正演法是指根據熱力學基本原理，通過岩石圈的熱傳導方程直接求取古熱流，進而求取古地溫。
地球內部的熱是分子運動產生的，它主要以熱傳導、熱對流和熱輻射三種方式傳播。沉積盆地內熱的交換主要有熱傳導和熱對流兩種形式。熱傳導的最主要熱源來自於軟流圈的熱能，它控制著地殼的區域性熱狀態。通常將地球內部單位時間向地表單位面積上傳遞的熱量稱為大地熱流，以地球熱力學為主的正演法大多都是基於大地熱流而提出的，如 McKenzie模型。
基本介紹
- 中文名：正演法
- 外文名：Forward method
- 提出人：McKenzie
- 提出時間：1978年
- 目的：求取古地溫
- 學科：沉積學
背景,簡介,原理,正演法模型組成,初始沉降,熱沉降,
背景
前陸盆地的沉降機制和動力學模型一直是盆地分析領域的熱點課題。國際上，不少學者套用計算機技術進行了前陸盆地沉降過程的定量模擬，取得了顯著進展。
前陸盆地的沉降過程主要受到下列三個因素的控制，即逆沖帶的構造負荷、盆地沉積物負荷及在造山過程中形成的地殼內部水平擠壓力。這三種應力同時作用於地殼，從而導致地殼在克服地幔均衡反力作用的同時發生撓曲沉降。眾所周知，依據地殼變形性質的不同，可把前陸盆地劃分為彈性撓曲模型和粘彈性撓曲兩種沉降模型。許多研究表明，在岩石圈具有較大的有效彈性厚度時，二維彈性撓曲模型是能較好地描述前陸盆地的撓曲沉降過程的。
簡介
引起沉積盆地沉降的原因有兩個，一個是由於盆地深部動力作用而導致盆地下沉;另一個是盆地內充填沉積物和水的載荷。因此，盆地基底總沉降量等於由構造作用(構造沉降量)和沉積載荷(負載沉降量)所引起的下沉的總和。上世紀後期提出多種拉張型盆地的構造沉降模型。在該模型中構造沉降分為兩部分，即初始裂陷沉降(Si)和裂後熱沉降(ST)。即總的構造沉降量(S)為：
原理
地球內部的熱是分子運動產生的，它主要以熱傳導、熱對流和熱輻射三種方式傳播。沉積盆地內熱的交換主要有熱傳導和熱對流兩種形式。熱傳導的最主要熱源來自於軟流圈的熱能，它控制著地殼的區域性熱狀態。通常將地球內部單位時間向地表單位面積上傳遞的熱量稱為大地熱流，以地球熱力學為主的正演法大多都是基於大地熱流而提出的，如 McKenzie模型。在沉積盆地內，由於普遍存在著地下水流動，因而有熱對流產生，在盆地形成演化過程中流體活動所引起的熱對流對地溫場的影響是十分明顯的。所以，有些模型既考慮熱傳導，又考慮熱對流，如 Falvey模型。正演法就是根據熱力學基本原理，通過岩石圈的熱傳導方程直接求取古熱流，進而 求取 古地溫。該 法最由 McKenzie於 1978年提 出，後 經 Falvey等(1980)改進。
正演法模型組成
初始沉降
它是由於岩石圈在拉張前後的均衡補償作用造成的最早沉降量，初始沉降量（Si）的數學表達式為：
式中，h1為岩石圈初始厚度(km);ρa為地幔密度(3.33g/cm3);ρw為海水密度(1.00g/cm3);ρc為陸殼密度(2.8g/cm3);hc為地殼初始厚度(km);T1為軟流圈頂界溫度(1330℃);α為岩石圈熱膨脹係數(3.28×10-5℃-1)，β為地殼的初始拉伸係數。
熱沉降
熱沉降是由於岩石圈冷卻收縮引起的緩慢下沉的沉降量。熱沉降量（ST）的數學表達式為：
式中，τ是一個常數，τ=h21/π2K，它的意義為瞬時熱流影響地溫的最大限度時間，在McKenzie模型中定為62.8Ma;t為盆地沉降時間(Ma);π為圓周率;K為岩石圈的熱擴散率(8.04×10-7m2·s-1)。
在 McKenzie模型中，初始沉降 Si 是重力均衡補償的結果，岩石圈的拉伸是在瞬間內完成的，因此，模型中初始沉降量 Si 與時間無關，也不考慮拉伸期間的熱擴散，所以，裂陷期沉降可以通過均衡原理計算。熱沉降 ST 是熱冷卻隨時間變化。其中，拉伸量參數 β是一個重要的參數，在 McKenzie的模型中 β值被認為是一常量。而事實上，在盆地拉張期 β值是有變化的，即隨著時間的增加而增大，直到拉張停止時達到最大值;此外在盆地的不同位置其拉張量也不同，因而β值也不相同，它是隨盆地位置的不同而變化的。
