地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)

地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第1頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第2頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一2、地溫場的有關(guān)概念地溫-----指地下巖石中各點的溫度值地溫場——某一瞬間地下溫度的空間分布巖石的溫度在介質(zhì)中分布狀況與空間和時間四維坐標有關(guān)T=f(x,y,z,t)穩(wěn)態(tài)地溫場——場內(nèi)各點的溫度不隨時間而變化非穩(wěn)態(tài)地溫場——場內(nèi)各點的溫度隨時間而變化地質(zhì)歷史時間某一時刻的地溫場為穩(wěn)態(tài)場地質(zhì)歷史時期的地溫場為非穩(wěn)態(tài)場一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第3頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一3、地熱的傳遞熱的傳遞方式：傳導(dǎo)、對流、輻射地殼是由固態(tài)巖石組成的，故熱傳導(dǎo)是其主要方式。沉積盆地的熱能主要以傳導(dǎo)傳熱方式進行。在沉積盆地的熱史研究中，對熱傳導(dǎo)往往作如下假設(shè)：在一個給定時間內(nèi)，地溫只沿垂直地表方向發(fā)生變化一定范圍內(nèi)（如同一巖層）的介質(zhì)是各向同性的固體，及在所有方向上以及點與點之間的溫度變化都是連續(xù)的一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第4頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)熱力學(xué)第二定律：一個密閉系統(tǒng)內(nèi)部的溫度差將隨著時間的推移而均一化設(shè)介質(zhì)的熱導(dǎo)率為k，則單位時間內(nèi)流過單位面積的熱流量（q）為：q-熱流量mw/m2；k-熱導(dǎo)率w/(m.℃)，Ks和Kw分別為沉積顆粒和水的熱導(dǎo)率；φ為孔隙度；dT/dZ溫度梯度℃/km一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第5頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一4、大地熱流大地熱流—在單位時間內(nèi)以熱傳導(dǎo)方式從地球表面單位面積散失的熱流量。按照前述假設(shè)，并定義從內(nèi)部往外流的大地熱流是正值，觀察點在地史中某一時刻的大地熱流值為：Q(t)-某一時刻(t)的大地熱流，mw/m2k-熱導(dǎo)率，w/(m.℃)dT/dZ---垂向溫度梯度，℃/km一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第6頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一5.地溫場的描述參數(shù)a.地溫（T）和地溫梯度（GradT）地溫梯度決于盆地內(nèi)沉積物的熱導(dǎo)率和盆地的大地熱流密度。b.巖石熱導(dǎo)率（巖石的導(dǎo)熱能力）實測或估算，估算用以下公式：

k(z)=(kf)(ks)1-

式中，kf—孔隙流體的熱導(dǎo)率

ks—巖石骨架的熱導(dǎo)率C.熱流（熱導(dǎo)率與地溫梯度的乘積）古地溫模型一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第7頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一6.我國沉積盆地地溫梯度特征a.東部及西南部盆地地溫梯度明顯高于西北部盆地b.東部盆地的地溫梯多在3-40C/100m，最高可達60C/100m；東南沿海區(qū)盆地的地溫梯度為2.5-3.5

0C/100m；西部盆地為“南高北低”：西藏及云南西部盆地為2.5-30C/100m，最高可達5-70C/100m；柴達木及河西走廊地區(qū)為2.5-30C/100m；塔里木盆地、準噶爾盆地多在1.5-2.50C/100m。

c.一般沿盆地構(gòu)造呈閉合型分布，盆地構(gòu)造中部高部位常有相對高溫區(qū)。由于熱的非穩(wěn)態(tài)效應(yīng)。d

.沉積年代較早的盆地，一般地溫梯度較低。一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第8頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一7.我國沉積盆地大地熱流特征a.大陸地區(qū)熱流平均值63-68mw/m2，總體具有“東高西低、南高北低”的特征。b.東部盆地的熱流值普遍明顯高于中西部盆地，熱流值為60-70mw/m2。

c.中西部盆地具有中等或低熱流的特點，包括陜甘寧、四川、塔里木、柴達木等，平均值為50-55mw/m2。d

.西藏、云南地區(qū)的一些盆地有明顯的高熱流，如楚雄盆地、倫坡拉盆地等，最高可達140mw/m2。一地溫場的一般知識（二）地溫場及沉積盆地的熱狀態(tài)第9頁，共10頁，2023年，2月20日，星期一沉積盆地的熱歷史主要因素有兩個：一是盆地基底熱流密度的變化，二是盆地內(nèi)部沉積物的性質(zhì)及埋藏歷史。

次要因素：盆地內(nèi)發(fā)生的吸熱放熱過程、地下水的運動以及巖漿活動等。次要因素對盆地熱史的影響在時間和空間上