全球大地热流-岩石生热率关系综合分析

大地热流分析是研究大地构造地球动力学和地壳化学组成的一个重要手段通过对全球范围大陆地区大地热流和岩石放射性生热率数据的综合统计分析探讨地壳一地慢热流配分统计结果揭示,全球尺度显生亩地质构造区热流与岩石生热率之间不存在简单的线性关系,但两者在隐生宙地盾区却具有明显正相关关系从大地热流-岩石生热率关系在显生亩地区和在隐生宙地区的差异可以大致确定壳-幔热流成分的变化范围取地壳厚度为30－50km,根据前寒武地盾区热流与生热率之间的统计关系可以进一步推测地壳岩石中放射性生热元素的平均丰度范围分别为铀（0．5-1．6）×10－6,钍（1．8－6．1）×10－6,氧化钾0．6％-1．9％．     

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 .     

中国大陆地壳和岩石圈铀、钍、钾丰度的大地热流约束

根据实测大地热流数据，求出中国大陆主要构造单元的地壳平均生热率的上限值为1．3μWm^-3，中国大陆的地壳平均生热率不应高于该值；相应的铀、钍、钾丰度上限值分别为2．04（10^-6)、7．76（10^-6)和2．04（％）。据此对黎彤等近年发表的中国大陆及塔里木－华北板块地壳和岩石圈的铀、钍、钾元素丰度值进行检验。结果表明这些丰度值过高，不满足实测大地热流值的约束，这意味着黎彤等给出的铀、钍、钾的丰度值不可信。我们认为，根据出露地表的相应岩石的成分估计地壳和岩石圈地幔深部的微量元素丰度的研究方法，缺乏可靠的理论或实验基础。     

中国大陆地区大地热流与 Pn 波速度的变化

温度是影响地震波传播速度的一个重要因素,而大地热流是地球内部温度分布的最直接的的反映.一些学者认为,壳-幔界面的 Pn 波速度(Vpn)与大地热流(q)有着密切的负相关关系根据热流数据覆盖区大地构造格局和地震测深剖面的展布情况,作者划分了22个地区和构造单元,对中国大陆地区 q-Vpn关系进行了分析研究,发现两者严重偏离预期的负线性关系,对 Pn波速度和热流值分别进行压力和地壳岩石生热率校正,并未能使两者的关系得到明显的改善.笔者认为,对于象中国大陆这样具有非常复杂的演化历史和深部构造背景的大区域尺度而言,莫霍面温度差异并不是影响地震波速度的最重要因素,q-Vpn关系中深部热状态的信息可能被众多的噪音所淹没.      

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     

云南深部热流研究

阐述了云南大地热流分布特征，并从地壳结构入手探讨了地壳、上地幔的生热率垂向分布，进而研究了云南的深部热流结构．研究结果表明，垂向上，上地壳所产生的热流量最大，中地壳次之，下地壳最小；横向上，各构造单元深部热流结构差别较大，全区地幔热流变化范围是１９～５７ｍＷ／ｍ２．     

南海北部陆缘珠江口盆地岩石圈热结构

沉积盆地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.由于海洋勘探难度大、勘探程度低,相对于大陆地区,边缘海盆地比较缺乏岩石圈热结构方面的研究.本文在收集整理珠江口盆地及邻区大地热流数据的基础上,补充收录了自2003年以来发表的新数据,绘制了研究区最新版的大地热流等值线图;基于中美合作双船地震剖面揭示的深部地壳结构计算了研究区的壳-幔热流、深部温度以及"热"岩石圈厚度.研究表明,珠江口盆地地壳热流介于18.7~28.6 mW·m^-2,地幔热流介于36.9~91.4 mW·m^-2,壳幔热流比值0.23~0.75;由陆架、陆坡至中央海盆,在地壳热流逐渐减小的情况下地表热流逐渐递增,说明地表热流分布主要受深部热作用控制;盆地"热"岩石圈厚度介于34.0~87.2 km,平均65.5 km,反映出显著拉张减薄的特征.     

大陆边缘热状态研究进展

热流与岩石圈热状态是大陆边缘构造研究的重要课题,其研究不仅能为探讨发生在大陆边缘的物理、化学和生物过程提供地热约束,而且还能为深水油气资源评价和勘探提供依据.近年来,随着对海底过程研究的深入和对能源资源问题的关注,大陆边缘热状态研究取得了新认识,特别是,主动大陆边缘弧后地区高热流的认识及成因机制以及被动大陆边缘洋陆过渡带可能存在的高热流异常等这些重要发现,进一步丰富和完善了大陆边缘热状态的认识.本文总结了近年来大陆边缘热流研究进展,重点讨论了主动大陆边缘岛弧弧后地区热状态和部分被动大陆边缘发现的高热流异常,前者一般被认为是与弧后地区岩石圈之下的浅地幔对流有关;而后者既包括来自浅层地壳生热贡献,也有深部地幔热流所致,一些学者将此归因于小尺度地幔对流或岩石圈厚度差异引发的边界效应,仍存争议.我们还分析了探针热流、钻孔热流和BSR热流等不同类型数据的优缺点,指出钻孔热流和BSR热流成为继传统探针热流之后研究大陆边缘热流的有效手段.在海底热流和近海底过程之间相互响应的基础上,强调热流探测对近海底过程研究的贡献.还对比了国内外热状态的研究,探讨了国内研究与国际的差距.最后,就未来大陆边缘热状态研究提出了几点建议.     

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.     

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.     

Variations of heat flow and Pn - velocity in the continental area of China

Temperature is an important factor affecting seismic velocity, and terrestrial heat flow is the most direct indication of temperature distribution of the lithosphere. Some authors therefore suggested that Pn velocity should be inversely related with heat flow. The average heat flow values (q) and Pn velocities (V _Pn) in 22 areas have been calculated and collected from published literatures to investigate the possible correlation between these two parameters for the continental area of China. However, the results show that the variations ofq andV _Pn in the studied areas are far away from the expected inverse relation. The effects of pressure of seismic velocity and contribution of crustal radiogenic heat on heat flow have been taken into consideration in regressions respectively and simultaneously. However, all the corrections are of little help for the improvement of the expected inverse relation. The conclusion deduced from the present study is that in a large scale region with complex tectonic evolution history and complex deep structure framework such as the continental area of China, temperature at the Moho boundary is not the most important factor affecting Pn velocity. The conceptual inverse correlation between heat flow and Pn velocity might be masked by various “noises”. The Chinese version of this paper appeared in the Chinese edition ofActa Seismologica Sinica,14, 42–50, 1992.     

中国大陆地区热流数据的分布及其初步分析

本文首次系统地收集整理了观测资料比较齐全、国内公开发表的热流数据167个,并对之进行了初步分析。这些数据的地理分布还很不均匀,热流值变化范围为25—245mWm-2,多种平均方法得到的结果表明,中国大陆区域代表性热流值范围为61—68mWm-2。作者所作的经纬度网格和条带统计还揭示,数据覆盖区内热流沿经、纬向的分布有明显的差异,纬向条带平均热流值看来具有波状起伏变化的规律。这一结果已经得到日本及其周围海域热流数据的初步印证,如果获得更广泛的证实,无疑具有深刻的地质和地球物理意义     

南海北缘琼东南盆地热结构与莫霍面温度

相对于大陆地区,洋壳或海陆过渡区目前较缺乏岩石圈热结构方面的研究.本文依据琼东南盆地现有热流数据和相关岩石热物性参数,沿分布于盆地内不同位置的4条地震测线计算了不同圈层的热流分配关系(即热结构)及莫霍面温度.计算时根据最新的P-波速度变化分析将该区地壳分为四层,分别为沉积盖层、上地壳、下地壳及下地壳高速层.结果表明:琼...     

Geothermal gradients and heat flow in the Beaufort-Mackenzie Basin,Arctic Canada

Thermal gradients have been calculated and heat flow estimates made for 34 petroleum exploration wells along four regional profiles crossing the Mesozoic-Cenozoic Beaufort-Mackenzie Basin of northern Canada. The geothermal gradients vary from 22 mKm^–1 to 44 mKm^–1. Four sets of possible thermal conductivity values were used to calculate a range of heat flow values for each well. Generally low heat flow is observed in wells within the deeper portions of the basin and higher heat flow values occur in wells along the Aklavik Arch Complex which forms the southeastern margin of the basin.The contribution to heat flow by heat generation below the Mesozoic-Cenozoic basin fill sediments has been considered. The heat flow contribution from sub-Mesozoic sedimentary strata and underlying basement is highest along the basin-bounding Aklavik Arch Complex. The decrease in heat flow from below the basin fill sediments toward the basin depocenter may be related to basinward crustal thinning and corresponding reductions in intra-crustal radiogenic heat production.     

The geothermal regime of the northern Yukon and Mackenzie delta regions of northwest Canada — studies of two regional profiles

Temperature data from deep petroleum exploration wells and thermal conductivity estimates based on net rock analysis data have been used to make terrestrial heat flow estimates along two profiles across the sedimentary strata of the Mackenzie Delta, northern Yukon, and offshore Beaufort Sea regions.Both profiles exhibit low heat flow values that range from 34 mWm^–2 to 58 mWm^–2, and little change occurs over large distances in the continental part of the area. Low heat flow values (<40 mWm^–2) occur in the Beaufort-Mackenzie Basin and Rapid Depression, both of which are areas of thick successions of Cretacecus and Tertiary clastic sedimentary strata. High heat flow values of almost 80 mWm^–2 occur to the south in the Taiga Nahoni Foldbelt and values as high as 60 mWm^–2 are indicated along the Aklavik Arch Complex, northeast of Aklavik.The regional variations of effective thermal conductivity are insufficient to account for the heat flow variations along the profiles, and so these may indicate deep radiogenic or other heat sources.     

辽河裂谷盆地地幔热流

辽河盆地是一个在前中生代基底上发展起来的裂谷盆地,实测大地热流平均值为65mW/m²,变动于44-83mW/m²之间。在给出地壳结构模型并确定各岩层放射性生热率的基础上,采用“剥层”法从地表开始,自上而下,由浅及深地扣除各岩层所提供的热量,从而得出地幔热流值。结果表明,辽河裂谷盆地地幔热流为41mW/m²,占整个地表总热流量的63％。可见,本区热量大部分来自地幔。与世界上其它地质构造单元相比,辽河裂谷盆地无论地幔热流绝对值或其与地表热流之比值,都具有介于稳定地区和构造活动区之间的特点。作者认为,辽河裂谷盆地地幔热流的上述特点,乃是中、新生代以来本区长期地质历史发展的产物。     

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.