山西断陷带地热分布的某些特征

利用山西断陷带的大地热流、地温梯度和温泉分布的资料，研究了地热分布与重力场、地壳深部构造和地震分布的关系。认为，区域性重力负异常多反映的是沉积盆地或凹陷；而在温泉附近，由于地壳深部高密度的熔融物质沿断裂上涌而形成重力正异常；在同一深度上，地壳和岩石圈薄的断陷盆地内部，其热流和温度都为高值；指出山西断陷带内的构造活动性、壳幔突变带、重磁力等值线密集带、大地热流和地温梯度高值区以及温泉密集分布带与地震活动之间都有着内在的联系。     

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。     

松辽盆地地热场

本文实测了65口井的地热数据,从中取得17个大地热流值,松辽盆地地热场具有中部高边部低,并呈环状分布,该区地热具有高特征的地质发展历史。分区计算盆地的沉积岩层、花岗岩质层和玄武岩质层各底部的温度和热流值,也都具有中部高边部低的变化趋势。分析了盆地地热场受影响的状况和地热高的主要原因。还分析了盆地地热场与构造活动性、地震活动性、重磁力场、岩石圈厚度的关系,以及与石油生成、运移和富集的关系。     

北京平原区西北部大地热流与深部地温分布特征

北京平原区蕴藏着丰富的中-低温水热型地热资源,其西北部分布着小汤山地热田和京西北地热田,两大地热田以南口—孙河断裂带为界.地热田及其外围地区基础的地热地质研究工作较少.为给地热学研究和地热资源精细勘探提供科学依据,本文基于前人23眼钻孔的温度测量数据以及近期完成的548件热导率和100件放射性生热率实测数据,研究了区域大地热流和0~4 km深部地温特征.结果表明：（1）研究区现今地温梯度为11.31~94.89℃·km^-1,平均值为31.79℃·km^-1;岩石热导率为0.895~5.111 W·（m·K）^-1,放射性生热率为0.257~2.305 μW·m^-3,大地热流为48.1~99.1 mW·m^-2,平均值为68.3 mW·m^-2,热流的分布受基底形态和断裂构造控制.研究区东部南口—孙河断裂带两侧小汤山和郑各庄地区为高热流异常区,中部马池口地区也存在局部高热流异常区.（2）在南口—孙河断裂带的不同位置,不同深度地层温度差异明显,体现出区域现今地温场不只受控于该活动断裂,更是多期次构造事件复合叠加的结果.（3）南口—孙河断裂带南侧存在两处有意义的较高地温异常区,分别为郑各庄异常区和马池口异常区,其中马池口异常区是未来地热开发利用有一定潜力的地区.     

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     

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.     

郯庐断裂带是热异常带吗:来自断裂带南段热流的约束

郯庐断裂带是东亚最重要的断裂之一,在构造地质、岩石矿物、地震分布等领域得到了广泛的关注,然而少有针对郯庐断裂带地热学的研究.本文作者对郯庐断裂带南段7口钻井进行了系统测温,采用光学扫描法测试了6口钻井的142块岩心和13块露头样品的热导率,获得了6个高质量的热流数据.结合已发表的热流和地震剖面资料,我们获得了郯庐断裂带南段的岩石圈结构.研究表明,郯庐断裂带南段现今地温梯度从南到北有增大的趋势,介于21.8~30.3℃·km^-1.大地热流值介于44.0~81.7 mW·m^-2,平均61.4±10.8 mW·m^-2,表现为正常大地热流的特征,并非热异常带.最大热流值出现在庐枞盆地的大陆科学钻探井ZK03处,上地壳浅部极高的生热层很可能是高热流的主要因素.沿郯庐断裂南段地震带浅源地震发震带的底界和350℃等温面耦合较好,指示了深部结构的差异.     

唐山地震热力源的研究

本文从应力场角度分析了1976年唐山地震发生的可能力源。震前唐山地区除受有太平洋板块和印度板块的作用外,主要受有附近的热力源的作用。以渤中为中心的下辽河—渤中—黄骅上地幔隆起的高温区和沧东断裂水平温度梯度带的存在,使唐山地区位于热应力集中区。本文根据已有的观测结果,提出了将温度变化区简化为圆形、狭长矩形和椭圆形等三个力学模式,分别求得它们的解析解,并计算了它们的热应力场。结果表明:在增温区以内,正应力都是压应力,剪应力很小。在增温区以外,法向应力为压应力,周向应力为张应力,水平剪应力较大,但各个应力分量随着距离增加而衰减,只在增温区的边缘地带达到最大值,其数值有几百巴的数量级。唐山恰好位于该增温区的边缘地带,表明热力源是促使唐山地震发生的重要原因。 除唐山地震外,华北地区近年发生的几个大地震如邢台、河间、渤海、海城地震,以及1983年发生的菏泽地震,均位于热应力的高值地带,这些地震的孕育和发生显然也与热力源的作用有关。      

天水地震区深部地温场的有限元计算

用有限元方法计算了天水地震区上地壳地温场。结果表明，影响该区浅部（层）地温场的主要因素是基底构造和断裂构造。祁连褶皱系为高热异常区，秦岭褶皱系为低热异常区，西秦岭北缘断裂带为地温梯度带。认为该带历史地震的发生与热应力差有关     

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.     

张裂型盆地地热参数的垂向变化与琼东南盆地热流分布特征

海洋热流数据是开展海洋地球动力学研究和油气资源评价的基础数据.为深入认识琼东南盆地的地热特征,本文首先利用耦合沉积作用与岩石圈张裂过程的数值模型分析了张裂型盆地主要地热参数的垂向变化特征;并通过钻孔资料的详细分析,获得了琼东南盆地44口钻孔的热流数据;结合海底地热探针获取的热流数据,对琼东南盆地地热特征及其主要影响因素进行了简要分析.结果表明:沉积作用的热披覆效应对表层热流有较明显的抑制作用,由于沉积物生热效应与披覆效应的共同作用,同一钻孔处海底表层热流与钻孔深度3000~4000m处热流或与海底间的平均热流差异很小,可以一起用于分析琼东南盆地的热流分布特征;莺歌海组、乐东组热导率随深度变化小于黄流组及其下地层热导率的变化,钻孔沉积层平均热导率约为1.7 W·(m·K)-1,钻孔地层生热率一般低于2.5μW·m-3,平均生热率为1.34μW·m-3,平均地温梯度主要介于30~45℃/km,热流介于50~99mW·m-2,陆架区热流主要集中于60~70mW·m-2,深水区钻孔具有较高的地温梯度和热流值;从北部陆架与上陆坡区往中央坳陷带,热流值从50~70mW·m-2,增高为65~85mW·m-2,并且往东有升高趋势,在盆地东部宝岛凹陷、长昌凹陷与西沙海槽北部斜坡带构成一条热流值高于85mW·m-2的高热流带.进一步分析认为,琼东南盆地现今热流分布特征是深部热异常、强烈减薄岩石圈的裂后冷却作用、晚期岩浆热事件、地壳与沉积层的生热贡献以及沉积作用的热披覆效应等多种主要因素综合作用的结果.     

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23.4~56.1 mW/m²,平均42.5±7.4 mW/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18.8~26.0 mW/m²,地幔热流介于16.5~23.7 mW/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.     

黄河上游地区地热场初步分析

运用热流、地温梯度及温泉等资料,划分了黄河上游地区的地热异常区,讨论了地热与构造及地震的关系。认为断裂构造及深部热源是地热异常的主要成因;在空间上,强震分布与热异常区的分布呈相关关系。     

南华北盆地群地温场研究

本文根据在南华北地区收集到的13口井的系统测温资料,结合该地区已公开发表的地热资料,对南华北盆地群的地温梯度分布特征进行了研究;同时依据前人的热导率资料,对南华北盆地群的大地热流分布特征进行了研究.分析结果表明,南华北盆地群现今地温梯度变化范围一般为13.0～39.9℃/km之间,平均25.3℃/km.大地热流值在30～89.6 mW/m2之间,平均热流值为53.7mW/m2.和中国东、西部盆地现今地温相比,整体表现为一温盆.总体而言,坳陷区热流及地温梯度较小,而隆起区相对较高,横向差异明显.地温场平面展布主体为NW—NWW向,与盆地构造格局一致.地温梯度与大地热流的分布受构造格局的控制,新生代构造—热事件决定了盆地群的现今地温场特征.     

攀西构造带的地热活动特征与裂谷带性质的研究

攀西裂谷地带构造复杂,地震频繁,并有着多期岩浆活动。为了研究这一地带的地热活动、热流分布特征及其与该区构造运动和深部过程的关系,对地表温泉分布、并结合地球物理场和地质构造特征来探讨攀西地带的地壳热状态及其该区成矿规律、地震活动与成因以及构造运动间的内在联系。结果表明,这是一个被动“活化”的古裂谷地带。     

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.     

松辽盆地大地热流

本文以65个井温数据、并从中测试了10个大地热流值为基础,阐述了松辽盆地的地温场为中部高边部低,并呈环状分布的高地温场特征;进一步阐述了盆地的地壳热结构,分区估算了盆地下面沉积岩层、花岗岩质层和玄武岩质层各层底部的温度和热流值;分析了盆地的地温场高的主要因素以及地温场与岩石圈、重磁力场的关系     

渤海湾盆地冀中坳陷现今地热特征

渤海湾盆地冀中坳陷是我国最典型的潜山油气藏富集区.本文借助117口钻井地层测温资料和45块实测岩石热导率数据系统研究了冀中坳陷现今地温梯度、大地热流、热岩石圈厚度、岩石圈热结构等地热特征参数.研究表明,冀中坳陷0~3000m统一深度现今地温梯度为20.8~41.0℃·km-1,平均值为31.6℃·km-1,比未校正值减小1~3℃·km-1;现今大地热流介于48.7~79.7mW·m-2,平均值为59.2mW·m-2.平面上,冀中坳陷现今地温梯度和热流由西向东(从盆地边缘向内部)逐渐增大,并且凸起区地温梯度和热流相对较高,而凹陷区则偏低,与基底地形起伏具有很好的对应关系.同时,冀中坳陷腹部高热流凸起区广泛分布地热田.冀中坳陷现今热岩石圈厚度为98~109km,其岩石圈热结构为一典型的"冷壳热幔"型.本研究不仅对冀中坳陷油气勘探与地热能开发具有重要的指导意义,而且为深部岩石圈研究(华北克拉通破坏科学问题)提供了新依据.     

闽粤板内断块构造活动及其热震效应

本文依据温泉、地震、构造、岩浆岩分布及其热破裂实验结果,论述了闽粤地区热场特点,讨论断块活动与热震关系。研究表明,燕山运动以来,断块分异作用强烈,与地壳深部二次重要热幕活动(距今90—120百万年及157—165百万年)密切相关。现代热场主要是中生代热幕活动继续发展的结果。分析发现,闽粤构造活动在新生代,其岩浆活动的前峰明显减退。但却存在自北东往西南冷热交替的块断热震耗散结构特征。断块活动性越强,热震效应越显著,同时呈现从内陆向台湾渐次增强特点。剖折闽南—粤北断块的热震能量耗散比率,表明每一断块具有特定的耗散结构。这是地壳下部与上地幔进行能量传递、转换过程的渠道。它主要取决于上地幔热流及向横不均匀性。热震能流约占地表大地热流2%±。本文根据等效原理,探讨构造力和热应力对板内地震孕育及破裂机制联合作用问题。提出“菱形”断块的周边的深断层端点、拐点是易于热破裂有利场所,并可能存在曼森—科芬效应导致深部岩石热疲劳和弹性破裂——发生地震。说明研究热震效应是具有理论和实用价值的新课题。     

TWO DIMENSIONAL MODEL ON RELATION BETWEEN THERMAL ANOMALY BEFORE WENCHUAN EARTHQUAKE AND TECTONIC STRESS

It has been reported that there is thermal anomaly within a certain time and space preceding an earthquake, and previous research has indicated potential associations between the thermal anomaly and earthquake faults, but it is still controversial whether physical processes associated with seismic faults can produce observable heat.Based on rock experiments, some scholars believe that the convective and stress-induced heat associated with fault stress changes may be the cause of those anomalies. Then, did the thermal anomaly before the Wenchuan earthquake induced by the fault stress change?It remains to be tested by numerical simulations on the distribution and intensity of thermal anomalies. For example, is the area of thermal anomaly caused by the fault stress changes before the earthquake the same as the observation?Is the intensity the same?To clarify the above questions, a two-dimensional thermo-hydro-mechanical(THM)finite element model was conducted in this study to simulate the spatial and temporal variations of thermal anomalies caused by the underground fluid convection and rock stress change due to the tectonic stress release on fault before earthquake. Results showed that the simulated thermal anomalies could be consistent with the observed in magnitude and spatio-temporal distribution. Before the Wenchuan earthquake, deformation-related thermal anomalies occurred mainly in the fault zone and its adjacent hanging wall, which are usually abnormal temperature rise, and occasionally abnormal cooling, occurring in the fault zone after the peak temperature rise. In the fault zone, the thermal anomaly is usually greater than the order of 1K of the equivalent air temperature and is controlled by the combined effect of fluid convection and stress change. The temperature increases first and then decreases before the earthquake. In the hanging wall, it's weaker than that of the fault zone, mainly depending on the convection of the fluid. The temperature gradually increases before the earthquake and is dramatically affected by the permeability. Usually, only when the permeability is larger than 10^-13m², can the air temperature rise higher than 1K occur. The results of this study support the view that fluid convection and stress change caused by fault slip before the earthquake can produce observable air temperature anomalies.