[科普中国]-地热特征

地热正常动态

为了研究地热正常动态特征,文献1收集了226个地热前兆观测台站的数据, 建立了地热前兆应用数据库. 通过对地热前兆台站观测资料的整理分析, 将地热正常动态分为地热的长期正常动态和地热的短期动态两类, 归纳出6种类型的地热长期正常动态和4种类型的地热短期正常动态, 并结合观测点处的水文地质情况, 对不同的地热正常动态类型的成因进行了初步分析。

长期动态特征地热长期正常动态是指井孔观测点处温度的长期(最少1年)形态及特征变化，是正常的长期背景变化。长期正常动态可分为：稳定型、漂移型、年周期型、近似长周期型、大幅度波动型和跳变型6种。

1. 稳定型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度随时间变化较小，基本呈线性上升或下降，温度年变幅不超过0．01℃的动态类型。

2. 漂移型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度随时间变化较大，基本呈线性上升或下降，温度年变幅度超过0．01℃的动态类型，漂移型分为升温漂移和降温漂移两种。

3. 年周期型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度呈年周期变化的动态类型。

4. 近似长周期型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度呈周期为1月至数月的长周期变化，周期形态相对较稳定。

5. 大幅度波动型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度随时间变化较大，呈无规则长期波动的动态类型。

6. 跳变型长期正常动态指的是井孔观测点处的温度每年出现几次温度突升、突降的动态类型。

短期动态特征地热短期正常动态是指井孔观测点处温度1天至1个月短期的形态及特征变化，是正常的短期背景变化，短期正常动态可分为：稳定型、日周期型、固体潮型和短周期型4种形态。

1. 稳定型短期正常动态是指井孔观测点处的温度月变幅在0.0020℃以内的动态类型，反映该观测点温度的短期动态变化是稳定的。

2. 日周期型短期正常动态是指井孔观测点处的温度存在日周期的动态类型。

3. 固体潮型短期正常动态是指井孔观测点处的温度存在固体潮的日波和半日波分量的动态类型。

4. 短周期型短期正常动态是指井孔观测点处的温度存在周期为数分钟至数百分钟，幅度约千分之几至百分之几度的温度波动变化的动态类型。

组合与变化井孔观测点处的温度长期动态与短期动态的常见组合有：

稳定-稳定型：长期动态和短期动态都是稳定型的，如泉州台、西宁台等；

稳定-短周期型：长期动态是稳定型而短期动态是短周期型的，如上饶台、平罗台等；

漂移-稳定型：长期动态是漂移型而短期动态是稳定型的，如武都台、大武台等。

从地热的正常动态中还可以类推得到以下几种组合：

大幅度波动-短周期型，如巢湖台、集宁台等；

年周期-短周期型，如祁连台、石嘴山台等；

近似长周期-短周期型，如北川台、临汾台等。

地热长期动态形态和短期动态形态会发生变化，例如山东栖霞台在汶川Ms8.0地震后，由短周期形态变为稳定形态，陕西洛南台在地震后，由稳定形态变为短周期形态。

中国大陆地热从全球构造看，中国中西部的大部分地区处在欧亚板块内部地壳隆起区和地壳沉降区，分别形成板内隆起断裂型及板内沉降盆地型中低温地热资源。滇西、川西及藏南地处欧亚板块和印度洋板块的碰撞边界，对形成板缘岩浆活动型高温地热资源极为有利。在上述大地构造环境下，形成了中西部具有不同温度、矿化度和特殊化学成分的地热资源。既有高温蒸汽资源及中低温地下热水，又有淡热水、高矿化热卤水及热矿水，为地热资源的综合开发利用提供了资源保证。

中国大陆大地热流以及其他岩石圈热状态参数的空间分布均表现出明显的横向变化：总体上，东、西部岩石圈地热特征分别表现出从东向西和从南向北的变化趋势；但没有明显的“南高北低”的特点。西部地区的印度-亚洲碰撞和东部地区的太平洋板块俯冲过程制约着中国大陆岩石圈热状态的大尺度分布格局；同时由于各地质构造单元之间岩石圈成分结构等方面的差异，岩石圈热状态和力学强度显示出中等尺度上的横向不均匀。岩石圈热状态是影响中国大陆岩石圈力学强度的重要因素。利用大地热流资料可以获取关于地质构造单元的地壳平均生热率和化学成分方面的有用信息。2

中国南方地热根据中国南方地温梯度和大地热流数据各418个,文献3编制了中国南方地温梯度图和中国南方大地热流图,研究了中国南方现今地温梯度分布特征和大地热流分布特征。结果显示,中国南方地温梯度介于7.82～162.5℃/km,平均24.1℃/km;大地热流变化于22～220 mW/m之间,平均值为64.2 mW/m。东南沿海和滇西南地区为高地温梯度分布区,扬子地块为中-低温地温梯度区。地温梯度不仅与区域热构造背景有关,还显著地受地下水热活动、断裂以及地层热导率影响。中国南方大地热流东部、西南部高,中部低,且异常高值点主要沿板块边界缝合带、深大断裂活动带分布。大地热流与区域构造运动、最后一次热事件发生的时间、岩石圈拉张程度、地壳厚度、壳内高导层埋深等因素具有明显的相关性。