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岩石热导率校正对大地热流计算值的影响——以渤海湾盆地冀中坳陷为例

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岩石热导率是计算大地热流的基础热物性参数,热导率的选取和校正是正确评估热流的基础.当前在冀中坳陷乃至渤海湾盆地的大地热流计算中,多以受季节性气温变化和地下水活动等因素影响较小的古近系和新近系砂泥质岩层作为大地热流的计算层位,岩石热导率也多参考区域内已有定值,而忽略了热导率对水饱和度、温度和压力的依赖性.笔者等从岩石热导率的温压校正和饱水校正角度出发,计算并比较了不同校正方法对热流值的影响.主要认识如下:①岩石热导率作为1个受多因素综合影响的热物性参数,其大小与岩性和矿物组分密切相关,同时通常与孔隙率呈负相关,而与密度呈正相关;②热导率高温实验结果显示,冀中坳陷砂岩样品热导率总体上随温度的升高而降低,在30～130℃的温度区间热导率降低了 6.8％～11.3％,热导率下降率具有随热导率的降低而减小的趋势;由于砂岩和泥岩具有相对较浅的埋深和较低的原位温压条件,温压对热导率的正负效应可以在一定程度上相互抵消,对于热导率小于2 W/(m·K)的样品,温压对其的影响较小.③饱水校正后的冀中坳陷JZ03井和JZ04井古近系-新近系砂泥岩热导率的平均偏差分别高达43.0％、47.5％;④ JZ03井和JZ04井古近系-新近系岩层热导率在未经任何校正、经含水率校正及经孔隙率校正情况下的大地热流值分别为43.05 mW/m2、45.39 mW/m2、61.64 mW/m2和52.81 mW/m2、59.81 mW/m2、78.14 mW/m2;最终选取经几何平均模型饱水校正后的热导率计算得到的61.64 mW/m2和78.14 mW/m2两个热流值分别作为冀中坳陷牛北斜坡和高阳低凸起中部的大地热流值.
Influence of rock thermal conductivity correction on the calculated value of terrestrial heat flow——A case study of Jizhong Depression,Bohai Bay Basin

Jizhong Depressionterrestrial heat flowthermal conductivitytemperature correctionwater saturation correction

宋嘉佳、王贵玲、刑林啸、陆川、钱家忠

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中国地质科学院水文地质环境地质研究所,石家庄,050061

自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心,石家庄,050061

合肥工业大学,合肥,230026

中国地质大学,武汉,430074

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渤海湾盆地 冀中坳陷 大地热流 热导率 温度校正 饱水校正

中国地调局地质调查项目国家自然科学基金

DD20190555DD20190555

2023

10.16509/j.georeview.2023.02.013

地质论评
中国地质学会

地质论评

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.842
ISSN：0371-5736
年,卷(期)：2023.69(4)
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