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地压梯度驱动说

已有 1564 次阅读 2019-4-29 19:52 |个人分类:地压梯度|系统分类:论文交流| 地压梯度, 渐-突变, 水的赋存形式, 临界奇异性, 降压

 在“第七届 流体地球科学与矿产资源及环境灾害学术研讨会”(20190428于成都理工大学)宣讲 20190428地压梯度驱动说.pdf  


板块运动的地压梯度差异驱动说,简称为地压梯度驱动说。

1)板块(或更广泛地说是地球物质)运动的根源是重力和热力的合力[1-2]。热力和重力叠加之后的地压梯度,在空间(垂向和横向)及时间上的差异及变化,是板块的驱动力、也是地球物质组成调整的根本动力。地压梯度变化与地球转动速度和节律、地球的物质组成和分布、相态和相变、地温梯度和分布等直接关联。

2)在岩石圈中,地压梯度总体为热压(热力)梯度和重力梯度叠加,与地温、组成、相态、体系性质等有关[3]。受这些因素影响,岩石圈的地压梯度在垂向和横向上明显变化,既有渐变也有突变,可以有2-4倍重力梯度的渐变[1-4],相变处有突变(特别是临界点处还可以有奇异性突变)致热压剧增而造成局部爆炸[5-15],既有水相变爆炸也有固相相变爆炸[1,16]。垂向上的地压梯度的渐突变,可产生横向地压梯度差异,从而引起岩石圈中物质的横向运动。

岩石圈垂向层圈构造的形成,主要受制于100℃、374.15℃、700±100℃、1000±50℃、1400±℃五个与水相关的温度阈值[17],分别对应着岩石圈层圈的温度分界线:降压与100℃左右的温度阈值耦合,控制着油气储运等。降压与374.15℃(水的临界温度)左右的温度阈值耦合,控制着油气形成、热液矿床、地壳中多震层等[5-15]。降压与700±100℃左右的关键温度阈值的耦合,控制着蛇纹石化,OH-H+H3O+被结合到蛇纹石为主要的矿物中,推测与莫霍面相对应。降压与1000±50℃左右的温度阈值耦合,控制着滑石化,OH-H+H3O+被结合到滑石为主要的矿物中。1400±℃为岩石圈的底界温度,该温度之下的水不再有自由态的水(H2O),而且OH-H+H3O+等广义的水极少、即使有也不再被结合到矿物中呈矿物的结合水,而只是存在于晶格缺陷中。后4者相对应的岩石圈中不同深度圈层分界线,是各类水不同存在形式和含量的突变线,是岩石圈中各圈层相对运动的主要滑脱带或滑动层[3,17]。另外,由于不同性质降压对圈层构造破坏及各类型水的重新分布,从而造成岩石圈横向上的地压梯度、物质组成、温度和相态等差异[3]。总而言之,因水存在形式和含量的突变而构成岩石圈的层圈构造,以此层圈构造为基础[3,17]、不同性质的降压构造[3]对其改造,即层圈构造加上降压构造这两者,是控制岩石圈构造的主要方面。

岩石圈地压梯度的变化,不仅仅影响深度计算结果,直接影响着岩石圈中的各种物理和化学过程的方向和进程[1-3],继而影响地压梯度渐变和突变时相对应地质现象的解释[14],可以成为构造控岩控矿、成矿大爆发、小岩体成大矿、油气形成、俯冲与折返、透岩浆流体、克拉通破坏、岩石圈减薄、地震、火山等重大地质过程解释或学说的理论基础[5-21]。沿着地压梯度变化,引发相变、体系性质的改变、物质驱动等,可以把岩石圈中发生的许多地质作用联系起来。

3)地压梯度驱动说,是基于基础地质方法和物理化学方法及系统论而提出的岩石圈中物质运动动力来源的理论,可以用于板块运动驱动力的解释。本学说主要起源于板块运动的动力来源研究,但可独自成体系;热力和重力叠加的地压梯度研究始于岩石圈,但也适用于全球。 

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1 刘炜

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