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[科普中国]-岩石生热率深度分布

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岩石生热率深度分布具体是指岩石中放射性元素生热率随深度的分布呈指数规律减小。岩石放射性生热率(radioactive heat generation of rocks)是指单位体积的岩石在单位时间内生成热量的总和,标征着岩石自身生热能力的高低。

岩石放射性生热率岩石放射性生热率(radioactive heat generation of rocks):简称岩石生热率A,是指单位体积的岩石在单位时间内生成热量的总和,它标征着岩石自身生热能力的高低,1单位为微瓦/米3。放射性元素的衰变生热是地球内部驱动众多深部构造热过程的重要动力来源,也是岩石圈内热场(温度场)分布的主要控制因素。岩石中所含的天然放射性元素虽然很多,但只有铀、钍、钾3个元素因具有足够的丰度且其半衰期可与地球的年龄相比拟而被列为主要生热元素。其中钾的分布较为均匀稳定,但总体生热贡献仅占总量的1/10~2/10;而铀最为活跃,钍次之,两者在地球演化和分异淋滤过程中易受水热活动影响而迁移富集至地壳顶部。岩石生热率随深度变化而呈现一定规律性。

岩石生热率深度分布简介岩石生热率深度分布(heat productivity in different depth):放射性元素生热率随深度的分布呈指数规律减小,地球不同深度带的生热率估计如下:0~100千米间产生的大地热流量为50%;100~200千米间为25%;200~300千米间为15%;300~400千米间为8%;大于400千米为2%。

腾冲地区岩石圈生热率腾冲地区靠近现代板块边界,始二十一世纪以来印度板块与欧亚板块的俯冲碰撞事件,对该区的地球动力学过程起着深刻的影响。地质上主要表现为晚新生代多期次火山活动和现代深部岩浆活动及新的(或继承性的)断裂的强烈活动导致频繁而强烈的地震。该区作为喜马拉雅地热带的重要组成部分,水热活动强烈,地热背景值高。

周真恒等综合温泉资料研究了该区的水热活动特征,并从地震波速入手研究了岩石圈生热率随深度的分布以及深部热流结构组成和深部地温分布。同时也探讨了该区慢源原生玄武岩岩浆的起源问题。2

由于10km深度内的地壳浅层是地质构造最为复杂、地下水活动最为强烈的地段,因而10km深度内沉积盖层的生热率根据研究需要按地层厚度作加权处理。10km深度以下则利用地震波速资料确定生热率的垂向分布(如图)。腾冲地区地壳和上地慢的生热率总体呈随深度而降低的总趋势,10km深度内沉积盖层的生热率为,100km以下的上地壳部分为,中地壳为,下地壳为,壳下岩石圈则降至

两淮矿区岩石放射性生热率随深度变化规律两淮煤田位于安徽省北部,区内煤炭资源丰富,是我国重要的煤炭生产基地,也是华东地区重要的煤炭资源供应地,生产和在建矿井达65对以上。但随开采深度的增大,地质条件愈发复杂,高温问题突出,所以煤矿研究领域越来越关注矿区的地温和地热研究工作。

两淮矿区岩石放射性生热率随深度有一定的变化,但变化不大,生热率随深度有递减的趋势,但由于采样深度较浅,生热率随深度分布的具体样式尚难准确判定,生热率在不同深度段的变化,见图。

淮北矿区生热率的变化范围为 ,平均值为 。淮北矿区在浅部400m以内地层,岩石放射性生热率分布较分散,但是在深部800m~1200 m之间分布是均匀的,集中在 之间。淮南矿区生热率的变化范围为 ,均值为 ,且多集中在之间。3

本词条内容贡献者为:

胡启洲 - 副教授 - 南京理工大学