南北地震带硅热流值及其分数维特征

本文应用８０年代Ｃ．Ａ．Ｓｗａｎｂｅｒｇ和Ｐ．Ｍｏｒｇａｎ提出的经验公式和根据石英地温计测得的地下水温度研究了南北地震带硅热流值及其分数维特征，进行了趋势分析。同时结合地质背景，探讨了南北地震带硅热流值与构造活动的关系，给出了大地热流值的轮廓并讨论了硅热流法的应用前景。     

中国第一批大地热流数据

本文叙述了观测大地热流的方法和仪器, 其中包括在钻孔中测定温度的半导体热敏电阻井温仪和在室内测定岩芯标本热导率的装置.给出了最近几年在华北地区11个地点的16个钻孔中取得的温度和热导率数据以及计算热流值的结果.初步讨论了热流值分布与本区复杂地质条件之间的关系, 如中国北部及东部地区热流值与世界同类型地质单元相比较具有较高值和较大分散性的可能解释.      

中国东南地区实测热流值

本文系统地分析了中国东南地区现有的125个实测热流值.全区热流值的变化范围为35.6-209mW/m²,平均值为67.9±24.1mW/m².这些热流值中,高质量A类和中等质量B类的数据占总数的72％.热流值在区域上的分布呈现“二低一高”的格局:研究区西北和东南沿海一带为低热流区（除热异常区外）,中部和南部为高热流区.     

漳州热田的对流热流和传导热流的研究

漳州地热系统属对流型地热系统.漳州热田是我国东南沿海地区目前所见热田中温度最高（121.5℃）的一个.地表热流值的研究表明,热田中心具有最大的实测热流值（359mw/m²）.本文根据热田内152个钻孔的测温资料和56块岩石样品的热导率数据,采用三种不同方法计算出漳州热田及其邻近地区的大地热流值,并讨论了热流值分布的特点.     

利用地下流体氦同位素比值估算大陆壳幔热流比例

地下流体中的氦同位素 3He来自地幔的排气作用 ,4He则是铀、钍衰变的产物 .由于铀、钍元素在大陆地壳中富集 ,4He通量与地壳热流呈正相关关系 ;同时 3He通量与地幔热流之间呈正相关 .所以地下流体的氦同位素比值 （3He / 4 He）与大陆壳幔热流比值 （qc/qm）呈反相关关系 .根据欧亚大陆和加拿大地盾的地下流体氦同位素比值数据和相应的壳幔热流比值数据 ,统计出 qc/ qm 与 3He / 4 He之间的回归关系 :qc/ qm =0 81 5- 0 30 0ln（3He / 4 He） ;此处 3He/ 4 He的单位是RA（大气的 3He/ 4 He比值 ） .有了地表热流值和壳幔热流比值即可得到地壳热流和地幔热流 .利用该公式以及热流值估算了中国主要盆地的壳幔热流值 ;根据这些数值得出的热岩石圈厚度和地壳平均生热率结果与地震学研究成果一致 .氦同位素比值是区分大陆热流中地壳热流值和地幔热流值的有用参数 .     

川东南焦石坝页岩气区现今地温场特征

四川盆地是我国重要的含油气区,关于盆地现今地温场的工作,前人已经做过一些研究.而对于近年来页岩气勘探取得突破性进展的川东南焦石坝地区,现今地温场的研究工作甚少.本文基于川东南高陡褶皱带焦石坝页岩气区新增的3口钻井的稳态测温数据和118块岩石样品热导率数据,计算了研究区的地温梯度和大地热流值.结合前人的研究成果,编制了研究区大地热流等值线图.结果表明,焦石坝页岩气区地温梯度介于24~34℃/km,大地热流值介于60~70mW·m~(-2)之间,与川中古隆起相似,属于地温高异常区.地温高异常缘于隆起区相对高的岩石热导率引起的浅部热流的重新分配.其次,与位于研究区东侧边界的齐岳山大断裂在燕山和喜山期的构造引起的热液活动有关.焦石坝页岩气区地温高异常对页岩气的解吸附速率具有促进作用,对提高采收率具有一定意义.     

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.     

青藏高原东南缘热流估算及与地震活动相关性分析

青藏高原东南缘地区内部构造运动强烈,是地热资源发育与地震事件频发的活动地区.大地热流记录了发生在地球深部各种作用过程的热学信息,可以作为地质构造活动和地震活动研究的有效约束,但是大范围的热流数据测量很难实现,因此,本文根据居里面深度结合放射性元素分布等计算了青藏高原东南缘的大地热流分布.首先,通过地表放射性元素的分布计算出地表产热量的分布,然后,利用相关地热参数之间的关系迭代计算出该地区地壳上下层的热导率分布,最终估算出地表热流及地下不同深度处热流值的分布.本文结果表明:(1)青藏高原东南缘的大地热流位于44～108mW·m~(-2)之间,平均75mW·m~(-2),符合研究地区西南高、东北低的背景趋势,地壳内部热流值随深度的增加而降低.大部分地区地表热流异常与实际地热带分布相吻合,如川西、藏东南与滇西地区等地为地热高值区,川东和楚雄等地为热流低值区.(2)结合其他地球物理探测结果,总结了地壳内部热流与地震事件的联系:在地热梯度带地区,当两侧地层在一定深度范围内存在明显物性差异时,地震事件高发.     

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450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23-319mW/m2，平均63±24.2mW/m2;剔除与地表热异常相关的数据后，热流值变化范围为30-140mW/m2，平均61±15.5mW/m2.     

藏北地区钻孔大地热流值测量

本文利用藏北地区三口天然气水合物钻孔测温数据,在分析样品热导率测试结果基础上,计算了藏北地区的热流值.对于样品热导率值,首先根据样品孔隙度对实验室测试结果进行了饱水校正,计算热流时采用的是对应井段的岩石热导率饱水校正值的厚度加权平均值.地温梯度以三口钻孔48 h的测温数据为基础,回归三口井的地温梯度,计算时去除了浅部受地表温度和冻土带对温度影响的数值.A钻孔地温梯度分为200~438 m和438~882 m两段回归,分段热流的加权平均值作为钻孔热流值,计算结果为42.7 mW·m^-2; B钻孔和C钻孔回归地温梯度时未分段,热流计算结果分别为58.3 mW·m^-2、70 mW·m^-2.综合分析认为,岩石圈断裂、地幔上涌、碰撞造山过程中的剪切生热等因素可能造成了班公湖—怒江缝合带以南热流值较高,而北部羌塘地块热流值相对较低.     

Geothermal map of Mexico

Silica temperatures were calculated for 326 water samples from hot and warm springs located throughout Mexico as an attempt to estimate heat flow. Available heat flow data (Smith, 1974; Smith et al., 1979) for northern Mexico were related to silica temperature data to obtain the appropriate constants for the regional conditions according to Swanberg and Morgan's equation (1979, 1980). The constants obtained are similar to those obtained for the United States, therefore heat flow can be estimated on the basis of silica temperature data. By contouring calculated temperatures a map is obtained where the main geothermal provinces are shown.     

Heat flow and depth versus age for the Mesozoic northwest Atlantic Ocean: results from the Sohm abyssal plain and implications for the Bermuda Rise

Heat flow in the Sohm abyssal plain is measured to be 53 mW/m² at an age of 163 Ma. This is 25% higher than predicted by conductive cooling models, even though the sediment-corrected basement depth of 6.5 km at this location is normal for its age. An analysis of existing heat flow, depth and geoid anomalies in the northwest Atlantic shows that there is little correlation between heat flow and depth throughout the entire region. Depth and geoid are clearly related to the Bermuda swell while the associated heat flow anomaly, once adjusted for variations with age, is limited to 5 mW/m² and only decays to the south. This means that the Bermuda swell is probably not caused by extensive thermal reheating within the lithosphere, but instead by dynamic uplift at its lower boundary due to the convective upwelling of a mantle plume. The regionally high heat flow in the northwest Atlantic may be a thermal remanent of previous plumes which passed beneath this region early in its history. Therefore, depth and heat flow anomalies from this region cannot be used to provide constraints on steady-state parameters of the lithosphere, such as the presence or absence of a long-term boundary layer at its base.     

河北邢束地区地壳上地幔的热作用

通过研究邢束地区的地温场、大地热流和其它地球物理资料,对该区的地温场分布、深部结构及其相互关系有了较深入的认识。研究证实:该区地温场具有明显的横向不均匀性,并与地壳上地幔结构有较清楚的对应关系。地温场的分布与构造的关系表明,凸起区与凹陷区相比,前者具有较高的热流值和较大的地温梯度。对该区地震分布与地温场的关系分析以及热应力的数学模拟结果说明,热应力在地震发生过程中具有重要作用。     

Terrestrial heat flow in Japan

Terrestrial heat flow, Q=K×ΔT/ΔZ cal/cm² sec has been determined at 51 localities (39 on land and 12 in the sea) in and around the Japanese Islands. The average values of observed heat flow in land and sea are 1.53µ cal/cm²sec and 1.48µcal/cm²sec respectively. These value do not differ greatly from the world’s averages. The outstanding features of the heat flow distribution are as follows:a) High heat flow region (Q>2.0µcal/cm²sec) exists in the Inner Zone of the Honshu Arc. This region of high heat flow is more distinct in the northeastern Japan than in the southwestern Japan.b) The High heat flow region seems to extend, through the Fossa Magna area, down to the Izu-Mariana Arc.c) It is also probable that a similar high heat flow zone exists in the inner side of the Kurile Arc.d) These zones of high heat flow precisely coincide with the zones of the Cenozoic orogeny in the area concerned.e) Far off the coast of the northeastern Japan, the area at about 150° E may be a high heat flow region.f) Low heat flow (Q<1.0µcal/cm²sec) prevails in the Pacific coast side of the northeastern Japan and in the oceanic area directly east of it, including the area of the Japan Trench.g) The region bounded by the above mentioned high and low heat flow regions has heat flow which is more or less normal. Based on these measurements, a « steady state ” temperature distribution in the crust has been calculated for each of the above regions of high, low and intermediate heat flow, and it was found that there is a large temperature differences between the bottom of the crust of the high and low heat flow regions: the temperature at the Moho boundary in the high heat flow regions should be as high as some 800～1000°C (d=27 km), whereas that under the low heat flow region should be only about 200°C (d=23 km). The high general temperature at the Moho under the high heat flow region seems to favor a production of magma in the upper mantle. Calculated Moho temperatures disfavor the hypothesis that the Moho boundary is due to phase transition.     

晚喜山期以来四川盆地构造-热演化模拟

四川盆地位于扬子板块西缘,是我国重要的含油气盆地之一.25 Ma以来的晚喜山期是四川盆地构造-热演化的重要时期,此时,盆地大部分区域受到挤压处于隆升剥蚀的构造动力学环境.本文采用有限元数值模拟方法,基于二维瞬态热传导(含平流项)的基本方程,并引入修正的Airy均衡理论模型,通过覆盖全盆地的八条剖面模拟研究了晚喜山期以来四川盆地的构造-热演化特征,且利用现今大地热流对模拟结果进行了有效约束.模拟结果显示在晚喜山期(~25 Ma)川中地区地表热流较高,为60~64 mW/m²;川西南地区次之,为60~62 mW/m²;川东北地区最低,为50~54 mW/m².该期基底热流,也是川中隆起区热流高,川东北强烈剥蚀区热流低.热流的空间分布特征揭示了四川盆地深部动力学机制.四川盆地晚喜山期以来,抬升剥蚀作用降低了其地表热流和基底热流,其降低幅度与对应的剥蚀速率相关,即剥蚀速率越大,这种降低作用越明显.     

渤海及其邻近地区热流值的初步分析

本文描述了渤海及其邻近地区的地热状况,指出该地区的地层温度、地温梯度和大地热流有从四周向渤海逐步地升高的趋势,其与地质构造特征和地壳上地幔结构可相对应,与其它地球物理场特征大致吻合。并提出该区尤其是郯庐带的某些地段可能有上地幔物质上涌,引起地壳深部产生很大的温度差异和密度差异,造成热应力的高度集中     

云南大地热流及地热地质问题

本文报道了云南20多个大地热流测试数据。据热流分布特点并参考前人有关资料,结合地球物理测深资料、岩石热物性与放射性生热率测试数据,对各区地壳深度范围的温度、热流配分组成作了粗略分析,划分出各有特征的若干地质-热流区。云南普遍地热偏高(滇东南小范围除外)的主要原因是新构造运动强烈;怒江以西近代岩浆活动亦强烈,具有典型的板块交汇带的基本地热特点     

A geothermal study of the Jharia Gondwana basin (India): Heat flow results from several holes and heat production of basement rocks

Temperatures have been measured in nine boreholes (ranging from 400 to 900 m in depth) in the Jharia Gondwana sedimentary basin of the Indian shield. About two hundred thermal conductivity determinations have been made on core samples from these holes. Temperature profiles, Bullard plots and heat flow profiles of these holes indicate different types of disturbances in the shallow geothermal regime, attributable principally to groundwater movement. Heat flow in the region of the “anticlinal high” is about 0.4 HFU higher than the heat flow in the main synclinal region of the basin. The possible sources for this variation are regional groundwater movement and upwelling of thermal waters through a deep-seated fault/fracture system. The heat flow of 1.9 HFU characterizing the main synclinal region, taken as the regional value for the basin as a whole, has been related to the heat generation of the Precambrian basement rocks. A plot of heat flow vs. heat generation falls in line with three plots for the Precambrian complexes of the Indian shield, indicating the absence of a thermal anomaly due to deeper crustal conditions underneath this basin.     

云南地区地热基本特征

本文从实测26口井的地热数据中取得14个大地热流值,认为云南地区地热场具有西高东低,并自西往东呈波浪式逐渐变低的趋势,该区具有高地热特征的地质发展历史。由于该区地处世界两大地震带的过渡地区,具有岛弧型的高地热特征,也具有岛弧地带地震活跃的特点,强震多发生在深大断裂带上。该区不同构造单元中的地热场存在的明显不均一性,影响着地震的孕育和地震的发生,地热场、温泉和地震的分布呈良好的对应关系