地物复习题(6)

2018-11-23 22:57

126~335mW/m2,热流密度离开洋中脊便逐渐降低,直至达到平均正常热流密度。深海沟处常为低热流密度,在岛弧地区或大陆边缘的火山地带,热流密度很高。 3、

热的传递有哪几种方式,在地球的热传递中各自的作用如何?

答:热传导;热对流;热辐射 热传导作用为主,现代火山区及高温地热区对流热流和辐射热流的作用很大

4、 探测地热资源的方法有哪些?(刑逢源) 答:1.1 区域地质资料的搜集和分析

地热资源的埋藏分布大多与区域构造断裂,基底埋藏分布,深部地层岩性等密切相关,广泛搜集区域地质构造资料及已有石油,煤炭的勘查资料,是开展地热勘查的必备工作,进而确定地热勘查区所处地质构造部位,基底埋藏特征、地层岩性特征、地热水储存和运移特征等,为地热勘查提供基础地质条件。 1.2 航卫片解译

航卫片的解译可以判断地热勘查区地质构造基本轮廊及隐伏构造;可以显示泉群和地热溢出带位置,地面水热蚀变带的分布,热红外解译可判断地表异常分布等。在勘查面积较大,已有地质资料较少地区,该方法可提供较多的地热地质信息。 1.3 地热地质调查

应在已有的区域地质资料和航卫片解译资料基础上进行,实地验证航卫片解译的重点问题,寻找地质露头,观察地热田的地层及岩性特征,地质构造、岩浆活动与新构造运动情况,分析地热勘查区地热形成的地质构造背景。 调查勘查区地表热异常分布特征及与构造的关系。

调查勘查区温泉出露及分布特征、泉水温度及流量变化特征及开发利用历史,调查勘查区内已有地热井水温、水量、开采层段及地层岩性特征,地热水开发利用及动态变化特征。

对不同精度和工作目的的地热地质调查,其工作内容可以有所侧重。 1.4 地球化学调查

对土壤中砷、汞、锑的探测,可以帮助判定深部隐伏断裂的展布情况。地热井岩芯中水热蚀变矿物鉴定分析可以推断地热活动特征及其演化历史。

对地热水中氟、二氧化硅、硼等组份的测定,可以帮助确定地热异常分布范围。 测定代表性地热水,常温带地下水、地表水、大气降水中稳定性同位素和放射性同位素,可以推断地热流体的成因与年龄。 1.5 地球物理勘查

采用地温测量可以圈定地热异常区,分析热储空间分布特征。

在较大的地热勘查区可以采用重力法确定勘查区基底起伏及断裂构造的空间展布。利用磁法确定火山岩体的分布及蚀变带位置。

可控源音频大地电磁测深及氡气测量等方法可以判定断裂构造展布特征及地层富水情况。

利用地震探测可以较准确的判定构造断裂展布特征及产状,测试地层波速为热储层段划分提供信息。

地球物理勘查工作是间接探测方法,信息解译有多解性。开展工作时应设计出合

理的方法组合,尽量用较小的投入获取较多的地热地质信息,以便去粗取精,去伪存真,例如:应先在较大范围内采用氡气测量,初步圈定构造断裂的大概位置,再有针对性的布置部分人工地震探测剖面,以便较准确判定断裂展布、产状和地层结构,最后选择布井有利部位,开展少量音频大地电磁测深点判定富水情况。 1.6 地热钻探

地热钻探是地热勘查中最直观、最准确有效的方法,但因投资较大,工作量受到限制,因此地热钻孔施工前要综合分析所有相关资料,精心编制地热钻孔地质工作设计和钻探施工设计,钻探过程中应尽量开展各种样品采集和各种测试、试验工作,获取最多的地热地质信息。

1.7 动态监测

动态监测应贯穿地热资源勘查开采的全过程,拟投入勘查开发的地热田应对每一个勘探孔及地热开采井均进行水位、水量、水温、水质的动态监测,以便掌握地热资源的天然动态与开采动态。对已开发的地热田一定保持动态监测的连续性和合理性,以便为地热资源计算与评价、地热田管理与地热田开发有关的环境地质问题提供实际资料。

5、 地球的热能源与能量耗损的特点? 答:地球热能源:(一)外部热源: 1. 太阳辐射热;2. 潮汐摩擦热;3. 其他:

宇宙射线, 陨石坠落

(二)内部热源: 1. 放射性衰变热;2. 重力分异热;3. 其

他:地球转动热,外成生物作用热,地球残余热

地球热损耗:1.大地热流向地表传递;2.火山热损耗;3.温泉、地热的热损耗;4.地震

6、 任何测量海底大地热流值?地球表面大地热流值的分布特征?

答:(1)测定海底热流量的一种地球物理方法。从地球内部穿过地壳来到地表的热量,称为地热流。在物理上将地球看成温度变化场,用每秒钟通过单位面积的热量来表示热流量。它是向量,可以表示成

Q=KgradT

即热流量Q为岩石的热传导率K和温度梯度gradT 的乘积,其单位为微卡/(厘米2·秒),简写成 HFU。1HFU=41.87毫瓦/米2。在地球表面,由于海陆有很大差异,在海洋地区和大陆地区,所使用的测量手段和方法也不同,从而有海底热流测量和陆地热流测量之分。深海底层水的温度不随季节变化,所以在洋底测定热流值,没有必要穿透太深。而且海底沉积物的热传导率K 可以看成是各向同性的。这样,只要在海底表层不同深度上测定温度差,并取得海底沉积物样品以测定热传导率K,就可以求得热流量Q。

(2)特征:1、大的海岭、西太平洋岸的边缘海、阿尔卑斯以及科迪勒拉山脉都是高热流区;大的地盾、地台以及最古老的海洋地区都是低热流区。

2、大陆地表热流和地质构造显现出依存关系。越年轻、越活跃的地区热流密度较高;越古老、越稳定的地区热流密度较低。

3、海底热流与海底年龄及与中央海岭的距离显示出良好的相关性。年轻的、离洋中脊近的洋壳热流密度相对较高;年老的、离洋中脊远的洋壳热流

密度相对较低。

4、温度对于岩石电导率的影响较大,温度增加,电导率随之增大,因此地面热流分布可能和地下电导率的横向不均匀有某种连系。

5、大陆与海底热流的平均值几乎相等。

七、 岩矿的导电性和电磁探测

可能的问题:

1、 地表不同岩石电阻率大小的大致分布,影响岩石电阻率的因素有哪些?

如何获取岩石电阻率参数?其单位是什么?(蔡家新) 答:岩石电阻率表在教材168页。

一、影响岩石电阻率的因素(具体内容在教材168页): 1、 组成岩石的矿物

一般规律:硫化物、石墨及某些氧化物是属于低电阻率的,分造岩矿物则属于高电阻率,电阻率值约为

,而大部

,大多数金属矿物都属于半导体,其

2、 矿物颗粒结构

组成某种岩石的矿物颗粒对岩石电阻率的影响,主要取决于矿物颗粒在岩石中的排列状态。如果矿物是相互连接的,则矿物颗粒的电阻率对岩石电阻率的影响大;如果矿物颗粒彼此孤立,则其影响就小。一般来说,当导电矿物呈致密块状时,其电阻率值较小。若呈星星点点状分布时,则电阻率较大;当呈细脉状分布时,则由于导电矿物颗粒互相穿插连通而使其电阻率降低。对于层状结构的岩石,在颗粒排列的不同方向上,岩石电阻率的值也会不同。由于在平行层面上介质是连通的,而与层面方向垂直的介质是相互离开的,则沿层理的电阻率总是低于垂直层理方向的电阻率,这种特点称为岩石电阻率的各向异性。岩石各

向异性参数系数为: 平均电阻率为:

3、 岩石的孔隙度、湿度、温度及所受压力

孔隙度一定的条件下,复杂的孔隙结构增加了岩石的导电路径,使岩石的电阻率增加。岩石的实际导电路径是孔隙。孔隙度增加,相当于增加了岩石的有效导电截面,使岩石的电阻率降低。孔隙含油后,使岩石的有效导电路径变窄,岩石的电阻率增加。

岩石有孔隙,一般孔隙总是含水的。水溶液可视为良导矿物,故岩石湿度必然会影响岩石的电阻率。湿度越大,电阻率就越小,湿度还与岩石中的孔隙多少及孔隙的结构有关。一般来说,致密的岩石(如岩浆岩、灰岩、硬石膏等)湿度较小,它的电阻率大;疏松的岩石(如砂岩、粘土岩、页岩等)电阻率小。不论地表水还是地下水或多或少地含有各种不同的溶质,水的矿化度对岩石的电阻率起着重要的作用。不论何种溶质,只要溶液的的浓度增大,则其电阻率就显著下降。其原因是溶液的浓度增大时,导电性增强。

当温度升高时,溶质的溶解度增大,溶液中的离子的活动性增强,从而增强了溶液的导电性。对于含水的岩石,它的电阻率主要是由孔隙中的水溶液来决定的。它的电阻率常常随温度的升高而降低。当温度低于零度时,岩石中的水冻结而导致电阻率成百倍的增长。

岩石受到应力的情况下,其电阻率会受到一定的影响。实验发现,对于某些岩石,它的电阻率随应力的增大而升高,但当应力超过某一限度时,其电阻率就会迅速下降。而且电阻率随应力的变化,比其弹性性能随应力变化还要明显。这一情况可能是因为岩石的空隙结构变化使得岩石内所含有的水溶液也发生变化,但与岩石某种矿物的含量关系不大。这里必须指出,对于不同的岩石,或不同的实验条件,所测得的电阻率与压力的关系也各不相同,这是由于岩在不同的外界条件下,会引起不同的物理效应的缘故。

也可总结为:岩石的组成成分和结构、构造特点;岩石孔隙或裂隙中所含水分的多寡/岩石孔隙、裂隙中所含水的矿化度;温度的影响。

二、如何获取电阻率参数

按如下方法测定地下介质的电阻率: (原则上可按任意电极排列进行)

在A\\B两点供电、任意M/N点测量其间的电位差,来反算地下介质的电阻率 ?UMN ??KI

?UMN ?UMN?UMAB?UNAB??KA

MNB

?I?1111(???)2?AMBMANBNI

对称四极排列、温纳四极排列)

三、电阻率单位:

K为电极排列系数(联合剖面、

四、地表不同岩石电阻率的大致分布

岩石名称 硬石膏 页 岩 砂 岩 粘 土 白云岩 石灰岩 玄武岩 片麻岩 ) 岩石名称 砾 岩 花岗岩 石英岩 大理岩 ) 岩石名称 从这张表

) 中可以看

出,火成岩电阻率一 般大于沉积岩电阻率,而在沉 积岩中,石膏、石灰岩 的电阻率高,粘土和 砂岩的则

较低

2、 中性层、电离层和磁层的概念和特点。

答:由于太阳紫外线,X射线和高能粒子等的作用,部分大气被电离。因此,


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