Question

　地热场要素

Answer 1

区域地热场特征通过地温温度、地温梯度和大地热流值三个基本要素反映出来，这些要素受控于区域大地构造、地壳结构、岩浆活动、地壳岩性组成等地质因素。

大地热流（q）是从地球内部以传导方式传输至地表后散发到空气中去的热量，等于岩石导热率（k）与相应的地温梯度（dT/dz）之乘积，即：

q＝—k·dT/dz

式中：q——热流密度或热流，μca1/cm²s（微卡/平方厘米·秒，1cal=4.1868J，下同）；

k——岩石导热率，μcal/cm·s℃（微卡/厘米·秒·度）；

T——温度，℃；

Z——深度，cm。

大地热流密度值用HFU（μcal/cm²·s）或mW/m²表示，二者之间的换算关系是1HFU=41.868mW/m²。大地热流密度值是一个综合参数，是地球内热在地表能够直接测得的唯一物理参量，比其它参数（温度、地温梯度）更能直接反映一个地区地热场的特点。

前人研究表明，现代大陆地区的平均热流密度值为60mW/m²或1.43HFU（Jesop等，1976）。地壳剧烈活动和深部热流物质上涌所伴随的热量向上传导，导致异常地热场的发展。与岩浆有关的地热异常来源于热量在地壳浅部（小于10km）的瞬态存储（Maffler,1976）。从全球范围来看，不同构造单元的地热场特征存在一定的差异（表4-1），从而为地热场特征的确定提供了重要的依据。在全球大陆的克拉通地区，大地热流密度一般小于45mW/m²（1.08HFU），取砂岩和泥岩的平均导热率3.96TCU（陈墨香，1988）计算，沉积盖层的地温梯度约为2.7℃/100m。由此，可将地温梯度3.0℃/100m的地热场看作衡量正常地热场的指标之一。

上述资料表明，正常地热场的地温梯度在3℃/100m左右，大地热流密度值在1.0～2.0HFU之间。大地热流密度值大于2.OHFU或小于1.0HFU的地热场分别可视为异常高热地热场或异常低热地热场。为叙述简便起见，下文中若无特殊说明，均将异常高热地热场简称为异常地热场。

表4-1　不同大地构造单元地热场的热物理特征

注：数据除标明者外均引自Lee和Uyeda（1965）。