山东地区中生代岩浆岩中放射性元素富集规律及其对大地热流异常的指示意义

为进一步了解岩浆岩中放射性元素富集与大地热流异常的相关性,以山东地区中生代岩浆岩为研究对象,从岩石类型、元素含量、岩石形成年龄、放射性生热元素Th、U丰度、大地热流等方面进行分析。结果表明:区内正长岩Th、U丰度最高,酸性岩和碱性岩的Th、U含量相对较高;Th、U元素与Si、K元素含量存在正相关,与Fe、Mg等其他主量元素存在负相关,与Nb、Ta、Pb及稀土元素也存在较为明显的正相关;放射性元素丰度与大地热流存在一定的正相关,但还受到地壳厚度等多种因素的影响;研究进一步揭示放射性元素、岩浆岩及地热之间的关系,对山东地区地热资源的开发和利用具有一定借鉴意义。

基于居里面深度对中国东北部大地热流的研究

大地热流值是表征地球热状态的重要参数,也是进行深部地温预测和评价一个地区地热资源的最基本数据。受钻孔测温的影响,盆地外的无钻孔测温地区缺少实测的大地热流值。目前的热流分布图都是依据相邻盆地的实测值进行插值绘制的,无钻孔区热流值可信度较低。由于岩石居里点与温度密切相关,可以通过居里面深度来研究地表热流值。本文依据东北地区现有的居里面深度分布图,结合实测的岩石热导率、岩石生热率数据和相应的地壳分层状况,计算了东北地区的大地热流值,重新绘制了中国东北地区精细的大地热流分布图。东北地区整体大地热流处于42.5~95 mW/m~2之间,热流高值位于五大连池及敦化-密山断裂带海龙—牡丹江一带,松辽盆地内部、小兴安岭和长春-延吉缝合带也有局部的高热流值。热流高值与居里面隆起区域有较高的一致性,即居里面隆起处热流较高,而坳陷区热流较低。本次研究填补了中国东部地区热流实测值空白,为该区深部地温预测和地热资源评价提供了更加准确的参数。

江西芦溪县南部大地热流特征

江西省芦溪县南部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,大地热流测量工作进行的较少,制约着区域地热资源勘查开发。本文以芦溪县南部的新泉和石溪为研究区,结合钻孔岩心热物性测试和地温测井等分析了研究区岩石热导率、地温场、热源机制的特征。研究区岩石热导率平均值为2.063~6.176W/(m·K),热导率最高的为硅质石英岩,可作为良好的导热岩体。大地热流平均值为76.39 mW/m^(2),远高于中国内地地区的平均值62.5 mW/m^(2),该地区具有较高的热背景值。花岗岩放射性生热率平均值为2.16μW/m^(3),不属于高产热型岩体,放射性生热对地表热流贡献较小,热源来源为地壳深部供热。研究区构造活动强烈,深大断裂和次级断裂发育,为地下热水的深部循环提供了良好的导热和导水通道。本研究可为武功山地区的地热资源开发提供重要启示。

中国陆域大地热流数据汇编(第五版)

大地热流是地球内部热能在地表热显示中最综合的参数. 热流数据不仅是地震学信息的重要补充(为岩石圈厚度、地球物理性质和构造演化等提供了强有力的约束), 而且, 它还对地热资源靶区优选和评价提供了重要支撑. 大地热流的测量和汇编是地热学研究中一项基础而关键的工作. 我国大地热流已公开发表四版数据1166个. 本文在此基础上, 收集公开发表的大地热流数据1096个, 实测热流数据75个. 同时, 本次研究更新了中国大地热流数据质量分类标准, 根据最新的分类标准, 在2337个大地热流数据中, A、B、C和D类数据占比分别为35.4%、40.9%、18.7%和5.0%. 除去C类和D类数据, 热流值变化范围为25.1~242.0 mW·m^(-2), 均值为63±16 mW·m^(-2);如果考虑构造单元面积和热流质量的因素, 全国大地热流加权平均值为67±16 mW·m^(-2). 分析表明, 我国大地热流分布格局表现为以下特点: 西南和台湾地区极高(≥75 mW·m^(-2))、中国东部和中北部地区高(65~75 mW·m^(-2))、中南部地区低(50~65 mW·m^(-2))、西北地区最低(<50 mW·m^(-2)).

安徽省阜阳盆地及周边大地热流分布特征

阜阳盆地位于周口坳陷的东部,地热资源丰富,但基础地热地质研究相对较少,尤其对区内大地热流研究尚属空白。为深入研究本区地热资源,为地热资源潜力评价提供数据支持和科学依据,本文基于收集的6口钻孔测温资料、实测的4口稳态测温数据以及61块岩心样品热导率测试数据,计算出了4个大地热流值。研究结果表明:研究区0~2281 m内现今地温梯度为23.4℃/km~35.5℃/km,平均值为27.9℃/km;热导率介于0.968~4.932 W/(m·K)之间,平均值为1.959 W/(m·K);对应的大地热流值介于44.7~63.8 mW/m^(2)之间,平均值为53.4 mW/m^(2),与周口坳陷已发布的各大地热流平均值53.4 mW/m^(2)一致,但却较明显低于中国大陆地区(平均值60.4 mW/m^(2))、中国东部(平均值61.9 mW/m^(2))、研究区东部两淮煤田(平均值58.3 mW/m^(2))以及南部秦岭造山带(平均值61.4 mW/m^(2)),并发现与四川盆地、柴达木盆地等国内主要的克拉通型盆地较接近,同时远远低于汾渭地堑、渤海湾盆地等新生代构造活跃的裂谷型盆地,反映出区域构造处于稳定状态;同时,区内热流之间有一定的差异,主要是受区域地质构造背景、基底起伏、沉积盖层、断裂活动等影响。

山东平阴县北部地温场特征及大地热流值

山东平阴县北部近年来发现了赋存于泰山岩群基底变质岩类构造裂隙中的地热资源,分析研究地温场特征、大地热流值及岩石放射性生热条件对于预测、评估研究区地热资源形成潜力具有重要意义。根据研究区井孔测温以及水样、岩石样品的测试数据,系统分析了研究区地温场特征,计算了泰山岩群变质岩地层大地热流值及其岩石放射性生热率,并根据地下水中的SiO_(2)含量计算了研究区硅热流值。结果显示:研究区上部盖层地温梯度平均值为2.07℃/100 m,泰山岩群地温梯度平均值为2.18℃/100 m,平面上呈西低东高分布,垂向上随深度增加而增大;研究区泰山岩群变质岩地层的大地热流值低于中国大陆地区大地热流平均值,具有较低的热流背景;研究区硅热流值略高于钻孔实测数据,同时泰山岩群放射性生热率较低,属于低产热岩体。综合分析表明地温场分布主要受区域地质构造及地层结构影响,研究区地温分布总体处于正常范围,但在区域上具有相对较低的热流背景,热源方面主要为传导生热,其次为岩石放射性生热。研究成果可为研究区地热地质条件研究以及后续勘查开发工作提供基础数据和科学依据。

准噶尔盆地大地热流特征与岩石圈热结构

沉积盆地现今大地热流和岩石圈热结构特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的约束条件,对盆地动力学研究和油气资源评价具有重要意义.作者系统分析了准噶尔盆地2000年以来新增的102口钻孔的系统测井温度和400余口钻孔的试油温度资料,采用光学扫描法测试了15口钻孔共187块代表性岩石热导率,首次建立了准噶尔盆地岩石热导率柱,新增了11个高质量的(A类)大地热流数据,分析了准噶尔盆地大地热流分布特征,并揭示了其岩石圈热结构.研究表明,准噶尔盆地现今地温梯度介于11.6～27.6℃/km,平均21.3±3.7℃/km,大地热流介于23.4～56.1mW/m2,平均42.5±7.4mW/m2,表现为低地温梯度、低大地热流的"冷"盆特征.准噶尔盆地大地热流与地温梯度分布规律基本一致,主要受控于基底的构造形态,东部隆起最高,陆梁隆起次之,乌伦古坳陷、中央坳陷和西部隆起较低,北天山山前坳陷最低.准噶尔盆地地壳热流介于18.8～26.0mW/m2,地幔热流介于16.5～23.7mW/m2,壳幔热流比值介于0.79～1.58,属于典型的"冷壳冷幔"型热结构.准噶尔盆地地幔热流值与莫霍面起伏一致,隆起区地幔热流高,坳陷区地幔热流低.

青藏高原南北地体壳幔热结构差异的大地热流证据

本文首先报道大地热流剖面测量的系统成果,进而分析南北剖面的热流分布特征及其构造热演化意义;在此基础上,结合南北各地体不同的构造变形环境所诱发的深部热作用和放射性生热、摩擦应变生热和深部热流分量等热源组分在配置上的差异,分区论述青藏高原北部、中部和南部3种不同类型的地壳—上地幔热结构。

库车前陆盆地大地热流分布特征

采集45块岩心样品进行热导率测试,在分析库车前陆盆地的地热场的基础上,通过温度和孔隙度的校正,获得原地热导率和地层热导率柱。根据热传导定理和热阻法计算热流值,获得了库车前陆盆地的52个大地热流值数据及其分布特征。库车前陆盆地整体属于低热流冷盆,各构造单元的大地热流值为40～50mW/m2,低于我国其他大、中型沉积盆地。山前带的热流值相对较高,如依奇克里克、大宛齐、克拉等构造分区的热流值均在45mW/m2以上,是冷盆中的高热流带,也是天然气高产出带;中央坳陷部位的热流值较低(小于45mW/m2);前缘隆起部位热流值较高,如塔北的提尔根;南部的热流值东高西低,如牙哈等地区的热流值均高于45mW/m2,而西部的羊塔克、英买地区的热流值低于40mW/m2。新生代,印度板块与欧亚板块碰撞的远距离效应使塔里木盆地和天山之间发生了强烈的盆山耦合过程,盆地边缘岩石圈挠曲和快速沉降,决定了盆地现今大地热流的分布特征。

中国大陆地区大地热流数据汇编(第三版)

大地热流是地球内部热作用过程最直接的地表显示 ,其中蕴涵着丰富的地质、地球物理和地球动力学信息 .我国大陆地区已定期进行了 6次热流汇编 ,其中第一、二次汇编的热流数据已正式公布 (第一、二版 ) ,此后 4次汇编仅发表了统计结果 .而未再公布汇编数据 .本文基于第六次热流数据汇编 ,将自第二版以来新增的 45 0个热流数据汇编成中国大陆地区大地热流数据第三版 .新版热流数据的统计结果表明 ,中国大陆地区实测热流值变化于2 3— 3 1 9mW/m2 ,平均 6 3± 2 4 .2mW/m2 ;剔除与地表热异常相关的数据后 ,热流值变化范围为 3 0— 1 40mW/m2 ,平均 6 1± 1 5 .5mW/m2 .

江汉盆地钻井地温测量和大地热流分布

盆地的稳态温度是分析地温场和大地热流的基础,是盆地构造热演化的必要前提。本文根据最新获得的9口钻井的稳态温度数据和124块岩石热导率,结合已有资料对江汉盆地地温梯度和大地热流进行了系统分析。结果显示江汉盆地热流41.9～60.9 mW/m^2,平均52.3mW/m^2,盆地总体表现为较低的大地热流,反映了中新生代以来构造活动逐渐减弱,盆地不断冷却的结果;从盆地内热流分布看,热流分布南高北低,反映了江汉盆地构造活动的不均一性。

沁水盆地大地热流与地温场特征

分析了20口井的温度数据和39个岩石样品的热导率数据，计算了20个大地热流值．结果表明：沁水盆地具有偏高的大地热流背景，现今热流变化于44．8—101．8mW／m^2之间，平均62．7±15．2mW／m^2，现今地温梯度介于20．9—47．6℃／km之间，平均地温梯度28．2±10．3℃／km．热流的分布与本区上、下主煤层含气量的分布特征相似，在一定程度上反映了现代热流继承了煤层气生气期的古地热背景．

柴达木盆地现今大地热流与晚古生代以来构造-热演化

依据钻孔系统稳态测温、静井温度资料与实测热导率数据分析了柴达木盆地地温场分布特征,建立了柴达木盆地热导率柱,新增了17个大地热流数据.柴达木盆地现今地温梯度介于17.1～38.6℃·km^-1,平均为28.6±4.6℃·km^-1,大地热流介于32.9～70.4mW·m^-2,平均55.1±7.9mW·m^-2.盆地不同构造单元地温场存在差异,昆北逆冲带、一里坪坳陷属于＂高温区＂,祁南逆冲带属于＂中温区＂,三湖坳陷、德令哈坳陷及欧龙布鲁克隆起属于＂低温区＂,盆地现今地温场分布特征受控于地壳深部结构、盆地构造等因素.以现今地温场为基础,采用磷灰石、锆石裂变径迹年龄分布特征定性分析与径迹长度分布数据定量模拟相结合,研究了柴达木盆地晚古生代以来的沉积埋藏、抬升剥蚀和热演化史,并结合区域构造背景,对柴达木盆地构造演化过程进行了探讨,研究表明柴达木盆地晚古生代以来经历了六期（254.0—199 Ma,177—148.6 Ma,87—62 Ma,41.1—33.6 Ma,9.6—7.1 Ma,2.9—1.8 Ma）构造运动,六期构造事件与研究区构造演化的动力学背景相吻合.其中白垩纪末期（87—62 Ma）的构造事件导致了柴达木盆地东部隆升并遭受剥蚀,欧龙布鲁克隆起形成雏形,柴达木盆地北缘在弱挤压环境下形成坳陷盆地;中新世末的两期构造事件（9.6—7.1 Ma和2.9—1.8 Ma）使柴达木盆地遭受强烈挤压,盆地快速隆升,构造变形强烈,基本形成现今的构造面貌.

珠江口盆地大地热流特征及其与热岩石圈厚度的关系

沉积盆地现今热流特征是岩石圈构造-热演化过程的综合反映和盆地热史恢复的必要约束条件,其总体变化趋势与热岩石圈厚度密切相关.本文根据新收集的珠江口盆地19口钻井温度数据,新增计算了19个大地热流数据,其中12个数据位于深水区(水深大于300 m),丰富了该盆地深水区钻井地热数据.结合前人研究成果,绘制了该盆地的大地热流图,并分析了其热流分布特征.在此基础上通过求解一维热传导方程,计算得到36口井位处的热岩石圈厚度,量化了盆地大地热流与热岩石圈厚度间的关系.结果显示,珠江口盆地大地热流值介于24.2~121.0 mW·m^(-2),平均71.8±13.6 mW·m^(-2),新增盆地深水区钻井平均热流值高达84.5±4.4 mW·m^(-2).大地热流分布整体上从陆架区到陆坡区升高,而热岩石圈厚度整体分布趋势与大地热流相反.大地热流与热岩石圈厚度间存在良好的指数相关性.

下扬子区地温场和大地热流密度分布

根据下扬子区５０余口井温测量资料，从中选取能代表地层温度的井温数据计算地温梯度，在实验室中测量中、新生界的１１０余块砂岩和泥岩热导率及古生界碳酸岩和砂岩１００余块露头样品的热导率．在此基础上，确定了４１口井的大地热流密度值．地温梯度和大地热流密度分布表明，下扬子大部分地区中生代构造热事件伴随的热异常已不明显，而新生代时期岩石层拉张地区─－苏北盆地和郯庐断裂带是高热流密度和高地温梯度区．

查干凹陷大地热流

查干凹陷是银根—额济纳旗盆地最具勘探潜力的凹陷,但是查干凹陷及整个银根—额济纳旗盆地的大地热流研究仍为空白,严重制约该盆地的油气资源的评价.本文通过测试19口井107块岩芯的岩石热导率和岩石热导率原位校正,利用协和平均公式计算得到查干凹陷各地层的岩石热导率大小;并利用9口井的温度数据,结合岩石热导率数据对查干凹陷的地温梯度和大地热流进行了计算.研究结果表明查干凹陷具有构造稳定区和构造活动区之间的中温型地温场特征,其平均地温梯度和大地热流分别为33.6℃/km,74.5mW/m2.本文的研究成果为查干凹陷及银根—额济纳旗盆地油气资源评价提供地热参数.

从卫星红外亮温与大地热流的关系看地震前的热红外异常

一些强地震前地表可产生热异常是人们比较一致的认识,但能否用卫星遥感技术观测到地下热异常则存在很大的分歧.本文试图通过分析热红外亮温与大地热流值的关系,探讨利用卫星遥感技术观测地震热异常的可能性及其存在的一些问题.研究结果表明:(1)在绝大多数情况下,亮温随大地热流值的升高而升高,升高的速率平均为0.057℃/mW·m^(-2).如果地震引起的大地热流异常为100 mW·m^(-2),则有可能产生卫星红外平均亮温约5.7℃的异常.(2)不同地区亮温随大地热流值变化速率不同,即使地震前出现了卫星热红外亮温异常,但不同地区表现也是不同的.(3)在一些地区一些季节,亮温与大地热流值关系不明显,可能是亮温数据受气象因素干扰所致.这说明地震前的热红外亮温异常是复杂的,甚至有时是难于观测到的.

两淮煤田大地热流分布及其构造控制

基于127块煤系地层岩石样品的热导率测定结果,并结合59个井田内可靠的系统测温数据,计算得出两淮煤田的大地热流值,并编制大地热流分布图,其结果表明：两淮煤田大地热流值变化范围为29.7～83.9mW·m^-2,平均值为58.3mW·m^-2,和其他沉积盆地存在一定的差异,且淮南煤田大地热流值（63.7mW·m^-2）远大于淮北煤田（55.2mW·m^-2）.综合分析得出,两淮煤田大地热流与其他盆地的差异以及淮南煤田热流值高于淮北煤田的现象为构造演化和区域地质背景的控制结果;而研究区内热流的分布不均主要是由于受地质构造对地温场的影响所致,推覆构造上下盘现今热流值的差异尤为突出.

试论大地热流对地表环境与生态演变的影响

从地表自然生态系统发育与环境演变的一些难解之迷追索到地球内部能量的影响,对比世界各地主要地理单元的大地热流特征与生态环境特征发现,各地生态环境的优劣与区域大地热流的高低有密切的关系。典型森林生态系统的大地热流比较高,而典型荒漠生态系统的大地热流均比较低。大地热流不仅可能影响区域气候的干湿程度,而且还可能决定一个地区地表生态系统能量供给的下限,是区域生态系统发育与演变过程中一个重要的物种限制因子。大地热流低可能是导致一些盆地生态体系发育不良,进而演变成为沙漠的重要原因。研究大地热流对生态环境退化的影响和机理、了解区域生态体系和现代环境格局形成背景,以及区分环境和生态演化中自然和人文因素的作用具有重要意义,同时将为区域环境和生态建设以及管理决策提供科学依据。

江西宁都县北部大地热流特征及地热资源成因机制

江西省宁都县北部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,制约着区域地热资源的研究与可持续发展。在前人研究基础上,依托中国地质调查工作,对研究区大地热流特征及地热成因机制进行分析。基于钻孔测温与热导率测试数据,分析校正得到区域内大地热流平均值为93.6 mW/m^2,远高于中国陆区平均值62.5 mW/m^2,区域热背景值较高。通过放射性测试可知本区大面积出露的花岗岩与混合岩放射性生热率平均值为6.47μW/m^3,属高放射性岩体,岩石的放射性衰变产热应是本区大地热流值较高的重要原因,幔源供热的基础上附加壳源产热,提供了稳定的热源。在此基础上,穿越本区的2条深大断裂及其次生断裂则为地下热水深循环提供了传热与导水通道。因此推测,研究区地热资源成因机制为“高热流与高产热花岗岩体生热+多级次断裂控热导水”的成因模式,该模式代表性较强,可为赣南地区地热找矿提供指导。