Cтраница 2
Значения тепловых потоков, как и геотермических градиентов, не постоянны, а меняются во времени и пространстве. Современные представления о распределении температуры в осадочной толще основаны на признании ведущей роли глубинного теплового потока, усиления его за счет радиоактивных процессов, некоторых экзотермических реакций, сопровождающих преобразование ОВ и минеральной части пород осадочной оболочки, и перераспределения в ней тепла. [16]
Поскольку процессы переноса тепла в магме не достаточно изучены, то можно задаться лишь величиной глубинного теплового потока и решать задачу для полупространства xl ( t) твердых пород. Второй прием, который используется ниже, основан на предположении, что теплоперенос в магме и породе описывается одними и теми же дифференциальными уравнениями конвективной теплопроводности. При этом под эффективной пористостью магмы понимается отношение объема флюидной фазы в магме к объему магмы. [17]
Степень геотермической изученности различных частей Западно-Сибирского осадочного бассейна, естественно, не может дать полного представления о геотемпературном поле. Цель изложенного выше материала состояла прежде всего в выделении пунктов, информация по которым позволяет не только охарактеризовать распределение температур по разрезу, но и перейти к определению времени и плотности глубинного теплового потока, установлению региональных и локальных особенностей в структуре геотемпературного поля. [18]
С одной стороны, это редкая сеть пунктов замера, и каждое конкретное значение вследствие погрешностей в расчете теплопроводности, недостаточного времени покоя скважин или действия каких-либо локальных факторов не может характеризовать глубинный тепловой поток. Введение необходимых поправок ввиду недостаточной геологической информации, как правило, затруднено. В большинстве других районов достоверная характеристика глубинного теплового потока достигается усреднением данных определений по близко расположенным скважинам или площадям, но в Западной Сибири такой подход не может быть реализован. [19]
Поэтому одна из главных задач авторов состояла в поиске и разработке методов интерпретации точечных замеров температур, позволяющих охарактеризовать тепловой режим недр не менее достоверно, чем при использовании качественной непрерывной термометрии скважин. Наиболее существенный результат в этом направлении получен при анализе распределения в пределах региона глубинного теплового потока. [20]
Может быть не случайно Е. А. Любимова в ранних своих работах, посвященных изучению теплового потока, также употребляла слово глубинный ( Проблемы глубинного теплового потока, 1966 г.), но затем в более поздних работах заменяет его словом поверхностный ( Любимова, 1968, с. Однако уже совсем недавно в объяснительной записке ( Геотермическая карта СССР, 1972), составителями которой являются и упоминавшиеся выше авторы, говорится буквально следующее ( стр. Плотность теплового потока и его выявленные в схеме вариации на территории СССР и сопредельных стран связаны с копдуктивным и частью конвективным выносом тепла из мантии, а также с генерацией и перераспределением его в консолидированной земной коре и осадочной оболочке. [21]
Температурный режим верхних слоев земной коры формируется главным образом под влиянием солнечной радиации и глубинных тепловых процессов. Интенсивность солнечной радиации определяет климатические условия и характер изменения во времени температур горных пород на дневной поверхности. На фоне глобального ( или среднего) теплового потока фиксируются его флуктуации, вызванные различными факторами. Физическая основа всех энергетических процессов в недрах едина - временное появление дополнительных источников тепла или поглощение его на определенных глубинах. Важно лишь то, что дополнительные источники тепла, какими бы значительными они ни были, действуют ограниченное время. Влияние, оказываемое ими на температурный режим осадочного чехла, проявляется в конечном счете в масштабах поступления тепла из фундамента, т.е. характеризуется величиной глубинного теплового потока и ее изменением во времени. [22]
Соотношение ( 38) является одной из форм записи закона Фурье. Использование уравнения ( 38) для расчета плотности теплового потока кроме трудностей в подборе необходимой информации имеет еще один недостаток. В законе Фурье находит отражение только относительное изменение температур в направлении теплопереноса, но не реальные температуры. Известно, что существует значительное число геологических факторов, вносящих в структуру геотемпературного поля разнообразные локальные изменения. Последние, как правило, значительно влияют на величины геотермических градиентов и незначительно на абсолютные значения температур. Поэтому рассчитанные по формуле ( 38) значения плотности теплового потока могут характеризовать только локальные особенности теплового поля. При редкой сети скважин проверка соответствия полученных величин глубинного теплового потока реальному затруднительна. [23]
Необходимо заметить, что водоносные горизонты и породы, в которых воды циркулируют, могут быть подвержены влиянию климатических факторов на большую глубину ниже поверхности Земли даже в тех случаях, когда температура воды достигает 100 С и даже больше. Отмечается, что благодаря большим запасам подземных вод артезианского бассейна расход гейзеров постоянный, а температура понижается летом, когда усиливается приток ипфильтращюнпых вод, и повышается зимой, когда их приток ослабевает. Наблюдения па 60 источниках в течение 192 - 1 - 1930 гг. и 1951 - 1952 гг. показали, что температурный режим в них в многолетнем цикле еще более непостоянный. В 11 источниках температура через 21 - 27 лет оказалась ниже на 0 1 - 8 5 С, а в 49 - выше на 0 1 - 30 1 С. Однако к оценке колебаний температуры воды в источниках следует подходить весьма осторожно. Надо учитывать, что колебания температуры воды непосредственно в очаге разгрузки подземных вод еще пе означают, что изменяется температура разгружающихся глубинных вод. Эти колебания могут происходить вследствие смешения глубинных и грунтовых вод в зоне разгрузки. Более того, даже колебания температуры, зарегистрированные в верхней части глубокой обсаженной скважины, пе являются основанием для утверждений о нестабильности температуры в пределах водоносного пласта, вскрытого забоем скважины. Эти колебания могут отражать лишь изменения температуры подземных вод на измеренном уровне, хотя и изолированном обсадной трубой. Однако они не свидетельствуют об изменении величины глубинного теплового потока, а отражают изменения температуры подземных вод, циркулирующих в известково-мергелистои толще ниже 10 м от поверхности. [24]