大地热流
大地热流(汉语拼音:Dɑdi Reliu;英语:terrestrial heat flow),地球内部热能传输至地表的现象。
简介
大地热流量是地热场的重要表征。在一维稳态条件下,热流量(q)是岩石热导率(k)和垂直地温梯度(dT/dZ)的乘积,即q=k(dT/dZ)。热流量密度的单位为瓦特/米2,通称热流量单位(HFU)。
测定热流量可以归结为测定参数k和 dT/dZ。在大陆地区,地表附近的垂直地温梯度由深钻孔的温度随深度增加的变化率来确定;岩石热导率,通常是选取测段内有代表性的岩心标本在实验室用热导仪测定。在海洋地区,用2~5米的测温探针插入洋底松软沉积层内,即可测出地温梯度,沉积层的热导率由采到的标本测得。
历史
大陆热流量测量始于1939年,海洋热流量于1952年获得首批可靠数据。到1975年,全球共获得热流量数据5417个,其中海洋的3718个,陆地的1699个。热流量数据的地理分布极不均匀。到1981年,热流量数据有所增加,但其地理分布不均匀的状况并无多大改变。
研究成果
对全球热流量的研究得到一些有意义的结果:
①海陆热流量几乎相等。1970年李汯鉴对全球3127个数据的统计表明,
q全球=0.0615±0.0310HFU,
q大陆=0.0611±0.0193,
q海洋=0.0615±0.0331。
②热流量分布与现代地壳运动和构造活动有关。一般而言,越古老越稳定的地区热流量越低,反之则高。海底热流量随着地壳年龄和至大洋中脊的距离的增大而减小。新生的、距中脊最近的海岭地壳,热流量平均值为0.0795±0.0620HFU,海盆为0.0532±0.022,最古老的、距中脊最远的海沟附近地壳,热流量平均值只有0.0486±0.0293。
③热流量同近地表岩石的生热率呈线性关系,即
q=q0+DA这个经验关系式于60年代末期被证明成立。式中q及A分别为地表热流量和地表岩石的生热率,q0为来自深布的热流量,D为生热层的厚度。
④热流量与岩石圈厚度有关。研究表明,岩石圈越薄则热流量越大,越厚则越小。由热流量大小可推算岩石圈厚度。其推算结果与从地震波推算的结果基本相符。