物化探方法在地热资源调查中作用ppt课件.ppt

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1、物化探方法在地热资源调查中的作用中国地质科学院物化探研究所黄力军主要内容●概说地热●地表温度●地球物理在地热资源勘查中的作用●地球化学在地热资源勘查中作用概述●地热开发可行性研究报告主要内容概述作为绿色能源，地热资源的开发利用日益受到人们的广泛重视。一般情况下地热资源埋藏较深，开采风险很大。为了提高效率，降低成本，减少投资风险，目前开发地热资源前必须进行地质调查，地球物理地球化学勘查是地热资源调查的重要手段之一。概说地热1.1地球内部热源地球源源不断地把热量散发到宇宙太空中去，放射性元素衰变是地球内部热源的主要来源。另外还有重力分异热、潮汐摩擦热、化学反应热等。1.2全球热平衡地球内部热状

2、态是地球长期发展的结果并取决于全球生热量与散热量之间的平衡关系。1.2.1散热a.大地热流散热；b.火山喷发活动散热；c.温泉、地热释放的热量；d.地震释放的能量。1.2.2热传播（三种方式）a.对流:热对流是流体所特有的一种传热方式,是流体各部位发生相对位移而引起的热量转移；b.传导:热传导通常在固体中发生；c.辐射:热辐射不需要任何传热介质而直接以电磁波形式向外辐射热能。1.3地壳的热性质a.热导率（λ）：表明岩石导热量的特性，为沿热传导方向单位厚度介质，两侧温差为1℃在单位时间内所通过的比热流量。常用单位为10－3×cal/cm·sec℃。热导率的倒数为热阻。与其他的物理性质如电导率或

3、磁化率相比，各类岩石热导率的差异较小，但同类岩石的热导率则变化较大。松散物质如干砂、干粘土和土壤的热导率最低，湿砂、湿粘土与某些热导率低的坚硬岩石具有相近的热导率值。影响岩石热导率取决于岩石成分和结构，空气热导率最低，石英岩、岩盐和石膏岩热导率最高；岩石热导率随孔隙度增加而降低，并随含水量的增加而增加，随着泥质含量增加而降低。松散物质如干砂、干粘土和土壤的热导率最低，湿砂、湿粘土与某些热导率低的坚硬岩石具有相近的热导率值。热导率也存在各向异性，热流方向平行结构面时热导率高，热流方向垂直结构面时热导率低。b.比热：1g岩石每增加1℃所需热量称为岩石的比热。即C＝Q/mΔθ（cal/g℃）。Q为

4、加热mg岩石增温Δθ℃所需热量。室温情况下，不同种类岩石的比热变化幅度不大，由于水的比热较大，随着岩石含水量的增加，其比热随之增加。c.热容：岩石的比热（C）与其密度（ρ）的乘积称岩石单位体积的热容量（Cρ），简称热容，单位(cal/cm3℃）。d.热扩散率：κ＝λ/Cρ(×10-3cm2/sec)表示岩石在加热或冷却时各部分温度趋于一致的能力。岩石热扩散率主要与岩石热导率及密度有关，因岩石的比热变化不大，对热扩散率影响较小。岩石热扩散率随岩石的含水量增加而提高，随温度的增高而略为减小。热扩散率也存在各向异性。e.大地热流：q＝－λ（dθ/dz），地表单位面积上，单位时间内，以热传导方式由地

5、球内部传输于地表，而后散发到太空中的热量。f.地温梯度：dθ/dz（℃/100m或℃/km）。大地热流值、热导率和地热梯度都可以测定2地表温度2.1地表温度影响因素地球是个热体，它不断地把热量散发到空间，同时又接受太阳的辐射热量，散热和吸热之间的平衡关系决定了地壳上层的温度场。以传导方式来自地球内部而后通过地面散发到太空的总热量约为2.45×1020卡/年，而地球表面接受太阳辐射的热量约为5.6×1023卡/年，可见接受的热量比释放的能量大三个数量级。因此，地面及地壳最上层的温度状况实质上是由太阳的热辐射决定的。由于太阳辐射具有周期性的变化，所以在地壳最上层产生的日变化、年变化及世纪性的周期

6、变化。地球表面某点温度，主要与该地点的阳光辐射强度和阳光与地面所成的角度有关，与该处纬度和海拔高度有关，也与地球在太阳系运行轨道上所在位置有关，太阳辐射的变化与当地大气层的吸收情况、植被、雪的厚度、地形和地表水系分布情况等因素有关。2.2恒温带及确定地壳最上层温度受地面温度周期性变化影响随着深度增加而减少，到一定深度，地表温度变化对深部的影响逐渐趋于消失，该深度的地温基本保持恒定。地温常年基本保持恒定的层、带为“恒温层”或“中性带”。“恒温带”很薄，有时可看为一个面。恒温带以上，地温受太阳辐射热影响而具有周期性变化，这个带称为“变温带”或者“外热带”。恒温带以下，地温的变化主要受制于地球内部

7、热，随深度增加而增加，称为“增温带”或“内热带”。我国东部恒温带深度20～30m左右，恒温带温度≈年平均气温。2.3影响区域地温场的各种因素2.3.1岩性低热导率岩层具有较大的地温梯度，高热导率的岩层具有较小的地温梯度。2.3.2基岩起伏与构造形态基底抬高部位上部的等温线为上凸曲线，基底抬高部位下部为下凹曲线，在上凸下凹等温线之间存在一条水平的等温线，称为热流平衡线。在此线下，热流由坳陷区向隆起区聚积，在热流