论文部分内容阅读
自然界中岩石放射性元素在衰变过程中会释放出热能,是地球内热的重要来源之一。U、Th、40K元素具有一定丰度、生热量大和半衰期长（与地球形成时间相近）的特点,满足地热学研究意义。漳州地区位于中国东南部,是地震学研究的重点区域,也是我国陆区最具代表性的地热带之一,集中分布了东南沿海地带主要的水温相对较高的温泉（为我国中温温泉水温最高者,最高温度超过120℃）。本文对漳州地区花岗岩开展了系统的热导率、密度和放射性生热元素含量测试,结果表明:所有51个花岗岩样品U、Th和K元素含量范围分别介于1.4412.15ppm、8.2938ppm和1.32.31%,平均值依次为6.39ppm、23.85ppm和1.75%。51个花岗岩样品放射性生热率介于1.134.97μW/m3,平均值为3.32μW/m3。20个花岗岩岩芯样品生热率为1.133.57μW/m3,平均值为2.75μW/m3,随垂向深度增加而波动频繁。区域花岗岩样品热导率介于1.724.54W/mK,平均值为2.83W/mK。整体花岗岩样品密度测试结果为2.312.81g/cm3,平均值为2.61g/cm3,样品热导率和密度均与世界范围内花岗岩平均值相近。通过本次研究并综合前人地球物理学、地质学和地热学研究成果,得出地壳各部分生热率依次为放射性集中层3.43μW/m3、上地壳下部1.30μW/m3、中地壳0.40μW/m3和下地壳0.17μW/m3。区内地壳热流（Qc）和地幔热流（Qm）贡献值分别为30mW/m2、44mW/m2,即Qm/Qc>1,为典型的“冷壳热幔”型岩石圈热结构,模拟计算该地区热岩石圈厚度在77-78km。本文充分收集并结合华东南地区研究资料,探讨南岭地区和东南沿海地区岩石圈热结构特征的差异。研究表明,南岭地区花岗岩放射性生热为5.18μW/m3,为高产热花岗岩体（HPPG）,东南沿海地区花岗岩平均生热率为3.08μW/m3,两者对地表热流值的贡献率为55%60%和40%45%,分别为“热壳冷幔”和“冷壳热幔”型岩石圈热结构。综合上述放射性地球化学、岩石圈热结构研究结果以及前人研究资料,表明东南沿海地区在燕山晚期受古太平洋板块俯冲方式转变的影响,该区受到幔源岩浆底侵作用并伴随有地壳重熔作用,壳-幔之间不仅有物质交换,而且带来了能量转换,因此深部幔源热成为该地区重要的热源之一。本文认为漳州地区具有较好的地热背景,地幔热在地表热能中占有较大比重,且岩石圈热结构不同于邻区。因此,在研究该地区传统地热和干热岩的同时,需要重点考虑区内壳幔热能分布、深部热结构特征及与邻区岩石圈热结构的差异。