《Geoscience Frontiers》：Analysis of Curie point depth characteristics based on the tectonic framework of the continental China
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研究人员采用新发布的全球岩石圈磁场校正模型NGDC?720V4QT（填补了青藏高原数据空白），基于谱分析中的质心法（centroid method）对中国大陆居里点深度（Curie point depth, CPD）进行估算。根据不同构造单元磁性矿物性质赋予差
研究人员采用新发布的全球岩石圈磁场校正模型NGDC?720V4QT（填补了青藏高原数据空白），基于谱分析中的质心法（centroid method）对中国大陆居里点深度（Curie point depth, CPD）进行估算。根据不同构造单元磁性矿物性质赋予差异化分形指数（fractal exponent, β），并以中国陆域第五版热流（heat flow）图作为外部约束。结果表明：中国大陆CPD总体介于10～35 km，多集中于14～29 km；最浅CPD出现在藏–三江造山带（约10～21 km），最深见于塔里木克拉通（可达35 km）。基于构造格架重建的中国大陆CPD图可为理解地壳热结构及地热资源潜力评估提供重要依据。
论文解读——《Analysis of Curie point depth characteristics based on the tectonic framework of the continental China》（发表于Geoscience Frontiers）
一、研究背景与立项依据
居里等温面（Curie isotherm），即居里点深度（Curie point depth, CPD），是岩石中铁磁性矿物因达到居里温度（Curie temperature, Tc，如磁铁矿约575～585 ℃）而退磁、转变为顺磁性的底界面，代表地壳磁性层（magnetic layer）基底。CPD是揭示地壳热状态（crustal thermal regime）、岩石圈热结构及地温梯度的重要地球物理参数，亦可用于地热资源潜力评估。
既往对中国大陆CPD的全国性估算（Hou et al., 1989; Xiong et al., 2016）多采用均匀参数假设，未充分考虑不同构造单元岩性组合、磁性矿物种类及分形磁性源分布差异，导致反演不确定度偏高。此外青藏高原以往因近地表磁测稀疏致使磁异常数据分辨率不足。因此，按构造单元分区赋予差异化磁性参数并结合地表热流独立约束，是提高全国尺度CPD反演可靠性的关键科学问题。本研究依托新发布的NGDC?720V4QT模型（Luo et al., 2025）改善青藏高原覆盖，采用分形质心法并分区优化分形指数β与滑动窗口参数，重建中国大陆CPD分布图。
二、主要技术方法概述
研究人员使用NGDC?720V4QT全球岩石圈磁场模型（球谐展开至740阶，n=16～720截取地壳场），直接由球谐系数计算径向磁场分量Br（避免低纬度化极RTP畸变），青藏高原区向上延拓40 km。将中国大陆划分为八个主要构造单元：中亚造山带东段（Eastern Central Asian Orogen）、中亚造山带西段（Western Central Asian Orogen）、华北克拉通（North China Craton, NCC）、扬子克拉通（Yangtze Craton）、藏–三江造山带（Tibet–Sanjiang Orogen）、中央造山带（Central Orogenic Belt / Central China Orogenic Belt）、塔里木克拉通（Tarim Craton）、武夷–云开造山带（Wuyi–Yunkai Orogen）。采用谱分析质心法（centroid method, Bhattacharyya and Leu, 1975; Tanaka et al., 1999）计算磁性层顶深ht与质心深度h0，进而得底界hb=2h0?ht（即CPD）。对各单元分别测试β=1,3,4,5，以最新版中国大陆热流数据集（第五版，Wang et al., 2024）做空间相关性检验与地热梯度一致性检验，选取最优β与滑动窗口尺寸（多数单元300 km/步50 km，藏–三江与武夷–云开用较小窗口/步长20 km），单元边界用GMT blockmean合并后最小曲率插值并高斯滤波平滑，最终获得全国连续CPD网格。
三、研究结果
3.1 Characteristics of the CPD in China（中国大陆CPD特征）
研究人员将八单元反演结果拼接得到全国CPD图。中国大陆CPD总体10～35 km，多数值14～29 km，较前人结果偏浅。最浅CPD位于藏–三江造山带（10～21 km），与该区高热流吻合；最深CPD位于塔里木克拉通（≥19 km，多19～35 km）。华北克拉通东部CPD较浅（约12～24 km，渤海湾盆地仅12～16 km），扬子克拉通偏深（多18～24 km，四川盆地19～23 km）。塔里木南缘至青藏高原过渡带CPD由~22 km突变为~17 km，反映热–磁结构横向强非均一性。
3.2.1 Eastern Central Asian Orogen（中亚造山带东段）
CPD约20～32 km，松辽盆地（20～26 km）与大兴安岭岩浆带（20～24 km）显示相对抬升。研究人员认为该区整体偏深CPD受较低地壳放射性生热、冷厚岩石圈及有限地幔热流共同控制，局部抬升与古太平洋俯冲诱发软流圈上涌及壳内放射性生热有关。
3.2.2 North China Craton（华北克拉通）
CPD主要13～24 km，渤海湾盆地17～21 km。东部CPD显著变浅与中–新生代克拉通破坏、岩石圈减薄及软流圈上涌"冷地壳–热地幔（cold crust–hot mantle）"模式相符，地幔热流是主控因素。
3.2.3 Yangtze Craton（扬子克拉通）
CPD 16～29 km（多18～24 km），四川盆地冷且深（19～23 km）；峨眉山大火成岩省未见明显CPD抬升——高热流源于壳内放射性生热（U、Th、K富集），地壳–地幔热流比qc/qm达2.3～3.0，CPD仍受深部地幔热源与冷克拉通岩石圈共同控制。
3.2.4 Tibet–Sanjiang Orogen（藏–三江造山带）
CPD 10～22 km（局部<15 km），呈近东西向条带状对应缝合带（IYS、BNSZ），为深部热/流体通道。研究人员指出浅CPD主要受上地幔–软流圈热输入、岩石圈热弱化及中下地壳部分熔融控制，壳内放射性生热为次要因素；三江地区CPD异常带顺时针旋转与下–中地壳流（lower–middle crustal flow）及GPS物质挤出方向一致。
3.2.5 Central China orogenic belt（中央造山带/中条造山带）
CPD ~11～20 km，柴达木西北深（18～20 km），东昆仑–共和盆地南缘浅（11～15 km）。浅CPD反映刚性块体阻挡下中下地壳流偏转及断裂导热的深热输入效应；共和盆地异常浅（~15 km）与花岗质基底高放射性生热及断裂破碎有关，对应高温干热岩（Hot Dry Rock, HDR）远景区。
3.2.6 Tarim Craton（塔里木克拉通）
CPD 19～35 km，内部深且均匀，反映稳定克拉通低热产–冷厚岩石圈热结构；西部巴楚隆起见<23 km浅异常与二叠纪塔里木大火成岩省基性–超基性侵入体强磁化残留有关，非现今热异常。南缘CPD梯度带标志克拉通与活动造山带热–构造边界。
3.2.7 Western Central Asian Orogen（中亚造山带西段）
准噶尔盆地中心CPD>26 km，对应冷刚性岩石圈根与低地表热流（~42 mW/m2）；周边海西–加里东期造山带CPD略浅（20～25 km），局部与古生代花岗岩较高生热元素及新生代走滑断裂深热微弱传输有关。整体受热产低且经长期冷却稳定化控制。
3.2.8 Wuyi–Yunkai Orogen（武夷–云开造山带）
CPD 11～25 km，沿海岩浆带<18 km。晚中生代花岗岩类及流纹岩富含U、Th、K致上地壳放射性生热率高（沉积层2.76～3.0 μW/m3），形成"热壳主导（hot?crust?dominated）"机制，CPD变浅主要因地壳放射性生热而非强烈地幔热输入或大规模新生代岩石圈减薄。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出：滑动窗口尺寸影响谱形态与深度估值——过小窗口损失低频稳定性，过大窗口模糊局部热结构，故按单元热流一致性选参合理。居里温度（Tc）由地表热流q与CPD按一维热传导hb=κTc/q反推，中国大陆等效Tc为360℃（塔里木，富钛磁铁矿降低Tc）～530℃（中央造山带，压力效应升高Tc），其余单元400～480℃。CPD与地表热流呈负相关，数据点多落于κ=1.3～3.5 W/(m·℃)理论曲线间；极高热流点可能含对流换热组分。研究局限含一维稳态导热假设忽略横向热传递，β仅取离散值未连续扫描。
结论（翻译浓缩）：
(1) 中国大陆CPD范围10～35 km（主值14～29 km），最浅藏–三江造山带(10～21 km)，最深塔里木克拉通(19～35 km)；各单元最优居里温度：中亚造山带东段480℃、华北克拉通410℃、扬子克拉通400℃、藏–三江造山带410℃、中央造山带530℃、塔里木克拉通360℃、中亚造山带西段430℃、武夷–云开造山带430℃。
(2) CPD主控因素具区域差异性——稳定克拉通/古生代盆地受冷厚岩石圈+低壳内生热控制（深CPD）；青藏高原及周边造山带受幔源热输入增强、岩石圈减薄及中下地壳热异常控制（浅CPD）；华南中生代岩浆省受上地壳放射性生热主导（浅CPD）；局部异常（共和盆地、西塔里木）为多因素叠加。
(3) 承认一维稳态导热假设及β离散采样之局限，建议未来结合地震层析与岩石圈厚度模型进行多参数敏感性分析及多尺度热–流变结构联合约束。
