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。     

伸展盆地地表热流值的模拟计算—以渤海湾盆地济阳坳陷为例

伸展盆地的大地热流值可以认为是由地幔热流，地壳内部和盆地沉积物生热效应以及岩石圈和沉积物导热性质等多个因素综合叠加的结果。本文根据传热学理论，分析了纯剪切模式条件下伸展盆地内的地表热流值贡献的分布规律及其与伸展因子的理想关系，认为深部热源的能量，伸展因子大小，地壳浅层的生热性质以及盆地构造位置是控制盆地热流高低和展布的关键因素。结合沉积地层的导热性质，放射性元素的生热效应，岩浆区的现今地表热流分布，得到了与正演模拟相接近的结果，验证了该方法思路的有效性。同时对该地区幕式伸展裂陷过程中的地表热流值变化趋势进行了模拟，认为在不同的伸展裂陷幕地表热流值表现为阶段式的升高，在末期达到最大值。     

南海北康盆地热流分布特征及其构造控制因素探讨

热流是天然气水合物储量估算和油气资源评价的基础数据。南海实测热流数据虽然多,但分布不均。为深入认识北康盆地的热流特征,本文首先利用北康盆地获得的实测热流数据和前人研究成果,绘制了北康盆地热流分布图;根据热流和地温梯度变化特征,重点讨论了北康盆地热流异常区的成因机制,并根据区域地质构造背景,对北康盆地热流分布主要的控制因素进行了简要分析。数据统计结果表明:北康盆地热流变化范围为43.0~115.0mW/m~2,平均为76.8±21.7 mW/m~2;地温梯度变化范围为49.0~133.1℃/km,平均地温梯度为82.2±22.4℃/km。热流整体偏高,具有西高东低,南部高、东南部热流最低的热流特征,且在盆地西北部具有明显的热流异常。分析认为:(1)热流异常区中B区是由于海底高导层埋深影响,A区和C区是由海底流体渗漏区的地下水循环导致热流异常,推测A区为补给区,C区为排泄区;(2)北康盆地热流分布明显受构造作用的控制。西北部及南部受廷贾断裂控制,而东南部为古俯冲带及古洋陆过渡带,西高东低的热流分布特征还与盆地经历的3次快速沉降作用有关,但北康盆地拉张的构造背景引起整体热流值偏高。这对北康盆地油气和天然气水合物的研究均有重要意义。     

北萨哈林盆地的热演化特征与影响因素

北萨哈林盆地作为俄罗斯远东地区最大的含油气盆地,其热流分布和演化过程对油气勘探有重要意义。本文通过单井和区域热流分析,恢复了北萨哈林盆地和鄂霍茨克海域各时期热流值的分布范围;对沉积盆地热演化各期次进行数值模拟,改进了简单沉降模型,使其适用于弧后拉分盆地;利用EASY%Ro 方法对热演化过程进行恢复,并与理论计算的热流值进行对比分析。研究表明,北萨哈林盆地各时期热流分布极为不均,热演化可以分成两个阶段：1） 古近纪,盆地内陆和海域具有各自的热流中心,其热演化过程相对独立;2） 晚渐新世后,盆地受弧后拉张和断裂剪切的共同作用,热流范围发生改变,构造拼合带成为新的热流中心。本文认为岩浆活动强弱和沉降速率差异是造成该现象的内因和外因。     

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。     

渤海盆地现今岩石圈热结构及新生代构造-热演化史

依据236口井共2 706组的静温数据以及25口井的系统测温数据,分析计算了渤海盆地地温梯度及大地热流;建立地壳分层结构模型,利用回剥法计算现今地幔热流、深部温度以及岩石圈厚度;在此基础上,利用地球动力学方法恢复本区热流演化史。结果表明：渤海盆地背景地温梯度为322 ℃/km,热流值为648 mW/m2;盆地现今热岩石圈厚度在61~69 km之间,地幔热流占地表热流的比例在60%左右,属于“热幔冷壳”型岩石圈热结构,盆地地壳底部或莫霍面温度变动在548~749 ℃之间;热流演化的特征与盆地的构造演化背景吻合,新生代以来盆地经历了3期岩石圈减薄并加热的过程,在东营组沉积末期热流达到最高(70~83 mW/m2）,这期间盆地内产出多期碱性玄武岩,表明盆地经历了波及地幔的裂谷过程,随后进入热沉降期,热流逐渐降低,盆地向坳陷型转变。     

中国大陆地区沉积盆地热状况剖面

根据我国沉积盆地大量实测的地温、大地热流资料和岩石热物理性质数据,分析、总结了由东至西我国主要沉积盆地的现今地温、大地热流、深部地热及岩石圈热结构的分布状况及其差异,为我国的地热研究的进一步深入提供了可靠的基础资料。     

南海北部大陆架盆地热结构

南海北部大陆架盆地地热研究发现,各盆地深部温度结构和地壳热流在地表热流中所占比例不均一。其中,珠江口盆地地壳热流贡献小于25%,由陆向洋方向递减;莺歌海盆地中部地壳热流贡献小于30%,向NE方向递增;北部湾盆地地壳热流贡献在38%~42%之间稳定变化。分析表明,此区各盆地热结构的不均一性与大陆架地壳减薄、软流圈热物质上涌等因素有关。      

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。     

辽河盆地东部凹陷热历史及构造—热演化特征

根据辽河盆地东部凹陷大地热流测量和镜质体反射率数据,恢复了该区的热历史,结果表明:东部凹陷热流呈现古热流高现今热流低的变化特征,沙河街组三段沉积期到东营组沉积期(距今43～25Ma)盆地热流为66～82mWm²,现今热流值为47～70mWm²。构造沉降史分析显示,盆地经历了早期的裂谷阶段(距今43～25Ma)和后期的热沉降阶段,裂谷阶段包含了两个裂谷亚旋回。盆地现今较低的大地热流和较高的古热流及典型的裂谷型构造沉降样式为东部凹陷的构造—热演化提供了重要认识。     

南沙西部海区构造沉降与古热流

盆地的构造沉降和热流演化具有密切的联系。分析南沙西部海区万安、曾母盆地岩石圈结构现今特征认为,该区可应用多幕拉伸的纯剪切裂谷盆地模型恢复盆地热流历史。通过计算机技术的动态模拟,表明该区盆地演化过程中存在多个快速沉降期;其古热流总体上由低到高变化,但在不同的演化阶段表现不同,有升高也有降低,同时也反映了构造运动对热流变化的影响。该研究成果为深入研究盆地的沉积物充填演化和油气的生成过程提供了条件。     

沉积盆地中热的传递和地下水活动

沉积盆地中的热传递和地下水活动是盆地动力学研究中的一个前沿课题，具有十分重要的理论意义和实际应用价值。本文在给出沉积盆地热传递方程和水流方程的基础上，着重讨论了两者之间的关系。结合辽河盆地的实际资料，计算了地下水流速与地表热流和地温梯度之间的关系。     

白龙江流域构造地貌特征及其对滑坡泥石流灾害的控制作用

活动构造是影响地质灾害发生的主要因素之一.利用SRTM-3数字高程模型 (digital elevation model,简称DEM) 数据,基于ArcGIS空间分析技术及Matlab程序脚本系统提取白龙江流域宏观地貌信息、拟合流域内部7个4级亚流域的S-A图解,并结合流域内部新构造特征、活动断裂分布、岩性展布特征以及降水条件等系统分析了白龙江流域滑坡泥石流地质灾害发育的控制因素.其中,S-A拟合图形上凸者代表流域内物质的输出量大于输入量,反之,S-A拟合图形下凹者代表流域内物质的输出量小于输入量,而物质输入表现为山体隆升,较大的物质输出量具体表现形式即为突发事件形成的滑坡、泥石流灾害;另外区域构造运动控制下的强烈褶皱破碎甚至糜棱化或半糜棱化岩层分布也是地质灾害发生必不可少的条件.受上述因素综合影响,本区地质灾害通常发生在高程突变、起伏度与切割深度大的高坡度分布区,而由于区域差异隆升所形成的不同的亚流域地貌形态则控制了地质灾害高发区,即物质输出量大于输入量的亚流域内部滑坡泥石流等地质灾害频繁,而输入量大于输出量的亚流域内部并无明显地质灾害分布点.      

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。     

渤海地温场特点的初步研究

渤海位于华北断块区的东部,是华北古生代地台之上发育起来的中、新代断陷盆地,是陆上埕宁隆起和辽河、黄骅及济阳三大拗陷的自然延伸地带。渤海海域的地热特点,一直为人们所关注。在研究渤海的形成和演化时,有人对渤中凹陷的地热状况作了推论;有人根据少量的地热资料认为渤海及其邻近地区是一个高热流异常区。我们根据渤海海域的地温数据,和近年对华北平原地温场的研究结果进行对比,着重对本区地壳浅部的地热状况进行分析和讨论,提出一些初步的看法。     

东海陆架盆地地质结构及构造演化

东海陆架盆地发育于东海大陆架之上,是一个复合型沉积盆地。盆地的西侧是浙闽隆褶带,东侧是钓鱼岛岩浆岩带,盆地从西至东呈现为凹-凸-凹的格局,南北差异明显,总体地质构造格架表现为东西分带、南北分块的特征。该盆地存在元古代的变质基底,是浙闽沿海陆区出露的深变质岩系向东的延伸,这套古老的变质岩系组成了陆架盆地的主要基底。盆地在垂向上表现为明显的多层结构。除古生界地质结构尚待证实外,中生界明显为裂谷型二层结构,新生界为三层结构。盆地结相特征受控于特定的构造演化过程。中生代以前不同性质的地体增生和中生代以来太平洋板块的运动方向不断变化以及印度板块作用造成的地壳蠕散是控制盆地形成和树造演化的主要体制,使盆地构造演化表现为多阶段、多种构造体的明显特征。     

Structural and geomorphic features accommodating groundwater of Al-Madinah City, Saudi Arabia

Al-Madinah City is located in the western part of Saudi Arabia on the Arabian Shield. The area underwent several tectonic events that developed its structural and geomorphic features, such as the Infracambrian Najd strike-slip faults, development of the Cenozoic basaltic flows of Northern Harrat Rahat, and Cenozoic N–S and E–W transtensional faults, related to the Red Sea rifting. These successive events formed a deltaic-shaped basin of Al-Madinah. The Al-Madinah basin is part of a 400?×?150-km² Wadi Qanah–Al-Hamd watershed, which exhibits mainly parallel drainage pattern. Sub-basins, within the main basin, exhibit trellised and radial drainage patterns. The trellised drainage pattern reflects control of the Cenozoic faults, whereas the radial drainage pattern reflects volcanic-related system. Rotation of the Arabian Plate after several extensional events that lead to the opening of the Red Sea influenced the drainage flow to be going from east to west. This geological history that include eruption, normal faulting, and erosion prior to and during the Red Sea rifting formed relief inversion geomorphology of Tertiary basalts that cap Precambrian rocks of the Ayr and Jammah Mountains in western Al-Madinah. The groundwater in the central area is part of the northern Harrat Rahat basaltic aquifer in which the groundwater level rises up in the central area due to the blocking of groundwater flow by constructions below the central area and due to reduced groundwater abstraction. Building a dam 60 km northwest of Al-Madinah would preserve more surface water than the Al-Bayda dam, in which all main valleys join in at the suggested location.     

Geology and rural landscapes in central Spain (Guadalajara, Castilla—La Mancha)

Methods commonly used in regional geological analysis were employed to study the visual landscapes of the Sigüenza–Molina de Aragón area (Spain). Landscape data were compiled to produce a landscape map and a photograph catalogue. Lithological composition, tectonic structure and recent erosive processes are the main factors controlling the visual landscapes. Territorial properties, such as colours and agricultural capacities, are controlled by these geological characteristics. The landscape map and the photographic catalogue is the main contribution of this paper. The first level of landscape classification distinguishes zones with dominance of either flat, concave or convex areas. Other parts of the territory are, however, composed of concave and convex combinations that originate hybrid orographic structures. In a second level of classification, several subdivisions for each of these types are established.     

Heat transport by groundwater flow during the Baikal rift evolution

A two-dimensional modelling study of sedimentation, fluid flow, and heat flow in the Baikal rift basin undergoing flank uplift and basin subsidence has been performed in order to understand the impact of these processes on the surface heat flow signal. Heat flow anomalies of different scales and magnitudes have been observed at the sediment surface of the lake Baikal basin, and the presence of a hydrothermal vent suggests that fluids play an important role in the regional distribution of heat flow. The BASIN-code applied for this study allows to simulate topographically and compaction-driven hydrodynamical fluid flow and coupled heat transfer.The flank uplift history provides the basis for a regional groundwater circulation towards the central basin area, with predicted Darcy velocities at present-day situation in the basement varying between 1 and 100 cm/year. Within the basin, the presence of aquifers and the pinch-out layering has a major control on the flow field, and compaction-driven flow velocities are strongly altered when combined with topography-driven flow. When velocities in the basement are larger than several centimeters per year, the regional fluid circulation is an effective mechanism of heat redistribution. Heat is brought from the flanks towards the basin area, with largest heat transported at a depth of 1–2 km at both sides. During the flank uplift, heat advection increases, with secondary variation related to the deposition of sedimentary layers. The heat flow is increased over the basin and reduced in the flanks, with a total heat output balance always positive. The extra heat output over the modelled transection is 2–10% of the initial heat output. The maximum computed heat fluxes are smaller than measured in the heat flow anomalies of the lake Baikal basin. Nevertheless, the model suggests that flow in the sedimentary basin combined with a topographically driven heat advection in the surrounding basement is a sufficient mechanism to account for the increased heat flow over the basin and the main features of the heat flow distribution.     

塔里木盆地北缘大地热流测定

1987—1988年,在塔里木盆地北部的库车一轮台地区进行了热流测量,取得了西北地区的首批热流值。研究区在地质上属雅克拉一轮台基岩隆起带,巨厚的中新生界陆相碎屑岩不整合于古生界及前古生界基岩之上。西段雅克拉地区在深约5400m 的不整面之下为下古生界碳酸盐岩,上覆厚仅数十米的侏罗系及厚约5300m 以上的下白垩统一第四系,在侏罗系及下白垩统之间有一沉积间断。