[发明专利]多幕裂陷沉降过程与深部热流演化计算方法

说明书

本发明公开了多幕裂陷沉降过程与深部热流演化计算方法，包括以下步骤：在初始裂陷幕，拉伸前的边界条件是以岩石圈的原始条件来定义的，而以后各幕拉伸前的岩石圈状态必须以前一幕的终止状态为初始条件，在计算下一裂陷幕的沉降和热演化时，须确定前一幕结束时的岩石圈结构。本发明的多幕裂陷沉降过程与深部热流演化计算方法，能更准确地描述盆地的多幕裂陷过程，对正确认识和定量评价多幕裂谷盆地的动力学过程具有重要意义，并可预测包括深部热流在内的各种盆地过程。

技术领域

本发明涉及多幕裂陷沉降过程及其深部热流变化技术领域，尤其涉及多幕裂陷沉降过程及其深部热流变化过程计算方法。

背景技术

Mckenzie最先提出的裂谷盆地的纯剪切拉伸模型是各种定量模型的基础，它描述了岩石圈对拉伸作用的基本响应。这一模型为瞬时的均匀纯剪切拉伸模型，拉伸作用导致整个岩石圈的均匀纯剪切变薄，软流圈隆升，深部热流瞬时增高，形成裂陷盆地。拉伸停止后，岩石圈开始冷却，深部热流减小，重力重新均衡调整，导致裂后热衰减沉降。

这一模型将裂陷过程看作是一次完成的，而裂谷盆地的拉伸过程常常是多幕的结果，因此，需要提出多幕裂陷沉降过程与深部热流演化计算方法来弥补上述技术的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供多幕裂陷沉降过程与深部热流演化计算方法，能更准确地描述盆地的多幕裂陷过程，对正确认识和定量评价多幕裂谷盆地的动力学过程具有重要意义，并可预测包括深部热流在内的各种盆地过程，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供多幕裂陷沉降过程与深部热流演化计算方法，包括以下步骤：

步骤S1：在初始裂陷幕，拉伸前的边界条件是以岩石圈的原始条件来定义的，而以后各幕拉伸前的岩石圈状态必须以前一幕的终止状态为初始条件，在计算下一裂陷幕的沉降和热演化时，须确定前一幕结束时的岩石圈结构；

步骤S2：设Tco为原始地壳厚度，β₁…β_n为各幕岩石圈的拉伸系数，S代表沉积层的厚度，在第n幕拉伸前的地壳厚度可表示为：

步骤S3：在第n-1幕以前形成的各幕沉积层受到了拉伸变薄，须对其厚度作校正，假定每一幕的拉伸作用是均匀拉伸和瞬时完成的，第n幕拉伸前的岩石圈厚度为L_n-1，考虑Airy重力均衡，应用拉伸后的平均温度进行地壳和上地幔的密度校正，第n幕裂陷期沉降(McKenzie，1978)可由下式得出：

步骤S4：设t为岩石圈冷却时间，K为热扩散系数，k为平均热导率，来自软流圈的热流量Q(McKenzie，1978)可表示为：

步骤S5：裂后热衰减沉降则可近似表示为：

上式中的L是指原始的正常岩石圈的厚度L₀，β是相对于原始岩石圈的拉伸系数；而第n拉伸幕中的β_n是相对于L_n-1的拉伸系数，须定义一个相对于原始岩石圈的拉伸系数δ，从而对各幕的拉伸系数加以校正：

把其带入步骤S4和步骤S5中，则可求得第n幕裂后来自软流圈的热流和热衰减沉降：

步骤S6：同理，来自软流圈的热流量可表示为：