浙江省大地热流及其地热资源意义

为深入了解浙江区域地热背景,本文整理了浙江53眼中深层地热井的连续测温资料,并实测、收集相关岩石热导率数据110组,最终筛选并计算了23个新的大地热流值,取值区间在61.7～87.9 mW/m²,平均值73.7 mW/m2,高于全国均值.结果表明,在北东向和北西向深大断裂的控制下,形成了浙东北嘉兴-慈溪-宁波、浙西南遂昌-兰溪-浦江高热流值地热单元和浙中安吉-新昌-温岭低热流值地热单元.上述地热单元的分布与浙江莫霍面、居里面等地壳结构的特征面分布特征基本一致,与浙江大型白垩纪断陷盆地和新生代沉积盆地在空间上吻合度较高,与现代地壳运动和构造活动性密切相关.     

南海北部海底地热测量的数据处理方法

为了解南海北部地热分布特征,使用EWING型海底地热探针在3个区域进行海底地热测量,利用TK04型热导率仪测量采自3个区域的沉积物样品的热导率,并对相关数据进行一系列校正处理,获得3个代表性站位HD343、HS82、HX129的热流密度。数据分析表明:对于EWING型探针需要对原始温度记录进行偏移量校正和平衡温度计算;不同自容式温度传感器(MTL)间的相对温度偏移量是基本固定的,取决于记录器本身的性质,与测站位置无关;插入海底后,EWING型探针记录的温度随时间的变化取决于摩擦生热的大小,如果摩擦引起的温度变化小于环境温度,温度将随时间缓慢上升,否则随时间缓慢降低;室内测量的热导率经过温度和压力校正后,一般降低4％～5％;3个站位的地温梯度分别是81 ℃/km、109 ℃/km、94 ℃/km,热导率分别为0.979 W/(m·K)、0.785 W/(m·K)、0.886 W/(m·K),热流密度分别为79 mW/m²、86 mW/m²、83 mW/m²。     

西藏南部和中部地区的奥陶系

本文系统梳理了前人对西藏南部和中部地区奥陶纪地层的建组和划分对比工作,提出这些地区最新的地层划分和对比方案。对西藏南部聂拉木地区的甲村群、中部申扎地区的柯耳多群和察隅地区的桑曲组的定义进行厘定;介绍3个新建的岩石地层单元,分别是甲村群中的阿当组、柯耳多群中的知洼作古组及桑曲组中的白云质灰岩段。结合近年来发表的研究成果,将这些地区的岩石地层和生物地层与华南、华北及澳大利亚等地进行精确对比,为进一步开展西藏地区奥陶纪岩相和古地理研究提供依据。     

基于热流固耦合的增强型地热有机朗肯循环发电系统性能分析

本文建立了耦合井筒、热储、有机朗肯循环发电系统的详细数学模型, 包括三维非稳态热流固耦合模型和有机朗肯循环发电系统热动力学模型, 参考青海省共和县恰卜恰干热岩体地热地质特征, 包括压裂储层、围岩、裂隙、井筒等特征参数, 研究了注入流量、注入温度和井间距对系统净输出功、年均净输出功和热效率的影响规律。结果表明: 在一定的注入流量、注入温度和净间距下, 随着时间的推移, 岩石孔隙压力和热应力作用使得裂隙渗透率增大, 注入泵功耗是降低的, 净输出功和热效率也是降低的。注入流量的增大提高了膨胀机轴功、注入泵功耗和生产温度衰减速率, 进而导致热效率降低, 存在最优的注入流量50 kg/s, 使得年均净输出功达到最大值1 470.1 kW。注入温度的增大可以提高系统热效率, 降低净输出功的年均衰减速率, 当注入温度为60 ℃时, 年均净输出功最大。井间距的增大减缓了生产温度的衰减速率, 有利于热效率的提高, 但是也同时也增大了膨胀机轴功和注入泵功耗。当分支井间距为450 m时, 年均净输出功达到最大值1 497.3 kW。此研究可为增强地热发电系统的开发利用提供指导。     

南海西北次海盆及其邻区的地热流特征与研究

西北次海盆是南海海盆的一个重要构造单元,揭示西北次海盆的地热流特征对于整体认识南海海盆热状态和热结构至关重要.沿着OBS2006-1地震剖面采集的一批实测地热流数据显示,该热流探测剖面横穿南海北部陆坡、西北次海盆、中沙隆起、东部次海盆4个构造单元,结合地震解释剖面等资料对西北次海盆进行地热流特征分析及研究.结果表明:西北次海盆的平均热流密度值为104.5±9.9 mW/m2,与中沙隆起相邻的东部次海盆北部的平均热流密度值为97±2.5 mW/m2,热流密度值的空间变化与地幔埋深起伏相对应,并受地幔热源所控制;通过研究热流异常点,发现水深相近的相邻站位之间的海底表层沉积物温度差异是判别测站受海底地下水热循环影响程度和类型的依据之一;用最新海洋地热流探测成果,结合区域地质与地球物理资料,推测西北次海盆形成演化时代与西南次海盆相近,只是它的生命史比较短暂.      

传导-对流型热流的计算模拟

本文对8个初始模型和7个组合模型中沿断层的水热对流、断层产状、山体地形和沉积盆地与基岩热导率反差等四个影响因素对传导型地表热流分布的影响进行了计算机模拟研究。模型设计和参数的选值以西藏中北部一些地热区实测的传导-对流型热流为主要参考依据,但不直接涉及对流组分的校正,而着眼于更广泛的单因子和多因素的模型研究。分析中采用无量纲参数:α=(K₁)/(K₂)(K₁和K₂分别为基岩和沉积盆地的热导率),β=(q₁)/(q₂)(q₁和q₂分别为地表热流的垂向分量和模型的底部热流)以及γ=L/H(L和H分别为离模型左侧边界的距离和山体的高度),以求更广的普适性。对模拟结果的分析表明,上述四项影响因素依其重要性可排序为对流强度—断层倾角—介质热导率反差—地形效应。     

热流测量中垂向地下水运动干扰的校正方法

本文提出了一种地表热流测量中垂向地下水干扰的校正方法。并以江西萍乡和福建安溪的二个钻孔为例,说明了热流校正的具体过程。由于地下水对流传热的影响,垂向地下水渗透层内温度和热流随深度均呈指数分布。通过对钻孔测温数据的一维垂向Peclet数分析,可以确定渗透层内传导和对流热流分量以及热流的构成,从而得到未受地下水对流干扰的区域背景热流。这一方法不仅适用于渗透率结构均一的介质,也可用于水平层状介质。     

西藏搭格架地热区天然水的水化学组成与稳定碳同位素特征

为探究青藏高原搭格架地热区地热水、湖水、河水、冰雪融水等天然水体的水化学组成及物质来源控制因子,于2014年8月对该地区进行了考察和取样。利用紫外-可见光分光光度计和ICP-OES测定了水样中各阴、阳离子含量,利用Gas Bench连接同位素质谱仪测定了水样中溶解无机碳（DIC）同位素比值。结果表明,地热水中总溶解固体（TDS）含量为977.13~1 279.50 mg/L,阳离子以K+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,湖水的TDS含量为77.81~810.94 mg/L,阳离子以Na+和Ca2+为主,阴离子以HCO3-(CO32-)和SO42-为主,地热水和湖水的水化学类型为HCO3-Na型;河水和冰雪融水的各离子含量较低,水化学类型为HCO3-Ca型;地热水的DIC浓度范围为9.2~15.4 mmol/L,δ13CDIC值为-9.09‰~-0.95‰;湖水的DIC浓度为1.1~9.7 mmol/L,δ13CDIC值为-8.84‰~-0.27‰。根据水化学Gibbs分布模式图判断出区域水化学特征主要受硅酸盐岩风化控制,以钠长石和钾长石风化为主,但是地热水的水化学组分受到硅酸盐岩和蒸发盐岩共同控制。通过碳同位素比值分析对区域主要风化过程中CO2的来源示踪表明,湖区周围的硅酸盐风化其碳源主要为土壤CO2,热泉区硅酸盐水解其碳源为地球深部CO2输入。      

尼泊尔及南侧邻区元古宙以来的构造-沉积演化

迄今,尼泊尔及其南侧邻区元古宙以来的构造-沉积演化尚缺乏系统性研究.为了促进区域地质认识,结合前人研究成果及新的研究发现,对尼泊尔低喜马拉雅带及以南的构造-沉积演化首次进行系统性总结与讨论.结果表明:尼泊尔低喜马拉雅带及以南与印度地盾北缘在地质历史中的构造-沉积演化息息相关,且自元古宙以来,发育了被动大陆边缘→陆内裂谷→被动大陆边缘→前陆盆地等不同构造演化阶段的沉积响应;尼泊尔西部的Dailekh群属于~1.8 Ga以前或前哥伦比亚超大陆之前的被动大陆边缘沉积;Vindhyan超群为下断上坳的陆内裂谷沉积,尼泊尔境内的Lakharpata群相当于下Vindhyan群;Gondwana超大陆裂解导致由北往南形成一系列初始发育时间越来越晚的裂谷盆地;Surkhet群至Siwalik群为被动大陆边缘至前陆盆地沉积,其中,Surkhet群Swat/Subathu组是喜马拉雅南侧地质历史上最后一套海相沉积地层,也是被动大陆边缘向前陆盆地转换期的沉积响应;Siwalik群大规模的磨拉石建造标志着喜马拉雅快速和大幅度隆升,该群沉积成岩后,印度-欧亚板块进一步的挤压作用导致了地质历史上迄今为止最后一次强烈的构造运动,形成MFT与Siwalik褶皱带,并奠定了喜马拉雅带现今构造格局.      

金属的理化性质和地壳丰度的相互关系初步研究

本文旨在探讨金属元素的理化性质和其地壳丰度(CA)的分布规律。利用相关性分析和集对分析研究了金属的理化性质和其地壳丰度的关系。结果表明,金属元素21种理化参数与地壳丰度之间均有不同程度的相关性。其中10种理化参数和地壳丰度显著相关(P≤0.05),包括共价指数(X2mr)、原子密度(ρ)、原子序数(AN)、原子量(AW)、有效核电荷(Z*)、电负性(Xm)、软指数(σp)、电子亲和能(EA)、极化力(Z*2/r)和电化学势(ΔE0)。集对分析进一步表明:X2mr,ρ,Z*和Xm与log(CA)之间趋同性较好,支持了相关分析的结论。研究结果暗示金属的理化性质与地壳丰度之间存在密切的内在关系,这为地球演化成因、元素丰度演变规律提供了新证据,对岩石、矿产资源开发和利用等有重要意义。     

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。     

相山铀矿田热流特征

本文通过对相山铀矿田放射性元素衰变热量的研究，阐述了矿田热的性质；计算了放射性元素衰变热对大地热流、地温梯度及地温场的影响。结果表明：放射性元素的集中富集，改变了矿田的地热结构，但是对地温场的影响较小。     

塔里木盆地的大地热流

根据１７个稳态顺序测湿数据和７个井温测井及静温数据计算的地温梯度，及２２０余块岩石导率的实测数据，分别计算了１７个实测热流值和７个估算值。它表明塔里木盆地的大地热流值多在４０－５０ｍＷ／ｍ＾２，其中以盆地中部为最高，可达６５－７２．３ｍＷ／ｍ＾２，北部多在４０－４５ｍＷ／ｍ＾２，西部边缘及西南部热流值偏低，分别为３５－４０ｍＷ／ｍ＾２和３０－３５ｍＷ／ｍ＾２。盆地的平均热流值为４４．０５ｍＷ／ｍ＾     

山西沁水盆地沁参1井大地热流值确定

1991年所钻的沁参井为沁水盆地第一口科学探索井,构造位置及油气意义重要。该井钻井深度大,揭露地层多、取芯全、资料丰富,为地热研究提供了良好的条件。我们在执行石油天然气总公司新区事业部“山西隆起区块早期综合评价项目”时对沁参1井进行了系统采样,测试了岩石热导率、放射性生热率样品,确定了沁参1井的大地热流值。     

攀西古裂谷地区深部热流

在实测地表大地热流、岩石放射性元素含量以及生热率的基础上,作者计算了攀西古裂谷地区的深部热流值(q_r)及地壳上部放射性元素富集层厚度(D),即分别为38.4mw/m~2和15.7km。与世界上其它地区相比,本区具有较高的深部热流值和较大的D值。笔者进一步阐明,较大的D值是攀西古裂谷地区地壳分异程度差在地热上的反映,而较高的q_r值表明本区来自地壳深处上地幔的热量比较大,这与攀西古裂谷地区的整个地质发展历史相一致。     

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。     

中国东南地区各造山带大地热流特征

本文依据近几年在我国东南地区取得的１２５个大地热流数据，以区内造山带或造山带内主要大地构造单元为单位，分析和比较了各单元的大地热流特征。报道了反映各单元区域热背景的代表性热流值变化范围和平均值，为研究区内各造山带构造－热演化历史提供了重要参数。     

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。