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1、地温场及沉积盆地的热状态第1页，本讲稿共10页一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第2页，本讲稿共10页2 2、地温场的有关概念、地温场的有关概念q地温-指地下岩石中各点的温度值q地温场某一瞬间地下温度的空间分布q岩石的温度在介质中分布状况与空间和时间四维坐标有关 T=f(x,y,z,t)稳态地温场场内各点的温度不随时间而变化非稳态地温场场内各点的温度随时间而变化地质历史时间某一时刻的地温场为稳态场地质历史时期的地温场为非稳态场一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第3页，
2、本讲稿共10页3、地热的传递、地热的传递q 热的传递方式：传导、热的传递方式：传导、对流、辐射对流、辐射q 地壳是由固态岩石组成的，故热传导是其主要方式。沉积盆地的热能主要以传导传地壳是由固态岩石组成的，故热传导是其主要方式。沉积盆地的热能主要以传导传热方式进行。热方式进行。q 在沉积盆地的热史研究中，对热传导往往作如下假设：在沉积盆地的热史研究中，对热传导往往作如下假设：在一个给定时间内，地温只沿垂直地表方向发生变化在一个给定时间内，地温只沿垂直地表方向发生变化一定范围内（如同一岩层）的介质是各向同性的固体，及在所有方向上一定范围内（如同一岩层）的介质是各向同性的固体，及在所有方向上以及点与
3、点之间的温度变化都是连续的以及点与点之间的温度变化都是连续的一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第4页，本讲稿共10页q根据热力学第二定律：q一个密闭系统内部的温度差将随着时间的推移而均一化设介质的热导率为k，则单位时间内流过单位面积的热流量（q）为：q-热流量mw/m2；k-热导率w/(m.)，Ks和和Kw分别为沉积颗粒和水的热导率；分别为沉积颗粒和水的热导率；为孔隙度；为孔隙度；dT/dZ温度梯度/km一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第5页，本讲稿共10页4、大地
4、热流 大地热流在单位时间内以热传导方式从地球表面单位面积散失的热流量。按照前述假设，并定义从内部往外流的大地热流是正值，观察点在地史中某一时刻的大地热流值为：Q(t)-某一时刻某一时刻(t)的大地热流，的大地热流，mw/m2 k-热导率，热导率，w/(m.)dT/dZ-垂向温度梯度，垂向温度梯度，/km一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第6页，本讲稿共10页5.地温场的描述参数 a.地温（T）和地温梯度（GradT）地温梯度地温梯度决于盆地内沉积物的决于盆地内沉积物的热导率热导率和和盆地的盆地的大地热流密度大地热流密度。b.岩石热
5、导率（岩石的导热能力）实测或估算，估算用以下公式：k(z)=(kf)(ks)1-式中，kf 孔隙流体的热导率 ks 岩石骨架的热导率 C.热流（热导率与地温梯度的乘积）古地温模型一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第7页，本讲稿共10页6.我国沉积盆地地温梯度特征 a.东部及西南部盆地地温梯度明显高于西北部盆地 b.东部盆地的地温梯多在3-40C/100 m，最高可达 60C/100 m；东南沿海区盆地的地温梯度为2.5-3.5 0C/100 m；西部盆地为“南高北低”：西藏及云南西部盆 地为2.5-3 0C/100 m，最高可达5
6、-7 0C/100 m；柴达木 及河西走廊地区为2.5-3 0C/100 m；塔里木盆地、准噶 尔盆地多在1.5-2.5 0C/100 m。c.一般沿盆地构造呈闭合型分布，盆地构造中部高部位 常有相对高温区。由于热的非稳态效应。d.沉积年代较早的盆地，一般地温梯度较低。一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第8页，本讲稿共10页7.我国沉积盆地大地热流特征 a.大陆地区热流平均值63-68 mw/m2，总体具有“东高西 低、南高北低”的特征。b.东部盆地的热流值普遍明显高于中西部盆地，热流值 为60-70 mw/m2。c.中西部盆地具
7、有中等或低热流的特点，包括陕甘宁、四川、塔里木、柴达木等，平均值为50-55 mw/m2。d.西藏、云南地区的一些盆地有明显的高热流，如楚雄 盆地、伦坡拉盆地等，最高可达140 mw/m2。一地温场的一般知识一地温场的一般知识 （二）地温场及沉积盆地的热状态（二）地温场及沉积盆地的热状态第9页，本讲稿共10页 沉积盆地的热历史沉积盆地的热历史沉积盆地的热历史沉积盆地的热历史主要因素主要因素主要因素主要因素有两个：一有两个：一有两个：一有两个：一是盆地是盆地是盆地是盆地基底热流密度的变化基底热流密度的变化基底热流密度的变化基底热流密度的变化，二是盆地，二是盆地，二是盆地，二是盆地内部内部内部内部
8、沉积物的性质及埋藏历史沉积物的性质及埋藏历史沉积物的性质及埋藏历史沉积物的性质及埋藏历史。次要因素次要因素次要因素次要因素：盆地内发生的吸热放热过程盆地内发生的吸热放热过程盆地内发生的吸热放热过程盆地内发生的吸热放热过程、地下地下地下地下水的运动水的运动水的运动水的运动以及以及以及以及岩浆活动岩浆活动岩浆活动岩浆活动等。次要因素对盆等。次要因素对盆等。次要因素对盆等。次要因素对盆地热史的影响在时间和空间上都是有限的。地热史的影响在时间和空间上都是有限的。地热史的影响在时间和空间上都是有限的。地热史的影响在时间和空间上都是有限的。由于不同类型的地球动力学背景和形由于不同类型的地球动力学背景和形由于不同类型的地球动力学背景和形由于不同类型的地球动力学背景和形成机制不同，描述不同类型沉积盆地构造成机制不同，描述不同类型沉积盆地构造成机制不同，描述不同类型沉积盆地构造成机制不同，描述不同类型沉积盆地构造演化的地球动力学模型也不相同。演化的地球动力学模型也不相同。演化的地球动力学模型也不相同。演化的地球动力学模型也不相同。一、地温场的一般知识一、地温场的一般知识 （二）地温场及盆地的热状态（二）地温场及盆地的热状态第10页，本讲稿共10页