遼寧東部地區(qū)地?zé)崽卣骷皫r石放射性生熱對(duì)地?zé)豳Y源潛力的影響
本文關(guān)鍵詞:遼寧東部地區(qū)地?zé)崽卣骷皫r石放射性生熱對(duì)地?zé)豳Y源潛力的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的矛盾愈發(fā)尖銳,發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)成為許多國(guó)家的發(fā)展議題。同時(shí),隨著社會(huì)發(fā)展,石油、天然氣、煤炭等傳統(tǒng)能源對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞,資源已逐漸枯竭,對(duì)清潔能源的需求與日劇增。地?zé)豳Y源作為可再生能源,逐漸取代了其他形式能源(特別是化石燃料)的使用,儼然成為未來(lái)能源的一個(gè)重要組成部分。與傳統(tǒng)能源相比,地?zé)豳Y源具備了諸多優(yōu)勢(shì),如:儲(chǔ)量巨大、可再生和環(huán)保等,不僅清潔,可以就地取用,而且取之不盡,用之不竭。因此,近年來(lái),地?zé)豳Y源逐漸引起世界各國(guó)的關(guān)注,大有追趕太陽(yáng)能和風(fēng)能的發(fā)展勢(shì)頭。 地?zé)岬膩?lái)源有多種方式,但在中、低溫地?zé)崽铮ù蟮責(zé)崃骱偷販靥荻染^低的區(qū)域)中,“低”熱區(qū)發(fā)育了大量的地?zé)豳Y源,這種熱來(lái)源始終沒(méi)有得到可靠的認(rèn)證。在研究遼寧東部地?zé)豳Y源發(fā)育情況時(shí)我們發(fā)現(xiàn),雖然該地區(qū)的大地?zé)崃髦档陀诘貧て骄,地溫梯度也只?.0℃/100m,整體屬于“低”溫區(qū),但其地?zé)豳Y源卻十分發(fā)育,地?zé)峋淖罡叱鏊疁囟瓤蛇_(dá)70℃以上。為更好的解釋這種“低”溫區(qū),“高”熱源的現(xiàn)象,本文從遼寧東部地區(qū)地質(zhì)背景著手,通過(guò)對(duì)研究區(qū)區(qū)域地球物理場(chǎng)特征、地?zé)釄?chǎng)特征、斷裂構(gòu)造以及各主要巖體放射性元素的生熱量進(jìn)行分析研究,總結(jié)出遼寧東部地區(qū)巖石放射性元素生熱對(duì)地?zé)豳Y源的影響以及地?zé)岚l(fā)育的基本規(guī)律。 研究區(qū)內(nèi)巖石類(lèi)型較為復(fù)雜,為詳細(xì)了解其區(qū)域地球物理場(chǎng)以及深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,此次共采集了1200余塊巖石物性樣品,分析測(cè)試了1128塊巖石樣品的密度、磁化率以及電阻率。結(jié)合研究區(qū)內(nèi)高精度重力、航磁、大地電磁數(shù)據(jù),通過(guò)重力和航磁歐拉反褶積計(jì)算,反映出地?zé)豳Y源多發(fā)育在重力梯度帶和航磁梯度帶發(fā)生扭曲的位置。通過(guò)對(duì)巖體的物性分析,結(jié)合重磁和大地電磁數(shù)據(jù)反演得出結(jié)論,地?zé)豳Y源發(fā)育的有利區(qū)主要在巖體與地層的接觸帶、巖體與巖體的邊界。 研究運(yùn)用激光熒光法測(cè)定研究區(qū)具有代表性的168塊巖石樣品中放射性元素238U、232Th、40K的含量,結(jié)合巖石密度,計(jì)算出研究區(qū)主要巖石樣品中放射性元素的生熱率值。計(jì)算結(jié)果表明:晚三疊世和早白堊世花崗巖中放射性元素生熱率較高,平均生熱率分別為4.36μW m3和3.72μW m3,常見(jiàn)值為5.0μW m3和3.2μW m3。古元古代花崗質(zhì)巖石樣品中放射性元素生熱率的平均值較低,平均生熱率為1.6μW m3。結(jié)合野外勘探、重磁數(shù)據(jù)反演以及大地電磁測(cè)深剖面,估算出燕山期花崗質(zhì)巖體中放射性元素的總生熱量約為0.3TW,遠(yuǎn)高于古元古代花崗質(zhì)巖體中放射性元素的生熱量(約0.03TW)。從對(duì)巖石放射性元素的測(cè)量和巖體生熱量計(jì)算結(jié)果可以看出,研究區(qū)內(nèi)巖石放射性元素的生熱為地?zé)豳Y源奠定了良好的熱源基礎(chǔ)。 根據(jù)研究區(qū)主要控?zé)釘嗔训陌l(fā)育特征,本文提出了花狀斷裂構(gòu)造控?zé)崮J,花狀?gòu)造控?zé)嵋哉?fù)兩種模式為主。地下水利用“花瓣”斷裂流入通道,將地下水匯聚到“花莖”主干斷裂后,通過(guò)破碎較強(qiáng)的區(qū)域性斷裂將地下水帶到深部(10km以下),加熱后向上運(yùn)移,經(jīng)過(guò)“花瓣”斷裂通道形成溫泉或熱儲(chǔ)構(gòu)造。這種花狀構(gòu)造的控?zé)崮J娇梢愿玫慕忉屟芯繀^(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源為何主要發(fā)育在主干斷裂兩側(cè)。根據(jù)斷裂構(gòu)造在不同深度層次上的發(fā)育特征,提出地下熱水的運(yùn)移模式以及運(yùn)移可能到達(dá)的深度。規(guī)模較大(區(qū)域性構(gòu)造斷裂帶)的控?zé)釘嗔褬?gòu)造為地?zé)豳Y源提供了良好的流通通道。地下水可以沿著流通性較好的脆性斷裂破碎帶向下運(yùn)移,在破碎較為強(qiáng)烈的地區(qū),最大運(yùn)移深度可至脆性-韌性過(guò)渡帶。地下水到達(dá)地殼的韌性變形帶后,由于韌性變形帶缺乏孔隙,流體的通過(guò)性較差,,無(wú)法通過(guò)的地下水在脆性-韌性過(guò)渡帶附近被加熱到200~300℃后,受地下熱水壓力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),向上流動(dòng)到地下淺部或流出地表形成溫泉。 本文綜合地質(zhì)、地球物理、巖石放射性資料,對(duì)研究區(qū)的地?zé)豳Y源發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了總結(jié),明確研究區(qū)地?zé)豳Y源的發(fā)育規(guī)律,并預(yù)測(cè)了地?zé)岚l(fā)育有利區(qū)。提出研究區(qū)主要存在三種地?zé)崽镱?lèi)型:與斷裂構(gòu)造相關(guān)的地?zé)崽、與侵入體相關(guān)的地?zé)崽铩⑴c中生代斷陷盆地相關(guān)的地?zé)崽。其中與斷裂構(gòu)造相關(guān)的地?zé)崽镏饕l(fā)育在鴨綠江斷裂帶、莊河-桓仁斷裂帶、海城析木城-岫巖斷裂帶、寒嶺-偏嶺斷裂帶等地?zé)針?gòu)造帶附近。與侵入體相關(guān)的地?zé)崽镏饕l(fā)育在印支期、燕山期花崗巖巖體內(nèi)部及巖體邊部,這種“高熱”巖體的發(fā)育對(duì)地下熱水具有“再加熱”的作用。與中生代斷陷盆地相關(guān)的地?zé)崽镏饕l(fā)育在侏羅紀(jì)盆地中。
【關(guān)鍵詞】:地?zé)?/strong> 地球物理場(chǎng) 地?zé)釄?chǎng) 斷裂構(gòu)造 放射性元素 生熱率 發(fā)育規(guī)律
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:P314
【目錄】:
- 中文摘要4-7
- Abstract7-14
- 第1章 前言14-24
- 1.1 選題依據(jù)及意義14-15
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
- 1.2.1 地?zé)崮芾门c發(fā)展15-17
- 1.2.2 地?zé)崤c構(gòu)造活動(dòng)的關(guān)系17-18
- 1.2.3 巖石放射性元素生熱研究現(xiàn)狀18-20
- 1.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題20
- 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)20-22
- 1.4.1 研究?jī)?nèi)容20-21
- 1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)21-22
- 1.5 完成的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)22-24
- 1.5.1 完成的主要工作22
- 1.5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)22-24
- 第2章 區(qū)域地質(zhì)背景24-34
- 2.1 地理位置24-25
- 2.2 大地構(gòu)造位置25-26
- 2.3 地層發(fā)育特征26-28
- 2.4 侵入巖28-32
- 2.4.1 太古代侵入巖28
- 2.4.2 古元古代侵入巖28-29
- 2.4.3 中生代侵入巖29-32
- 2.5 火山巖32
- 2.6 構(gòu)造特征與構(gòu)造演化32-34
- 第3章 區(qū)域地球物理場(chǎng)特征34-53
- 3.1 巖石物性特征34-38
- 3.1.1 地層巖石物性特征34-35
- 3.1.2 侵入巖物性特征35-38
- 3.2 區(qū)域重力異常特征38-44
- 3.2.1 重力異常特征38-42
- 3.2.2 重力異常與溫泉發(fā)育的關(guān)系42-43
- 3.2.3 重力異常與斷裂的關(guān)系43-44
- 3.3 區(qū)域航磁異常特征44-48
- 3.3.1 航磁異常特征44-45
- 3.3.2 航磁異常與溫泉發(fā)育的關(guān)系45-48
- 3.4 重磁場(chǎng)歐拉反褶積解釋48-53
- 3.4.1 歐拉反褶積方法原理48-50
- 3.4.2 重力歐拉反褶積處理解釋50-51
- 3.4.3 航磁歐拉反褶積處理與解釋51-53
- 第4章 遼寧東部地區(qū)地?zé)釄?chǎng)特征53-63
- 4.1 地溫梯度與大地?zé)崃?/span>53-58
- 4.1.1 地溫梯度53-55
- 4.1.2 大地?zé)崃?/span>55-58
- 4.2 溫泉發(fā)育特征58-60
- 4.3 主要地?zé)崽锾卣?/span>60-63
- 4.3.1 湯崗子地?zé)崽?/span>60-61
- 4.3.2 五龍背地?zé)崽?/span>61-62
- 4.3.3 湯池溝地?zé)崽?/span>62-63
- 第5章 斷裂構(gòu)造系統(tǒng)與地?zé)岬陌l(fā)育模式63-83
- 5.1 斷裂構(gòu)造系統(tǒng)與地?zé)岬年P(guān)系63-68
- 5.1.1 地殼脆性→韌性過(guò)渡帶與地?zé)岬年P(guān)系64-65
- 5.1.2 斷裂構(gòu)造的活動(dòng)性與地?zé)岬年P(guān)系65-68
- 5.2 斷裂構(gòu)造與地?zé)岬陌l(fā)育模式68-70
- 5.2.1 擠壓斷裂的地?zé)岚l(fā)育模式68
- 5.2.2 走滑斷裂帶的地?zé)岚l(fā)育模式68-69
- 5.2.3 伸展斷裂地?zé)岚l(fā)育模式69-70
- 5.3 主要斷裂構(gòu)造特征及地?zé)岚l(fā)育特征70-83
- 5.3.1 寒嶺→偏嶺斷裂帶地?zé)岚l(fā)育特征70-73
- 5.3.2 鴨綠江斷裂帶特征及地?zé)岚l(fā)育特征73-77
- 5.3.3 莊河→桓仁與海城析木城→岫巖斷裂帶地?zé)岚l(fā)育特征77-83
- 第6章 遼寧東部地區(qū)巖石放射性生熱量計(jì)算83-96
- 6.1 樣品采集與測(cè)試83-86
- 6.2 放射性元素含量特征86-90
- 6.2.1 總體特征86-87
- 6.2.2 構(gòu)造作用對(duì)花崗質(zhì)巖石放射性元素含量的影響87-88
- 6.2.3 各巖體放射性元素含量特征88-89
- 6.2.4 中生代火山巖放射性元素含量89-90
- 6.3 巖體生熱率計(jì)算90-91
- 6.4 花崗巖巖體體積估算91-95
- 6.4.1 利用重磁數(shù)據(jù)估算巖體面積92-93
- 6.4.2 目標(biāo)巖體埋深計(jì)算93-95
- 6.5 關(guān)門(mén)山巖體生熱量計(jì)算95-96
- 第7章 遼東地區(qū)地?zé)岚l(fā)育規(guī)律及有利區(qū)96-110
- 7.1 遼東地區(qū)地?zé)岚l(fā)育的主要影響因素96-98
- 7.1.1 斷裂構(gòu)造96
- 7.1.2 侵入巖體96-97
- 7.1.3 地表水系97-98
- 7.2 遼東地區(qū)地?zé)豳Y源發(fā)育規(guī)律98-102
- 7.2.1 與斷裂構(gòu)造相關(guān)的地?zé)崽?/span>98-101
- 7.2.2 與中生代侵入體相關(guān)的地?zé)崽?/span>101
- 7.2.3 與中生代斷陷盆地相關(guān)的地?zé)崽?/span>101-102
- 7.3 遼東地區(qū)地?zé)豳Y源發(fā)育有利區(qū)帶102-110
- 7.3.1 寒嶺→偏嶺地?zé)釒?/span>103-104
- 7.3.2 鴨綠江地?zé)釒?/span>104-105
- 7.3.3 莊河→桓仁斷裂地?zé)釒?/span>105-106
- 7.3.4 海城析木城→岫巖地?zé)釒?/span>106-108
- 7.3.5 大營(yíng)子斷陷盆地地?zé)釒?/span>108
- 7.3.6 關(guān)門(mén)山巖體地?zé)釒?/span>108-110
- 結(jié)論110-111
- 參考文獻(xiàn)111-125
- 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的科研成果125-126
- 致謝126
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:遼寧東部地區(qū)地?zé)崽卣骷皫r石放射性生熱對(duì)地?zé)豳Y源潛力的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):464453
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