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.     

中国大陆地区大地热流数据汇编(第四版)

大地热流是表征地球内部热状态的重要参数,也是进行岩石圈热结构、地球动力学研究和区域地热资源潜力评价的必要参数.大地热流的测量和数据汇编是地热学研究的一项重要的基础性工作,目前我国已经分三版公开发表中国大陆地区大地热流数据862个,本文在第三版热流数据汇编的基础上,共计收集整理公开发表的热流数据345个,并在空白区开展了大地热流数据补充性测量,获得大地热流数据23个.本文将2001年以来新增的368个数据及第三版热流数据构建成中国大陆地区大地热流数据汇编(第四版).截止目前已汇编我国大陆地区热流数据1230个,其中A、B、C和D类数据分别占49.3%、34.2%、12.6%和3.9%,较第三版热流数据A类数据比重增加了2.9%.基于现有汇编数据更新了中国大陆地区大地热流测点图并进行了统计分析.相较于第三版汇编数据,热流测量空白区面积已显著减小,热流测点覆盖率低和平面分布不均一的缺陷得到改善,本次汇编填补了西藏阿里、贵州省、广西省以及吉林省的热流测量空白区.新版热流数据统计表明,中国大陆地区(含渤海海域)热流值范围为23~319mW·m~(-2),平均值61.5±13.9mW·m~(-2);除去受地下水活动影响强烈的D类数据,热流值范围30~140mW·m~(-2),平均值60.4±12.3mW·m~(-2).本次大地热流数据汇编结果显示,我国大陆地区热流分布格局总体仍表现为:东高、中低,西南高、西北低.在西太平洋板块俯冲远程效应影响下,中国东部表现为一个高热流带,自东南沿海向东北方向一直延伸到东北地区的松辽盆地、长白山一带;受控于新生代欧亚板块和印度板块碰撞影响,青藏高原高热流区主要集中在雅鲁藏布江缝合带和南北向展布的裂谷带,总体热流值向北逐渐降低,并伴随局部的高热流区,如东北缘的共和盆地;中部地区新生代以来构造活动相对微弱,为中-低热流背景.     

中国大陆地区大地热流数据汇编(第二版)

近两年来,随着各项重大地学研究课题及全国地学大断面(GGT)项目的开展,我国大地热流数据有了大幅度增加。本文将截至1989年6月底公开发表或即将刊印的366个热流数据分类汇编成“中国大陆地区大地热流数据汇编(第二版)”,并进行了统计分析。结果表明,中国大陆地区热流值变化范围为20—140mWm-2,平均值为66mWm     

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     

我国大陆地区大地热流与地壳厚度的变化

本文从我国大陆地区现有的热流观测和深部地球物理资料出发,对1°×1°网格平均热流值（q）与地壳厚度值（M）进行回归分析.结果表明,中国大陆地区作为一个整体,q-M之间存在良好的正相关关系;在111°E以东地区特别是在华北盆地,两者呈显著负相关关系.按地壳厚度分组和按热流值分组的统计结果具有相似的特征,在所有“一分为二”（即只分成小于和大于等于某一指定值）的分组系列中,高值范围的算例都呈显著正相关,回归直线斜率在0.4-2.8mW/（m²·km）的范围内,与国内外报道的地表岩石生热率值一致;而低值范围的算例均给不出清晰的相关关系.作者认为,上述统计结果是地壳岩石放射性生热贡献和来自深部的地幔热流在大地热流二元结构中所起的作用在不同情况下有所不同的体现.     

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.      

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。     

中国大陆含油气盆地的氦同位素组成及大地热流密度

根据天然气中氦同位素组成,讨论了中国大陆主要含油气盆地氦同位素地球化学特征与大地热流密度。不同地区425个~3He/~4He 值表明中国含油气盆地天然气的氦同位素组成变化范围较大,为4.0×10~(-9)—7.21×10~(-6),在统计直方图上呈现三个峰值:1.5×10~(-8),3.0×10~(-7)和1.5×10~(-6)。中国东部大陆裂谷系中、新生代盆地内天然气的~3He/~4He 值分布范围为1.02×10~(-7)—7.21×10~(-6),50%以上大于大气的值(1.4×10~(-6));其他地区含油气盆地天然气的~3He/~4He 值分布范围为4.0×10~(-9)—7.01×10~(-7),全部小于大气的~3He/~4He 值。根据天然气中~3He/~4He 值计算的大地热流密度值分布在30—82mW/m~2 之间。利用~3He/~4He 值计算的大地热流密度值与用其他方法测得的值相一致,在中国大陆水平方向上呈现"东高西低"的变化趋势。     

COMPILATION OF HEAT FLOW DATA IN THE CHINA CONTINENTAL AREA (2nd Edition

During the last 2 years, heat flow data increased significantly in China as a result of implementation of many comprehensive geodynamic (including geothermal) projects and GGT project in China. In this paper, a total of 366 reliable heat flow data is collected from published and in press sources in the Compi-ilation of Heat Flow Data in the China Continental Area (2nd edition). Statistic analysis of these data shows that the heat flow values in China continental area vary from 20 to 14...     

我国大陆地区大地热流与地壳厚度的变化

本文从我国大陆地区现有的热流观测和深部地球物理资料出发,对1°×1°网格平均热流值（q）与地壳厚度值（M）进行回归分析.结果表明,中国大陆地区作为一个整体,q-M之间存在良好的正相关关系;在111°E以东地区特别是在华北盆地,两者呈显著负相关关系.按地壳厚度分组和按热流值分组的统计结果具有相似的特征,在所有“一分为二”（即只分成小于和大于等于某一指定值）的分组系列中,高值范围的算例都呈显著正相关,回归直线斜率在0.4—2.8mW/（m2·km）的范围内,与国内外报道的地表岩石生热率值一致;而低值范围的算例均给不出清晰的相关关系.作者认为,上述统计结果是地壳岩石放射性生热贡献和来自深部的地幔热流在大地热流二元结构中所起的作用在不同情况下有所不同的体现.     

中国东南地区实测热流值

本文系统地分析了中国东南地区现有的125个实测热流值.全区热流值的变化范围为35.6—209mW/m2,平均值为67.9±24.1mW/m2.这些热流值中,高质量A类和中等质量B类的数据占总数的72％.热流值在区域上的分布呈现“二低一高”的格局:研究区西北和东南沿海一带为低热流区（除热异常区外）,中部和南部为高热流区.     

中国东南地区实测热流值

本文系统地分析了中国东南地区现有的125个实测热流值.全区热流值的变化范围为35.6-209mW/m²,平均值为67.9±24.1mW/m².这些热流值中,高质量A类和中等质量B类的数据占总数的72％.热流值在区域上的分布呈现“二低一高”的格局:研究区西北和东南沿海一带为低热流区（除热异常区外）,中部和南部为高热流区.     

中国大陆科学钻探靶区深部温度预测

依据中国大陆科学钻探(CCSD)两口先导孔中地热测量和岩石样品热物性参数,对5000m深钻的可能钻遇温度进行了预测.先导孔中地温梯度介于1-26℃/km;岩石热导率变化为2.64-8.81W/(m@K),平均(3.4±1.26)W/(m@K);实测热流值为76-80mW/m2;30块岩石样品放射性生热率变化为(0.0-2.17)μW/m3,450m深度以上层平均(0.76±0.5)μW/m3,以下层段平均(0.48±0.2)μW/m3,生热率随深度递减,但变化趋势难以明确判定.分别对热流和热导率取上、下限,采用不同的生热率随深度的分布函数,区分考虑或不考虑热导率的温度相关性,分别计算出5000m深度内可能的温度分布剖面.计算结果表明,超深井于5000m垂直深度上的温度将达到110-140℃,2000m深度的探井钻遇温度将介于54-64℃.此外,考虑热导率的温度效应后预测的温度一般高于未考虑热导率温度效应5-8℃.