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| 1 | 郯庐断裂带是热异常带吗:来自断裂带南段热流的约束显示文摘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44.0~81.7mW·m^-2,平均61.4±10.8mW·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. | 王一波 胡圣标 聂栋刚 张克松 姜光政 王朱亭 | 2019 | 地球物理学报2019,62,8: | 10 |
| 2 | 川藏铁路沿线地热资源形成机理与开发潜力显示文摘川藏铁路从西至东依次穿越了拉萨-喜马拉雅活动带、昌都-川西造山带与四川盆地3个大地构造单元,其沿线地热资源成因机制的研究对于陆-陆碰撞型地热域不同类型地热田展布规律的认识及其开发利用有着重要的理论与现实意义.本文在系统总结前人成果的基础上,根据区域构造演化、构造变形对地热田成因要素的影响,对比了川藏铁路沿线地热田在热源、热储构造与水运移模式方面的差异性.川藏铁路沿线的地热域依照变形强度分别以怒江断裂带、龙门山断裂带为界,从西至东划分为板缘碰撞造山型、板内逆冲推覆型、盆内稳定坳陷型3个地热带,分别发育高温岩浆岩型、中-低温断裂深循环型、低温坳陷盆地型3类地热田,其大地热流值从西至东逐步减少(即从138.2 mW/m^(2)→71 mW/m^(2)→51 mW/m^(2));热储的构造模型可归纳为伸展地堑型、冲起构造型、花状构造型与隐伏背斜型,热储的层位亦逐渐变老、埋藏变深(即从Q+J-T_(3)→T_(2-3)→T_(1-2)).尽管各类地热田有着相同的水源(主要来自大气降水),基本相似的水化学类型(以Cl-Na型、HCO_(3)-Na型为主)与矿化度(2500~3500 mg/L),但有着完全不同的地热水运移模式,尤其在水循环深度、壳源流体的贡献、垂向/水平径流路径等方面.依据不同类型地热田资源禀赋的差异,分别建议川藏铁路沿线地热开发的主要方式为:林芝-拉萨段的高温发电、供暖与制冷;雅安-林芝段的中低温发电、供暖与制冷;以及成都-雅安段的低温供暖、温泉洗浴等. | 汪新伟 王婷灏 高楠安 刘慧盈 毛翔 罗璐 吴陈冰洁 崔梓贤 | 2022 | 地球科学2022,47,3: | 9 |
| 3 | Present Terrestrial Heat Flow Measurements of the Geothermal Fields in the Chagan Sag of the YingenEjinaqi Basin,Inner Mongolia,China显示文摘Owing to the lack o f terrestrial heat flow data, studying lithospheric thermal structure and geodynamics of the Yingen-Ejinaqi Basin in Inner Mongolia is limited. In this paper, the terrestrial heat flow o f the Chagan sag in the YingenEjinaqi Basin were calculated by 193 system steady-state temperature measurements of 4 wells, and newly measuring 62 rock thermal conductivity and 20 heat production rate data on basis o f the original 107 rock thermal conductivity and 70 heat production data. The results show that the average thermal conductivity and heat production rate are 2.11 ±0.28 W/(m.K) and2.42±0.25 nW/m^3 in the Lower Cretaceous o f the Chagan sag. The average geothermal gradient from the Lower Suhongtu 2 Formation to the Suhongtu 1 Fonnation is 37.6 °C/km, and that o f the Bayingebi 2 Formation is 27.4 °C/km. Meanwhile, the average terrestrial heat flow in the Chagan sag is 70.6 mW/m^2. On the above results, it is clear that there is an obvious negative correlation between the thermal conductivity o f the stratum and its geothermal gradient. Moreover, it reveals that there is a geothermal state between tectonically stable and active areas. This work may provide geothermal parameters for further research o f lithospheric thermal structure and geodynamics in the Chagan sag. | FENG Renpeng ZUO Yinhui YANG Meihua ZHANG Jiong LIU Zhi ZHOU Yongshui HAO Qingqing | 2019 | Acta Geologica Sinica(English Edition)2019,93,2: | 6 |
| 4 | 海底热流长期观测系统研制进展显示文摘浅海和俯冲海沟等海域,不仅是矿产和油气资源主潜力区,也是构造地震频发区,其浅表热流和深部温度信息对于了解板块俯冲和岩浆活动等过程至关重要.这些区域浅层地温场和热流场受到底水温度波动(BTV)强烈扰动,其背景热流需由长期观测来获取.在全面分析了国内外海底热流长期观测技术特点后,我们提出了系缆式海底热流长期观测方案,2013年起陆续开展了部分核心技术的预研究及一系列海底、湖底及浅孔试验.结果表明:(1)自主研制的长周期低功耗微型测温单元,在2~36℃的环境下可连续观测1年;系缆式投放与回收方案即使在地形陡峭、1.5 kn流速及无动力定位等条件下仍然可行.(2)南海北部BTV总体随水深变浅而增强,在浅水区对浅层地温场扰动不可忽略.例如,在水深2600~3200 m和850~1200 m海域分别为0.025~0.053℃(17天内)、0.182~0.417℃(2天内),而台西南盆地北坡(水深763 m)夏季的海底热流由浅表的0.69 W·m^(-2)转变为0.83 m以深的-0.25~-0.05 W·m^(-2).(3)兴伊措和湖光岩玛珥湖BTV向深部传导过程中其幅度逐渐减弱、相位滞后,进而导致热流方向与强度随季节发生变化.而康定中谷浅层(7 m内)地温在不同深度处同步波动,且冬高(35~36℃)夏低(28~32℃).推测为夏季大量降雨所致;其热流浅部低(0.504 W·m^(-2))深部高(0.901 W·m^(-2)),指示着鲜水河断裂带深部热流体上涌.这些预研究工作为后续系缆式海底热流长期观测系统的正式研制与应用奠定了扎实基础. | 杨小秋 曾信 石红才 于传海 施小斌 郭兴伟 王迎春 任自强 邵佳 许鹤华 卫小冬 陈顺 赵鹏 庞忠和 | 2022 | 地球物理学报2022,65,2: | 2 |
| 5 | 川藏铁路康定隧址区地热水成因及其工程影响分析显示文摘川藏铁路康定隧址区穿越鲜水河断裂带,属地热异常区,对铁路建设造成一定的热害威胁。采用野外调查、水化学分析和氢氧同位素测试等技术方法,开展了川藏铁路康定隧址区地热水成因研究。结果表明,康定隧址区地热水水化学类型主要为HCO_(3)·Cl—Na和HCO_(3)—Na型,聚集于折多塘、康定和中谷3个热水区。地热水均为未成熟水,热储温度为104~172℃,深部初始地热水温度为186~250℃,冷水混合比例为0.56~0.81。氢氧同位素显示地热水补给高程为3768~4926 m。在康定隧址区,地热水受到高海拔水源补给,主体断裂构造为导热构造,次级分支断裂和发育节理、裂隙的断层破碎带为导水构造,地热水形成后沿浅部断层破碎带出露形成温泉。FEFLOW数值模拟分析表明研究区100 m深度地温场温度为35.4~95.1℃,研究区内三个热水区之间存在低温通道。隧道建设时应重点关注康定热水区的高温水热灾害。 | 张云辉 李晓 徐正宣 常兴旺 黄珣 多吉 | 2021 | 水文地质工程地质2021,48,5: | 2 |
| 6 | 鲜水河断裂带康定段雅拉河断裂深部应力应变状态及其孕震环境显示文摘鲜水河断裂带位于青藏高原东缘,是中国大陆内部地震活动性最强的大型左行走滑断裂之一,揭示其深部应力状态与应变是认识孕震环境和评估断裂带地震危险性的重要依据。本文选择鲜水河断裂带未来强震危险性较高的康定段作为研究对象,聚焦雅拉河断裂带内的糜棱岩,通过光学显微镜和扫描电镜(SEM)的显微构造分析、粒度统计、石英组构和Ti含量测试,确定石英递进变形过程中差应力的变化和不同阶段的变形温度,构建鲜水河断裂带康定段的地壳强度剖面。观测结果显示,糜棱岩在抬升过程中石英发生颗粒边界迁移(GBM)、亚颗粒旋转(SGR)和膨凸重结晶(BLG)三种类型的变形机制。构建的地壳强度剖面显示,雅拉河断裂带应变速率约为6.08×10^(-13)~1.62×10^(-11) s^(-1),脆韧性转化带发生在~12.5±2.5km深度,该处岩石极限强度~145.5MPa。实际岩石强度(μ=0.383)小于理论破裂摩尔圆(μ=0.85)的岩石强度发育应变弱化。当韧性变形阶段由位错蠕变形成的应变局部化以及细粒化等机制降低岩石的强度至临界条件时,会导致破裂频次的增强,应力释放发生地震。同时,位错蠕变引起的应变弱化导致岩石强度降低,使高应力无法积累。 | 孙丽静 赵中宝 潘家伟 梁凤华 张磊 张进江 | 2021 | 岩石学报2021,37,10: | 2 |
| 7 | 鲜水河断裂带地热水化学特征及结垢趋势分析显示文摘地热资源作为潜力巨大的清洁能源,大力开发地热资源是我国实现双碳目标的重要路径。川西鲜水河断裂带地热资源丰富,但地热结垢成为了地热资源开发利用中的主要问题之一。为进一步查明地热资源的赋存状态和结垢趋势特征,本文以鲜水河断裂带上的磨西、榆林宫、二道桥、中谷、八美和道孚地热区为研究区,采用水化学分析、氢氧同位素、热储温度估算和结垢趋势特征分析等方法,开展了鲜水河断裂带地热水水化学及结垢趋势特征研究。结果表明:地热水的水化学类型主要为Na-HCO_(3)、Ca-HCO_(3)、Ca·Na-HCO_(3)和Na-Cl·HCO_(3)型;地热水主要来源于大气降水的补给且氧漂移现象明显;地热水均未达到完全的水-岩平衡状态,混合冷水后的浅部热储温度为61℃~172℃,深部初始热储温度平均值为183℃~284℃,冷水混合比例平均值为77%~86%;指数分析法和饱和指数判别法得出以上地热区均有可能形成碳酸盐结垢,硅酸盐结垢仅可能会形成于少数SiO_(2)含量异常高的区域,而硫酸盐结垢几乎不形成;依据硅-焓模型估算的冷水混合比例重构得出深层储层流体组分,计算得出二道桥地区的碳酸盐结垢程度是最严重的,主要是因为该区的热储岩性为碳酸盐岩,以及热储温度能促进CaCO_(3)沉淀。对于除垢和预防,可以采用机械拆除、控制CO_(2)分压、控制溶液的pH值和使用化学添加剂(阻垢剂)等。研究成果可为鲜水河断裂带及川西地热资源的可持续开发利用提供理论依据。 | 袁兴成 张云辉 王鹰 黄珣 孙明露 吕国森 | 2023 | 沉积与特提斯地质2023,43,2: | 1 |
| 8 | 利用基岩温度获取地下流体运移特征:以喀什地区为例显示文摘流体运移时携带热量,会产生温度变化.温度作为地下流体的示踪剂得到了广泛应用,但通常需要事先确定热扩散系数.实际上,基于浅层地壳不同深度的周期性温度-时间序列,利用流体运动对振幅和相位的影响,可以同步获取热扩散系数和地下流体运移信息.本文以新疆喀什地区5个钻孔不同深度的基岩温度数据为基础,获取了热扩散系数和流体运移特征.主要成果有:(1)获得了不同测点的热扩散系数α,以及视热扩散系αA和αΦ(即单独通过振幅或相位获得的热扩散系数).其中,α、αA和αΦ的值分别为1.52~8.91、0.79~1.71和(1.53~33.1)×10^(-6) m 2·s^(-1).另外,当流体热效应不明显时,通过相位获得的视热扩散系αΦ更接近真实的热扩散系数α.(2)获得了不同测点的流体流向和流速信息.测点的流体流向均向上,靠近天山地区的测点流体流速为(0.10~1.94)×10^(-7) m·s^(-1),靠近昆仑山地区的测点流体流速为(8.56~9.71)×10^(-7) m·s^(-1),不同地区测点流体流速的差异可能与区域水文地质环境有关.总之,通过多深度的连续基岩温度观测,有望获得浅层地壳的热扩散系数及流体运移特征. | 卢丽莉 陈顺云 刘琼颖 闫玮 刘培洵 宋春燕 冯嘉辉 陈立春 | 2021 | 地球物理学报2021,64,12: | 0 |