进入了热沉降和热衰减期。整体表现为湄公河盆地热流值在南部地区一直比较低,北康盆地与南薇西盆地具有与南海北部陆缘相似的地质特征和地热特征,且曾母盆地全区热流值较高。南部边缘受南海扩张后的挤压碰撞—走滑改造作用明显,现今基底整体表现为由北向南热流增高、由西向东热流降低的趋势。