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中国大陆科学钻探（CCSD）主孔地区岩石圈热结构 总被引：11，自引：2，他引：11
岩石圈热结构是指地球内部热量在壳幔的配分比例、温度以及热导率和生热率等热学参数在岩石圈中的分布特征。岩石圈的热结构直接影响着岩石的物理性质和流变学性质,同时还控制了化学反应的类型和速度,从而制约着岩石圈的发展和演化。本文在前人CCSD主孔岩石主、微量元素研究基础上,利用Rybach生热率公式计算了钻孔岩石的放射性生热率,并结合岩石热导率的测定研究了CCSD主孔100-2000m岩石的热结构和主孔榴辉岩在不同退变质程度下生热率、热导率的变化:钻孔中岩石的平均生热率为0.95μWm-3,平均热导率为2.96mWm-1K-1。,其中片麻岩生热率高迭1.01-1.7μWm-3,热导率为2.76-2.96mWm-1K-1;基性超基性岩石生热率最低(<0.21μWm-3),热导率则高达3.20mWm-1K-1以上;新鲜榴辉岩生热率、热导率居中,分剐为0.16-0.44μWm-3和3.31-3.85mWm-1K-1。钻孔中榴辉岩生热率、热导率变化主要受岩性控制:从新鲜榴辉岩到完全退变榴辉岩,热导率总体上降低,但从强退变榴辉岩到完全退变榴辉岩,岩石热导率升高;而在此过程中岩石生热率总体上升高,仅当从中等退变质榴辉岩退变为强退变质榴辉岩时,岩石生热率出现降低趋势。在综合研究的基础上预测CCSD主孔5000m深度处温度为139℃,温度范围为131-151℃。根据区域深部地球物理探测成果对CCSD主孔地区岩石圈热结构进行了研究:上地壳底部温度为256℃,中地壳底部温度为492℃,Moho面温度为683℃,岩石圈底部温度为1185℃,来自地幔的热流为44.1mWm-2,对地表热流的贡献率为58%。研究结果表明,由岩石物理方法获得的CCSD主孔地区岩石圈地温曲线与石榴石-二辉橄榄岩包体推断的中国东部地温曲线十分吻合,本文从实验岩石物理学角度为CCSD主孔地区岩石圈热结构研究提供了重要约束 相似文献
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磁化率和密度对中国大陆科学钻探主孔100～2000 m岩石类型的判别 总被引：2，自引：2，他引：2
为查明磁化率和密度对于中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔100~2000m岩性的响应和判别特征,利用SPSS10.0统计分析软件进行了判别分析.研究结果显示,岩石的密度和体积磁化率主要受岩性的控制.采用迫入法建立全模型,对CCSD主孔100~2000m井段岩心的岩性判别率达84.8%.其中,蛇纹石化橄榄岩、正片麻岩、副片麻岩、榴辉岩、角闪岩和退变质榴辉岩的判别率分别为100%、87.1%、89.7%、89.6%、96.7%和63.7%.该研究表明,密度和磁化率可以为超高压变质岩石的岩性鉴别和区分提供定量约束,有利于地球物理探测成果和测井资料的准确解析.同时,本文也是SPSS统计分析软件在超高压变质岩石类型判别方面的一个应用实例,对于其他岩石类型的判别分析具有借鉴意义. 相似文献
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对比分析了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔100~2 000 m测井磁化率与岩心样本磁化率的测量结果,二者具有较好的一致性。测井磁化率统计结果表明CCSD主孔100~2 000 m超高压变质岩的磁化率从高至低依次为:蛇纹岩、石英榴辉岩、金红石榴辉岩、正片麻岩、退变质榴辉岩、多硅白云母榴辉岩、副片麻岩、绿泥石角闪岩、角闪岩。由CCSD主孔100~2 000 m磁三分量测量数据得到磁异常的△BZ、△BH和△BT值,结合前人所做的岩石学研究分析发现:主孔530~575 m的磁异常主要由岩石的金红石矿化、钛磁铁矿化和磁铁矿化引起,604~643 m和652~678 m的磁异常主要由岩石的蛇纹石化引起;钻孔中岩层的磁化率对磁三分量异常起着主要的决定作用,高磁化率岩层都表现出较大的磁三分量异常。 相似文献
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CCSD主孔100-2950m榴辉岩类和片麻岩类叶理及微断层产状特征 总被引：1，自引：0，他引：1
CCSD主孔100~2950m榴辉岩、退变榴辉岩类岩石叶理倾角明显较片麻岩类岩石叶理倾角陡,前者总体倾角55°左右,后者28°左右,局部可见片麻岩类叶理切割榴辉岩类叶理,因此两者叶理可能形成于不同时期;两类岩石之间现部分为韧性剪切带接触关系,韧性剪切带形成于苏鲁地体折返主期自SEE向NWW的韧性剪切作用。榴辉岩、退变榴辉岩类岩石叶理产状对发育于该类岩石内的微断层产状有一定控制作用,而片麻岩类岩石叶理产状对发育于该类岩石内的微断层产状控制作用相对较弱。孔区脆性变形主要反映白垩纪以来SEE-NWW向伸展构造应力场的变形特征,主孔100~1620m倾伏向以SEE向占绝对优势的微正滑断层擦痕即为该期变形的产物。 相似文献
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中国大陆科学钻探主孔100-2000m岩心的磁化率各向异性及其地质意义 总被引：1，自引：0，他引：1
在常温常压条件下获得了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔331块岩心的磁化率各向异性(AMS)数据,并建立了主孔100—2000m的体积磁化率和AMS连续剖面。数据统计分析显示,主孔100—2000m岩心的磁化率(κ)介于1．05×10-4SI和0．12SI之间,几何平均值为1．855×10-3SI;磁化率各向异性度(Pj)介于1．04和2．10之间,几何平均值为1．155。该井段出露的主要岩石类型有榴辉岩、退变质榴辉岩、角闪岩、正片麻岩、副片麻岩和蛇纹石化橄榄岩,它们的垂向分布特征控制着磁化率剖面的变化。主孔的超高压变质岩石在折返过程中普遍经历了强烈的角闪岩相退变质作用的改造。其磁化率特征也发生相应的改变。蛇纹石化橄榄岩具有很高的磁化率(8．58×10-2SI)和各向异性度(1．335)。这主要源于橄榄岩蛇纹石化过程中产生的大量磁铁矿。榴辉岩、退变质榴辉岩和角闪岩代表榴辉岩从新鲜到完全退变质的三个阶段,它们的磁化率和磁化率各向异性度分别为榴辉岩(1．28×10-3SI、1．077)、退变质榴辉岩(3．19×10-3SI、1．206)、角闪岩(1．02×10-3SI、1．104)。正片麻岩的磁化率和各向异性度分别为5．34×10-3SI和1．167。副片麻岩的磁化率和各向异性度分别为3．46×10-4SI和1．150。对58个变形岩石的AMS测试结果显示,其磁化率椭球体的主轴方向与岩石组构基本一致,即最大磁化率主轴κ1平行矿物线理,最小磁化率主轴κ3垂直岩石面理。同时,这些变形岩石的AMS椭球体多呈现明显的压扁状特征,反映超高压变质岩石在折返过程中处于强烈挤压变形的构造应力环境,为苏鲁超高压变质板片的挤出折返模式提供了佐证。该研究成果也为超高压变质岩石地区磁学研究、地球物理调查和测井成果的解释提供了重要的实验约束。 相似文献
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中国大陆科学钻探工程使用石油大学研制的岩心地面伽马测量仪对主孔2000m岩心进行了连续测量，并记录峰、谷的伽马值及其对应的岩性、构造和矿化等特征。通过系统测量，建立了主孔2000m自然伽马值剖面，发现榴辉岩具有较低的伽马值，并从榴辉岩→角闪岩→花岗片麻岩，伽马值逐渐增大。伽马值与变质岩的岩性具有明显的对应关系。并从放射性元素U、Th和K含量的角度来看岩石中放射性元素的变化规律，探讨这些元素变化的成因，指出变质基(中)性岩原岩反映的岩浆岩成因，不同于变质泥质沉积岩；岩石高Th／U比值与岩石曾经经历了近地表环境有关。主孔深变质岩自然伽马测量的系统研究对主孔岩心深度归位、探讨岩石成因和区域岩石圈热状态和大地构造演化具有重要的作用。 相似文献
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对中国大陆科学钻探主孔100—2000m区间岩心样品磁化率与钻孔原位测井磁化率进行系统时比研究。结果表明,控制岩石磁化率的主要因素是岩性和退变质作用,其中蛇纹石化石榴石橄榄岩的磁化率最大,样品平均磁化率为86．277×10-3SI,正片麻岩,退变质榴辉岩,榴辉岩,副片麻岩次之,角闪岩的磁化率最小,样品平均磁化率为1．698×10-3SI。不同退变质程度榴辉岩的磁化率特征具有明显的差异:中-强程度退变质榴辉岩由于退变质过程所产生的磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿,其磁化率最大;随着退变质作用的进一步加剧,这些磁铁矿和钛铁矿-钛磁铁矿被完全分解,导致完全退变质榴辉岩的磁化率最小;新鲜榴辉岩的磁化率介于两者之间。在该深度区间,约70％岩心样品磁化率与测井磁化率的比值小于4．0,其中以<2．0为主,相同岩性岩石(如榴辉岩,退变质榴辉岩和副片麻岩)磁化率的比值随深度变化较小。岩心样品磁化率和测井磁化率之间的欧氏距离位于3．0-6．4范围,且随深度变化不明显,如在100～600m和1500～2000m两个深度范围的欧氏距离分别为3．0-5．2和3．2～5．3,表现出相似的变化特征,显示了在此区间深度范围内,地层压力对磁化率的基本没有影响。 相似文献
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地球内部放射性产热元素U、Th及K(HPE)含量如何随深度的变化而变化是固体地球科学中的一个重要参数,在限定地壳的热和流变学结构、地球化学、岩石和构造模型中起关键性的作用。对HPE深部分布的认识主要来自于对大型花岗岩岩基的研究及对地表热流值和产热率之间关系的模拟,对高压-超高压变质地体的HPE随深度的分布缺乏认识。在苏鲁超高压变质带中实施的中国大陆科学钻探工程届时将提供超过5km的岩心,为确定苏鲁超高压带的HPE结构提供了最好的机会。对CCSD的100～2000m岩心的732块样品详细的放射性产热元素含量的测试及现今产热率计算的初步结果表明:(1)花岗质片麻岩具有最高的产热率,平均为1665×10-11W/kg;(2)副片麻岩(变沉积岩)具有中等的产热率,为994×10-11W/kg;(3)金红石榴辉岩及石榴石橄榄岩具有最低的产热率,为17×10-11～20×10-11W/kg;(4)放射性产热元素的浓度及相应的产热率随岩性的变化而变化,呈现阶梯状的分布特征。产热率随深度的变化特征表明CCSD主孔中的HPE三明治结构。该结构可能代表着高压-超高压变质地体中的典型HPE结构,比大型花岗岩岩基的HPE结构更复杂,与传统的HPE指数衰减分布模式不吻合。CCSD主孔中所揭示的三明治式HPE结构是大陆被动陆缘中的基性及超基性岩、沉积岩及花岗岩在深 相似文献
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利用超高压变质岩的P波速度估算地下岩石的热导率 总被引：3，自引：0，他引：3
岩石热导率是了解地球内部热传导过程的重要参数之一, 但热导率的测量在室内和野外都比较复杂.如何利用容易获得的岩石物理参数(如超声波速度) 来估算岩石的热导率就显得非常重要.通过对中国大陆科学钻探(CCSD) 主孔655件样品热导率和超声波速度的相关分析, 把样品分为新鲜榴辉岩、退变质榴辉岩、副片麻岩和正片麻岩4类, 并分别建立了利用岩石P波速度估算热导率的计算方程.回归计算表明, 榴辉岩热导率和P波速度之间的相关性较大, 相关系数在0.7左右, 片麻岩显示的相关系数比较小, 在0.4~0.5之间.鉴于样本数量较大, 这种结果足以表明热导率和P波速度之间可以用给定的线性关系来表达.为了检验获得的方程, 在CCSD主孔中选取典型的岩性单元, 利用测得的P波速度估算相应的热导率, 结果显示估算值和实测热导率平均值非常接近, 表明利用P波估算岩石热导率的方程是可行和实用的, 为本区和相似地区大地热流和热结构计算提供了热导率的计算方法和依据, 因而具有重要的岩石物理学和地球物理意义. 相似文献
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中国大陆科学钻探主孔100～2000m岩石弹性波速度：对地震深反射的约束 总被引：15，自引：11，他引：15
在常温常压条件对中国大陆科学钻CCSD主孔岩心的700样品进行了弹性波速度测量，并建立了主孔2000m的波速(Vp和Vs)连续剖面，为检验地球物理模型的合理解释提供了岩石物理学方面的宝贵资料。主孔中新鲜榴辉岩纵波速度(Vp)最大(7.86km／s)，正副片麻岩波速最小，又分别为5.53km／s和5．71km／s，榴辉岩的波速随着退变质作用的增强而明显减小。主孔2000m总平均Vp速度为6．2km／s，它与地球物理探测方法获得的大别-苏鲁造山带上地壳具有6.2-6．3km／s高速层结论是一致的。大部分岩石具有明显地震波各向异性。水饱和度使岩石纵波(Vp)速度和剪切波速度(Vs)分别增加19％和6％，而使Vp的各向异性降低3％～4％。不同岩性界面的反射系数(Rc)是产生地震反射的主要原因。金红石榴辉岩与片麻岩之间具有很高的反射系数(0.24-0．31)。韧性剪切带中糜棱岩化片麻岩和面理化榴辉岩使岩石各向异性和反射强度明显增加。岩石微裂隙与主孔原位波速变化有密切关系。饱水岩石速度(Vp和Vs)可以代表CCSD主孔原位状态的地震波速度。上述成果为本区地震反射体成因提供了重要的岩石物理性质约束。 相似文献
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Aref Lashin 《Arabian Journal of Geosciences》2013,6(8):2807-2828
The Gulf of Suez is characterized by the presence of many hot springs and deep thermal wells scattered around its coastal areas. So it is considered one of the promised geothermal areas in Egypt. In this study, the main emphasis is to investigate the geothermal potential around the Gulf of Suez using the available logging and geothermometer datasets. The temperature profiles and well logging data of some hot springs and deep wells around or within the coastal area of the Gulf of Suez are used in this study. The temperature profiles are analyzed and some important thermophysical properties are estimated (geothermal gradient, thermal conductivity, heat flow, and specific heat capacity). Such analysis revealed that a medium to high geothermal gradient (22.0–30°C/Km) is given for the Gulf of Suez as a whole, with some spots of much higher gradient in the order of 35.0–44°C/Km (Ras Fanar and Hammam Faraun areas). The compiled thermal plots show that the thick evaporites and rock salt lithology, which is a major constituent in this area, attain the highest thermal conductivity (>3.10 W/m/K) and heat flow (>90 mW/m2) and the lowest specific heat capacity (<0.30 J/kg/K). The available gamma ray and the natural gamma ray spectroscopy logs are used to conduct a radioactive-based heat generation study using the characteristic radioactive nature of some elements like; 238U, 235U, 232Th, and of the isotope of 40K. A good linearity is observed between the heat production (A in microwatt per cubic meter) and the gamma ray (API) along a wide range of datasets (0–150 API) in all wells. The heat production factor increases in the carbonate lithology (up to 3.20?μW/m3) and is proportional to the shale volume. A geothermometer-based study is used to estimate the subsurface formation temperature and heat flow from the geochemical analysis of some water samples collected from the studied hot springs. The estimated thermal parameters are in harmony with the regional thermal regime concluded form logging data. A thermal basin growth study, in relation to the clay diagenesis is conducted concerning the thermal effects that take place with depth giving rise to another clay mineral (illite). Furthermore, a number of 2D thermal–burial history diagrams are constructed for the complied sections of some of the studied areas to show the vertical distribution of the estimated petrothermal properties. A reserve evaluation study is carried out to estimate the economic geothermal capacity of these hot springs to be used as alternative clean source for possible energy production (electricity) and other low-temperature purposes. 相似文献
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《Applied Geochemistry》2005,20(3):611-625
This paper presents new data on the baseline concentrations of U, Th and K in 2389 stream sediments over the whole Campania region. These data, based on systematic sampling and analysis, are compared with those obtained by gamma-ray spectrometry surveys.Variations in the U, Th and K concentration in the surficial environment of the Campania region appear to be related to bedrock lithology. Generally, high U, Th and K values in stream sediments correspond well with the occurrence of volcanic rocks in the central-western part of the region, whereas low values are found in areas characterized by silico-clastic and carbonate deposits, occurring mostly in the southern and eastern part of the region. Gamma-ray spectrometry maps show a similar pattern, although the distribution of the highest radioactivity levels define more restricted areas than the ones resulting from mapping stream sediment geochemistry. Particularly high 40K radioactivity levels delimit all the known eruptive centers (Roccamonfina, Campi Flegrei and Somma–Vesuvius), including the fissural sources of Campania Ignimbrites, much better than U and Th radioactivity. One of the concerns for human health in the Campania region is the total gamma radiation and Rn potential related mostly to alkaline volcanics of the Neapolitan volcanological province. In particular, geothermal activity occurring in all the Campanian volcanic areas represents a potential hazard for Rn gas. 相似文献
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I. Inigo Valan I. Vijayalakshmi R. Mathiyarasu S. G. D. Sridhar V. Narayanan A. Stephen 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(23):762
The aim of the study is to assess the natural background radiation in and around Rameswaram Island. In this context, samples were collected to measure the gamma radiations of 238U, 232Th, and 40K using NaI(Tl) detector-based gamma ray spectrometer. The average activity concentrations of 238U, 232Th, and 40K are noted to be well below the world average values. The calculated absorbed dose rate, radium equivalent activity, and hazard index values were below the prescribed limit. The grain size of the sediment was analyzed following Trefethen’s nomenclature, and its correlation with the natural background radioactivity was studied. The sample that contained clay show elevated activity of 40K. The percentage of heavy minerals shows concomitant variation in natural radioactivity, especially in the activity of 238U and 232Th. 相似文献
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Radioactive occurrence in sediments of Cenozoic age near Bandha village,Jaisalmer district,Rajasthan
Sumangal Gupta Maninee P. Barik Ravinder Ariketi D. Jain Samir Biswal 《Journal of the Geological Society of India》2017,89(6):679-682
The radioactivity is dependent on the isotope and their concentration in the mineral such as potassium (K), uranium (U) and thorium (Th). In this paper the presence of a 3 to 5 m thick uranium and thorium bearing sediment of Cenozoic age is reported above Goru Formation of Jaisalmer basin. Gamma ray log response of Well-1 which falls under the study area has marked with very high GR (gamma ray) readings ranging from 350-1488 API coupled with high uranium and thorium content from spectral gamma ray log ranging from 92-178 ppm and 60-80 ppm respectively at the depth of 50 m from ground surface (-110m above MSL). Further studies are required to delineate the lateral thickness variation for mining purpose which may be a radioactive source. 相似文献
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The regional geothermal pattern of the Western Canadian Sedimentary Basin has been studied using available temperature data from wells. Average heat conductivity for various geological formations has been estimated on the basis of net rock studies by Canadian Stratigraphie Services. These data and observations of temperature made in “shut-in holes” in some of the oil pools have been used in heat flow estimations by the Bullard method.The geothermal gradient and heat flow within the basin are exceptionally high in comparison with the other world wide Precambrian platform areas. Especially high geothermal gradient areas are found in the northwestern part of the Prairies Basin in Alberta and British Columbia and most of southeastern and southwestern Saskatchewan. Areas of low gradient are found mainly in the Disturbed Belt of the Foothills, southern and southeastern Alberta, and the Peace River area in British Columbia. Neither the analysis of regional heat conductivity distribution nor the heat generation distribution of the basement rock of the Prairies Basin evaluated on the basis of U, Th and K data after Burwash (1979), explain the observed heat flow patterns of the Prairies Basin. Comparison of heat flow patterns with some of the hydrogeological phenomena suggests the significant influence of fluid flow in the basin formations on geothermal features. Low geothermal gradient areas coincide with water recharge areas and high hydraulic head distribution regions.The phenomenon of upward water movement in the deep strata and downward flow through much of the Cenozoic and Mesozoic strata seems to control the regional heat flow distribution in the basin. The analyses of coal metamorphism in the upper and middle Mesozoic formations of the Foothills Belt and in the central Prairies Basin suggest that the pre-Laramide paleogeothermal heat flow distribution was different from the present one. It is very probable that the Foothills Belt area was characterized by a higher geothermal gradient than the central part of the Prairies Basin, i.e. opposite to the present picture. 相似文献
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中东T油田灰岩储层自然伽马能谱测井的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
中东地区T油田主力含油储层受高放射性物质影响,导致利用常规自然伽马测井资料无法合理求取泥质含量。同时,由于岩芯分析资料较少,确定各主力含油储层的黏土类型就显得比较困难。针对这些问题,笔者基于自然伽马能谱测井中铀、钍、钾与地层中黏土矿物的密切关系,利用无铀伽马测井资料对泥质含量进行了合理计算,参考斯仑贝谢理论交会图版,利用钍与钾交会图法确定了黏土类型,通过制作钍与铀比值的直方图对沉积环境进行了研究,取得了较好的应用效果,为油田后期的开发提供了更加可靠的资料支持。 相似文献
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地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
岩体中的放射性生热是地幔对流和地壳变质作用的关键热源之一,但地壳放射性生热率是如何影响大陆俯冲-碰撞的动力学过程,尤其是大陆碰撞区域的热结构演化,尚未获得共识。本文使用热-力学数值模拟方法对上、下地壳放射性生热率进行系统的模拟实验,以研究其对大陆俯冲动力学演化过程的影响。模型实验表明,由于大陆上地壳富集U、Th和K等主要放射性生热元素,且放射性生热率的变化区间较大(1.0~3.0μW/m~3),导致其对大陆俯冲碰撞动力学演化过程的影响较为显著,主要包括进入俯冲通道内的上地壳体积大小、碰撞区域内地壳熔融范围、俯冲下地壳物质折返的规模和两大陆的耦合程度等四个方面。而大陆下地壳则以中-基性岩为主,相对亏损U、Th、K等主要放射性生热元素,且放射性生热率的变化区域较小(0.2~0.8μW/m~3),致使其对大陆俯冲演化过程的影响相对有限,主要通过控制俯冲下地壳以及大陆板片的粘滞度和流变强度的大小,进而制约大陆俯冲过程下地壳物质折返的规模以及板片倾角的大小。 相似文献