应用大地热流和地下流体氦同位素组成资料计算中国大陆地壳生热元素丰度

根据能量守恒原理和中国大陆实测热流数据,给出中国大陆地壳生热率上限值为1.3μWm-3。根据热流值和地下流体氦同位素组成资料,估算出中国大陆地壳生热率为0.58～1.12μWm-3,中位数为0.85μWm-3,相应的铀、钍、钾丰度范围分别是0.83～1.76μg/g、3.16～6.69μg/g和1.0%～2.12%。中国陆壳铀、钍、钾元素整体丰度值明显高于太古宇地壳,反映中国陆壳成分演化程度较高。同时,中国大陆地壳成分具有明显的横向非均匀性特征:东部地壳相对西北部富集铀、钍、钾等强不相容元素,褶皱带相对克拉通地区富集铀、钍、钾元素。基于大陆地壳SiO2含量与地壳生热率之间的正相关关系推断,中国东部地壳较西部富长英质组分,褶皱带地壳成分较克拉通富长英质组分。此区域性变化特征与基于地震波速资料推断的结果相符。基于中国大陆地壳生热率变化范围以及地震波速低于全球平均值的特征,推断Rudnick和Fountain(1995)、Rudnick和Gao(2003)、Weaver和Tarney(1984)、Shaw等(1986)以及Wedepohl(1995)的全球陆壳成分模型均高估了铀、钍、钾等强不相容元素丰度。     

中国大陆地壳和岩石圈化学成分模型可信吗? ——来自大地热流值的检验

大地热流值是大陆地壳和岩石圈U，Th,K丰度的直接约束；根据地球化学元素丰度值推算出的大地构造单元的区域地壳热流值，必定不能大于区域的平均热流值，根据700余个实测大地热流数据，对目前发表的中国大陆地壳和岩石圈的化学成分模型进行了检验，结果表明，多数模型不能满足大地热充约束，如黎彤等的关于中国大陆及其内部构造单元的地壳和岩石圈成分模型，倪守斌等提出的新疆北部地壳生热率模型，以及高山等提出的扬子地台北缘地壳成分模型，这些模型的U，Th,K丰度值不太可靠，其他强不相容元素的丰度值的可信程度亦值得怀疑，而迟清华，鄢明才提出的华北地台地壳成分模型和高山等建立的中国东部及华北地台和秦岭造山带的地壳成分模型通过了区域大地热流的检验。     

西藏岩浆岩放射性生热率的实验研究

测定了采自喜马拉雅和冈底斯地块露头和钻孔的97块岩石标本的放射性生热率(A),结果表明:藏南花岗岩(n=12)和藏北花岗岩(n=24)的平均生热率A值分别为3.2±1.5μW/m~3和2.6±1.6μW/m~3,与全球17个热流省的统计数据相比,两者均具有中等的放射性生热元素丰度;两者的平均钍铀比十分接近,分别为4.4±2.7和4.5±1.4,岩浆分异程度属中等。这些说明了:(1)本文作者在前期研究中选用的A值量级是适宜的;(2)花岗岩类作为壳内主要的放射性生热岩层,其生热率A值并未呈现异常量级。换言之,应着重从构造演化过程及其诱发的深部热作用机制,探讨藏南藏北高热流异常的成因。     

大别造山带东段金铀钍的丰度系列,演化特征及与铀金成矿作…

本文列出了大别造山带东段各地质体、地壳各结构层及区域地壳的金、铀、钍丰度计算值，并根据大陆地壳的总体构成粗略估算出这三种元素的全球陆壳丰度。大别造山带地壳金明显富集且纵向分布较均匀，具有利的金成矿背景。铀的资源潜力则大为逊色，这是由于区内基底岩石成熟度低，陆壳发育晚，稳定程度差等因素决定的。根据各类丰度系数、元素的地史演化特征与成 质条件等因素分析，对该区铀金矿产勘查方向提出了几点建议。     

大地热流研究揭示的中国地壳成分横向变化

依据大地热流值、地壳厚度以及大陆壳／幔热流比与地下流体氦同位素比值的相关关系，计算出中国主要构造单元地壳生热率。同时，根据Rudnick和Fountain(1995）的数据得到地壳生热率和SiO2质量分数的线性关系，进而利用生热率数据得到地壳SiO2质量分数。此方法得到的中国东部地壳生热率和SiO2质量分数与基于地震波速的成分模型相符。中国大陆地壳生热率和SiO2质量分数横向变化明显，东部地区地壳为中性成分，相对富集强不相容元素；而西北部盆地地壳成分偏于中基性。华北、扬子和塔里木地壳成分差异较大，克拉通内部表现出明显的成分非均匀性，褶皱带地壳一般较克拉通略富长英质组分。     

湘东（北）隆起区上地壳化学成分估计及其与成矿的关系

依据区内地层及地球物理资料借鉴邻区资料建立了区域上地壳结构模型，然后依据模型对上地壳常，微量元素含量进行系统统计计算，获得了上地壳常，微量元素丰度，根据上地壳中放射性生热元素丰度，初步估计了上地壳古热流。     

中国大陆壳体的区域元素丰度

中国大陆壳体由华夏壳体、西域壳体和藏南壳体构成。本文给出这３个壳体的质量模型和元素丰度,并从成矿元素,热源元素和镧系元素方面讨论它们的区域丰度特征。结论认为,它们的地球化学背景是各不相同的。     

江西赣县大地热流特征与热源机制研究

江西省赣县区位于江西省南部、属于我国东南高热流区,但赣县区内大地热流研究尚属空白,制约了区域地热背景的综合认知和进一步研究评价。本次研究基于钻孔测温及岩心样品热导率测试数据,通过分析校正得到赣县地区平均大地热流值为75.9mW/m²,高于我国大陆地区平均热流值,反映了区域具有较高的热背景。通过放射性测试,得到研究区花岗岩体放射性生热率平均为5.68μW/m³,属于高放射性岩体,大面积分布的高产热花岗岩,可为区域地热背景提供稳定的附加热源,此外贯穿本区的深大断裂及其次生断裂给热水提供了深循环通道加热,因此推测研究区地热资源的热源机制为“地下水深循环加热+高产热花岗岩体生热”的模式。     

中国大陆部分构造单元出露地壳与全球大陆上地壳化学成分的比较--对地壳演化的制约和思考

根据中国东部上地壳区域元素丰度研究和新疆北部地区1：20万化探成果，总结了23个二级大地构造单元出露地壳的元素地球化学特征。与全球大陆上地壳元素丰度值的对比显示，中国大陆出露地壳成分演化程度介于岛弧与成熟的加拿大地盾之间。华北、扬子地台由于含大量碳酸盐岩地层，其出露地壳SiO2含量偏低，明显富集CaO和MgO，可见在出露地壳和上地壳元素丰度值研究中不应忽视碳酸盐岩的贡献。相对于最新发表的2种全球大陆上地壳平均成分模型，中国大陆出露地壳系统亏损Au、Hg、Mo、Sn和W，表明现有上地壳模型过高地估计了Au、Hg、Mo、Sn、W等元素丰度值。华北地台及其南缘的秦岭-大别山造山带出露地壳具低μ（^238U/^204Pb）值（〈8）特征，但其他地区μ值较高，暗示华北地台及其周边地区出露地壳的低μ值特点不具备全球意义。鉴于中国大陆内部各构造单元之间出露地壳成分的显著横向差异，以华北地台为主体的上地壳成分模型目前尚无充分理由作为中国和全球大陆上地壳平均值的可靠代表。     

中国铀、钍、钾元素地球化学场特征及与铀矿化关系

一直以来,利用铀、钍、钾同位素的γ能谱寻找铀矿是铀矿地质重要的放射性物探手段。同样,水系沉积物化探中铀、钍、钾元素作为铀矿化探重要指示元素,在铀矿资源潜力预测评价中亦发挥了重要作用。笔者论述了水系沉积物铀、钍、钾元素在铀矿预测评价中的指示作用和异常特点,以及中国铀、钍、钾元素地球化学场分布特点和规律,将铀、钍、钾异常按累频占比划分为特高异常(异常内带)、高异常(异常中带)、异常(异常外带)和高背景,同时,论证了铀、钍、钾异常分布与铀成矿关系。可以看出,铀、钍、钾异常分布有明显的区域特征,现有的异常分布区与我国四大类型铀矿产区高度一致,其异常分布对我国铀、钍矿资源预测评价具有重要意义。     

华北平原及其邻近地区大地热流资料报道与讨论

本文报道的我国第一批正式热流数据,系几年来我们在开展地温普查、矿山地温等工作的同时,选取了一部分较为理想的钻孔进行大地热流测量的结果。测点主要位于华北平原及其近邻的山区,个别在江淮地区。这项工作得到煤炭、地质、冶金等部门的大力协助。     

我国土壤热流场及与深层大地热流场的比较

本文提出岩石圈内的某些过程是气候变迁的重要原因之一。并依据对土壤热流、大地热流、地震和旱涝关系研究所得到的一些现象和结论,利用气象站地温资料计算了土壤热流,初步分析得到如下主要结论:(1)据线性热传导理论设计的热流的计算方法基本上可以满足多年平均土壤热流场计算精度的要求;(2)平均土壤热流场、深层大地热流场、地震带三者之间有很好的对应关系。平均土壤热流高值带一般都有大地热流高值带和地震带与之对应;(3)土壤热流距平场与汛期降水场有相似的分布形势,土壤热流距平的变化与强震也有一定的联系。     

下辽河盆地大地热流

下辽河盆地属华北地堑系的一部分,是一个在前中生代基底上发育起来的中、新生代断陷盆地(张文佑等,1981;马杏垣等,1983;朱夏等,1983),解政文等(1980)曾报道过一个异常高的热流值,引起了各方面的不同反响。近年来,我们于辽河油田开展系统地热研究的同时,取得了一大批实测地温资料和岩石热物理性质参数,在此基础上计算出下辽河盆地大地热流值,并对盆地深部热状况作出相应评价。     

确定中、新生代沉积盆地大地热流的方法

用传统的方法于年青的沉积盆地测试大地热流,存在的问题多且难度大,因而这些盆地一直是世界热流测试研究最薄弱的地区之一。本文在符合热流测试原理的前提下,尝试用一种较容易确定热流值的方法,虽然这种方法获得的数据是近似值,但是可以接受的,并有地质、地球物理意义。也简要论述在新生界盖层地温梯度图的基础上,确定一个合理的系数,即盖层的平均热导率值,将地温梯度图转换为热流图,用以反映盆地地热的基本面貌。     

基于天然气水合物地震数据计算南海北部陆坡海底热流

天然气水合物是一种由水的冰晶格架及其间吸附的气体分子（以甲烷为主）组成的固态化合物,地震剖面上的似海底反射BSR是天然气水合物赋存的重要地球物理标志。相同气体成分水合物的相对稳定的温压关系是根据BSR的赋存深度计算海底热流的理论基础。选择南海北部陆坡有典型BSR反射的地震剖面,计算了南海北部陆坡天然气水合物发育区的压力、温度、地温梯度、热导率及热流等地热参数。通过计算热流值与实测热流值的对比可以大致推测,在南海北部陆坡海底运用该方法计算的热流值误差可能在12％以内。本研究不仅可以为海底热流等理论研究提供一定信度的数据资料,而且通过实测热流值校正后的热流数据以及经验公式,可以反过来用于BSR深度的计算以及天然气水合物稳定域的预测,具有重要的实践意义。     

遂川-热水走滑断裂带热异常与热液铀成矿作用

根据遂川－热水走滑断裂及其拉分叠接带的鹿井铀矿田的地质构造、矿化特征和产铀花岗岩中生热元素的平均含量,对矿田内花岗岩的放射性衰变热进行了初步的计算。结果表明,放射性衰变热可能是鹿井矿田主要的成矿热源之一。据此可对矿田的矿床地质和矿化特征作出合理的解释。     

松辽盆地地幔热流的演化特征

本文根据松辽盆地沉积岩层中的放射性元素（Ｕ、Ｔｈ、４０Ｋ）含量以及地震波速，计算了盆地各岩层放射性生热率，然后，采用＂剥层法＂从地表开始，自上而下，由浅入深地扣除盆地在不同演化阶段各岩层提供的热量，从而得出地质年代地幔的热流值，并在此基础上，探讨了地幔热流演化与盆地构造发展的关系。     

鄂尔多斯盆地热流场特征

鄂尔多斯盆地系统Ｕ、Ｋ、Ｔｈ含量和地壳结构分层的综合研究表明，盆地莫霍面的热流平均值为０．３７ＨＦＵ，比华北地洼型活化盆地（０．６４～０．９７ＨＦＵ）要低得多，尚有稳定构造区的热流特点。盆地地表平均热流值为１．４４６ＨＦＵ，与全球大陆中生代地洼型造山区（１．４５ＨＦＵ）很接近，说明鄂尔多斯残留地台型盆地，从大地构造性质角度上看，正趋于向活化的方向发展。从地表到莫霍面，各界面现今热流的分布形式一致，热流的变化梯度和趋势也一致，表明研究区热流场的表现形式，受上地幔热场格局的控制。盆地各界面现今热流北西低、南东高，在吴旗－靖边及其往两端延伸一线，存在一个明显的ＮＥＥ向梯度带，是油气在热动力驱使下而分散或富集的重要场所。     

中国大陆地区大地热流数据汇编

大地热流是地球内热在地表最为直接的显示,并能给出发生于地球内部深处各种作用过程间能量平衡的信息,因而日益引起地球科学界的广泛兴趣和普遍关注。我国大地热流研究始于60年代,易善锋(1966)曾报道过东北中生代盆地的三个热流数据。1979年,中国科学院地质研究所地热组正式公布了我国第一批大地热流数据25个。近十年来,不同单位和作者在华北、东北、攀西、西藏等地区又先后获得了一批热流数据。最近,本文第一作者受国际热流委员会的委托,负责将我国大陆地区热流数据进行汇总并作统计分析,以便纳入“世界热流数据汇编”。