珠江三角洲与周边典型地区岩石热物性及其地热效应的比较研究

珠江三角洲位于华夏板块南部,虽然已发现多个水热型地热田,但地热研究仍然较为薄弱.岩石热物性研究是地热研究中最为基础和重要的工作之一.本研究采集并测量了珠江三角洲与周边典型地区100块地表岩石的密度、热导率、热扩散率,以及50块岩浆岩的U、Th、K_(2)O含量,并分别计算了体积热容和放射性生热率.实测结果表明,碎屑岩中细砂岩的热导率最高(3.94±0.92 W·(m·K)^(-1)),页岩的热导率最低(2.68±0.55 W·(m·K)^(-1)).岩石热导率和热扩散率具有明显的正相关性.结合地层厚度建立了地层热物性柱,其中古近系的热导率最低,地层热物性与沉积环境有关.岩浆岩中玄武岩的热导率最低(2.17±0.13 W·(m·K)^(-1)),花岗岩平均热导率为3.87±0.59 W·(m·K)^(-1).花岗岩放射性生热率在0.36~14.23μW·m^(-3)之间,平均值为5.23±3.03μW·m^(-3),属于高产热花岗岩.结合前人对研究区岩石放射性元素含量的测试结果,我们发现,相对于K_(2)O,U、Th与生热率具有更强的相关性,并对产热的贡献更高.相对于花岗岩,玄武岩的生热率较低,K_(2)O对产热的贡献较高.新的资料为区域热流的确定和地热资源评价提供了新的视角.模拟和计算结果表明,三水盆地沉积层能对深部热量起到聚集和保存的作用,并在基底附近形成高温区(>150℃);上地壳中花岗岩体产生的热流超过45 mW·m^(-2),占地表热流的一半以上.盆地和花岗岩体均具有形成高温地热资源的地质条件.此外,酸性岩浆岩放射性生热率随时间逐渐降低的特征与幔源基性岩浆的混合作用有关.

碳酸盐团簇同位素约束下塔中隆起奥陶系热历史

碳酸盐团簇同位素是近年来兴起的一种新型古温标,其有效地解决了碳酸盐岩沉积盆地缺乏常用古温标的现状,对于沉积盆地热史恢复具有重要意义.本文采集了塔中地区奥陶系碳酸盐岩钻井取芯样品,利用一阶近似模型模拟了塔中隆起碳酸盐团簇同位素温度(T_(Δ47))热演化路径,并结合等效镜质体反射率约束了塔中隆起的热历史.塔中隆起大地热流自奥陶纪到现今总体呈降低趋势,自60~70 mW·m^(-2)降低至40~50 mW·m^(-2),二叠纪由于火成岩入侵造成热流短暂升高至60~70 mW·m^(-2).模拟结果认为,北部斜坡带及潜山构造带受火成岩影响显著,北部斜坡带及潜山构造带在二叠纪最高温度分别达到160~170℃及180~190℃;而塔中南缘未受影响,中生代或者现今为最高温度130~140℃.总的来说,碳酸盐团簇同位素在热史领域的研究目前还处于探索阶段,未来有望在重排规律、T_(Δ47)影响因素以及模型理论方面有待进一步完善,团簇同位素也将在热史领域的研究中产生愈加重大的影响力.