地热学岩石圈厚度计算方法综述

焦亚先 李文正 阙永泉 邱楠生

摘要：地热学岩石圈厚度体现了长时间尺度上的岩石圈热学作用，可以反映地球深部动力学过程。介绍了地热学岩石圈厚度的计算方法，探讨了这种方法的参数选取和影响因素，并对比了地热学岩石圈厚度与其他类型岩石圈厚度的差异及其原因。结果表明：地热学岩石圈厚度的计算结果受地壳分层结构、岩石生热率、岩石热导率以及地表热流的影响；地质历史时期内的地壳分层结构要结合岩石学、岩石地球化学等领域最新研究成果得出；地表热流较低（42 mW·m-2）时，岩石圈地幔生热率对计算结果的影响非常显著，岩石圈地幔生热率变化0.02 μW·m-3，地热学岩石圈厚度计算结果最高变化40 km，岩石圈地幔热导率每变化0.2 W·（m·K）-1，地热学岩石圈厚度变化15 km；地表热流为60 mW·m-2时，岩石圈地幔生热率每变化0.02 μW·m-3，地热学岩石圈厚度变化3 km，岩石圈地幔热导率每变化0.2 W·（m·K）-1，地热学岩石圈厚度变化5 km；地表热流增高1 mW·m-2，地热学岩石圈厚度约增加3 km；地热学岩石圈厚度与岩石学、地震学岩石圈厚度略有差异，其差异取决于流变边界层的厚度。

关键词：岩石圈厚度；地热学；地表热流；热导率；生热率；地壳分层结构；流变边界层

中图分类号：P314.2文献标志码：A

0引言

岩石圈的概念是1914年Barrell相对于软流圈而提出的，其含义是具有高强度的地球外壳[1]。随着板块构造理论的发展，20世纪六七十年代，岩石圈被定义为若干漂浮于软流圈之上、在较长地质时间尺度上保持刚性的块体板块，包括地壳和上地幔高速盖层[2]。……