高产热花岗岩特征及其与岩浆—热液金属成矿效应研究

1

作者 冯军 张涛 黄泽 《地质论评》 北大核心 2025年第5期1613-1628,共16页

高产热花岗岩是指富含放射性产热元素U、Th和K,产热率值≥5μW/m^(3)的花岗岩类。作为潜在的地热资源——干热岩,高产热(HHP——high heat production)花岗岩研究备受各国关注,而其金属成矿效应却缺乏相应的重视与综述。高产热花岗岩通... 高产热花岗岩是指富含放射性产热元素U、Th和K,产热率值≥5μW/m^(3)的花岗岩类。作为潜在的地热资源——干热岩,高产热(HHP——high heat production)花岗岩研究备受各国关注,而其金属成矿效应却缺乏相应的重视与综述。高产热花岗岩通常为多期堆叠形成的杂岩体,具有富碱、低磷特征,多数呈现高分异演化特征,一般与大型—超大型热液金属矿床密切相关。笔者等明确高产热花岗岩与稀有—稀土金属矿床(尤其W—Sn矿床)和与还原性侵入体有关金矿床关系密切,而且高产热花岗岩具有持久分异与元素富集效应以及延迟加热效应,该效应可能有助于长寿命岩浆—热液成矿系统与大型金属矿床形成。 展开更多

关键词 高产热花岗岩 高分异花岗岩 热液金属矿床 延迟加热效应 干热岩

在线阅读 下载PDF 职称材料

HHP花岗岩高温隧道温度场实测与仿真研究 被引量：3

2

作者 杨冬 蒋树屏 +2 位作者 黄锋 胡政 刘星辰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期233-244,共12页

高产热花岗岩地层高温隧道具有干热岩的典型特征,施工期有高温岩爆风险,运营期有热害通风问题。对隧道开挖引起地层温度场重分布的演化规律研究,特别是隧道设计使用100 a内,具有重要工程意义。以红河州尼格隧道为研究背景,开挖掌子面围... 高产热花岗岩地层高温隧道具有干热岩的典型特征,施工期有高温岩爆风险,运营期有热害通风问题。对隧道开挖引起地层温度场重分布的演化规律研究,特别是隧道设计使用100 a内,具有重要工程意义。以红河州尼格隧道为研究背景,开挖掌子面围岩88.8℃,通过开挖全过程现场实测,对隧道纵向温度、径向温度、洞内环境(温度、湿度和风速)开展研究;利用三维流-热耦合模型再现隧道地质环境;通过建立深部传导热和花岗岩衰变热双热源二维模型,从地层初始温度、花岗岩生热率和埋深方面共81种工况,对围岩温度降范围和瞬态变化规律进行仿真研究。结果表明,岩温、气温随埋深增大而升高,岩温>气温。隧道开挖后,围岩温度在临空面发生瞬时骤降,降幅和降速由临空面向深部减小,3 m和8 m深测点温度分别在第3 d和11 d开始下降,降速较缓约0.084℃/d和0.038℃/d。隔热层和二次衬砌施作阻挡了围岩与洞内空气热对流,浅层围岩温度由降反升,围岩温度受二次衬砌施作影响达42 d。日均9∶00~16∶00时,向阳侧洞口气温较背阳侧高出4.7℃,最大6.1℃。受隧道纵坡和山体向、背阳侧温差影响,自然通风条件下,风向在坡脚(背阳侧)由洞外吹向洞内,在坡顶(向阳侧)由洞内吹向洞外,洞内空气流动显现“横向烟囱”效应,洞口风速变化较快,洞身风速变化较小,全洞在0~2 m/s之间。隧道纵向初始温度、径向温度瞬态变化趋势与仿真结果一致,初始温度最大误差23%,论证了数值仿真的可靠性。围岩温度降范围和瞬态变化主要受地层初始温度控制,花岗岩衰变热在自然界中多为辅助热源,埋深对隧道上部地层温度降形态有影响。研究成果可为高温隧道工程降温、通风及温度场分析提供参考。 展开更多

关键词 hhp花岗岩地层 高温隧道 现场实测 数值仿真 花岗岩衰变热

在线阅读 下载PDF 职称材料

华南陆缘火成岩区差异性地壳热结构及地热意义 被引量：14

3

作者 蔺文静 王贵玲 甘浩男 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期544-557,共14页

高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,... 高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,对重点地热勘查区的深部地温场分布、地热通量、地壳热结构等进行了对比分析,提出了华南陆缘浅表地热资源的聚热模式。分析认为,华南陆缘地区具有“幔源供热-壳内生热-断裂传热-盖层保热”的四元聚热模式,其中,花岗岩体的放射性生热率是影响区内浅部地温场的主要因素之一,粤北—赣南岩体的生热率明显高于漳州地区的花岗岩体,其近似“热壳冷幔”型或“温壳温幔”型岩石圈热结构与漳州“热幔冷壳”型岩石圈热结构有一定的差异;断裂构造及盖层条件对于地下热量聚集及散失具有明显的控制作用。研究成果对于深入理解华南陆缘地热资源的成因、控热因素,以及今后该地区地热资源勘探开发实践具有一定的理论与指导意义。 展开更多

关键词 高产热花岗岩 大地热流 地壳热结构 热源机制 华南陆缘

在线阅读 下载PDF 职称材料

高温加热-液氮冷冲击处理后花岗岩声发射演化特征及损伤本构模型 被引量：3

4

作者 薛熠 张智豪 +5 位作者 刘嘉 蔡承政 张志镇 高峰 时旭阳 张云 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1849-1859,共11页

通过液氮(LN_2)压裂在储层中形成大规模裂隙网络,可以有效提高干热岩储层的热能提取效率。为研究液氮冷冲击作用对不同温度储层的压裂机理和致裂效果的影响,对经过高温加热(25℃~400℃)和液氮冷冲击处理后的花岗岩试样进行单轴压缩试验... 通过液氮(LN_2)压裂在储层中形成大规模裂隙网络,可以有效提高干热岩储层的热能提取效率。为研究液氮冷冲击作用对不同温度储层的压裂机理和致裂效果的影响,对经过高温加热(25℃~400℃)和液氮冷冲击处理后的花岗岩试样进行单轴压缩试验,分析了花岗岩力学强度及声发射等多项参数的演化特征,并进一步构建了考虑声发射参数的损伤本构模型,用于评价和预测高温加热-液氮冷冲击处理后花岗岩的变形和强度特征。结果表明:高温和液氮冷冲击的联合作用显著劣化了花岗岩力学性能,峰值强度逐渐降低,最大降幅达到32.8%。同时随着加热温度的升高,不同矿物颗粒之间的热膨胀变形存在差异,导致矿物颗粒之间变形不协调。随着初始加热温度的升高,声发射最大b值平均值显著上升,最大增幅达到32.2%,且声发射振铃计数的初始静默阶段对应的应变量大幅度降低,最大降幅达到54.3%。随着加热温度的升高,液氮冷冲击作用使得微裂纹的生长更为密集,花岗岩在外部荷载作用下,微裂隙不断扩展贯通,更容易形成剪切变形,发生剪切破坏的起始应力水平逐渐下降,最大降幅达到62.3%,同时RA-AF散点值在剪切区域占比增加,最大增幅达到29.5%。此外,本文以声发射振铃累计计数为变量构建了考虑声发射参数的损伤本构模型,能够描述不同高温和液氮冷冲击处理后花岗岩各力学参量在变形破坏过程中的演化特征。 展开更多

关键词 花岗岩 声发射 高温加热-液氮冷冲击 损伤破坏 本构模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

珠江三角洲与周边典型地区岩石热物性及其地热效应的比较研究 被引量：1

5

作者 廖珂琰 邱楠生 于泰炎 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1120-1146,共27页

珠江三角洲位于华夏板块南部,虽然已发现多个水热型地热田,但地热研究仍然较为薄弱.岩石热物性研究是地热研究中最为基础和重要的工作之一.本研究采集并测量了珠江三角洲与周边典型地区100块地表岩石的密度、热导率、热扩散率,以及50块... 珠江三角洲位于华夏板块南部,虽然已发现多个水热型地热田,但地热研究仍然较为薄弱.岩石热物性研究是地热研究中最为基础和重要的工作之一.本研究采集并测量了珠江三角洲与周边典型地区100块地表岩石的密度、热导率、热扩散率,以及50块岩浆岩的U、Th、K_(2)O含量,并分别计算了体积热容和放射性生热率.实测结果表明,碎屑岩中细砂岩的热导率最高(3.94±0.92 W·(m·K)^(-1)),页岩的热导率最低(2.68±0.55 W·(m·K)^(-1)).岩石热导率和热扩散率具有明显的正相关性.结合地层厚度建立了地层热物性柱,其中古近系的热导率最低,地层热物性与沉积环境有关.岩浆岩中玄武岩的热导率最低(2.17±0.13 W·(m·K)^(-1)),花岗岩平均热导率为3.87±0.59 W·(m·K)^(-1).花岗岩放射性生热率在0.36~14.23μW·m^(-3)之间,平均值为5.23±3.03μW·m^(-3),属于高产热花岗岩.结合前人对研究区岩石放射性元素含量的测试结果,我们发现,相对于K_(2)O,U、Th与生热率具有更强的相关性,并对产热的贡献更高.相对于花岗岩,玄武岩的生热率较低,K_(2)O对产热的贡献较高.新的资料为区域热流的确定和地热资源评价提供了新的视角.模拟和计算结果表明,三水盆地沉积层能对深部热量起到聚集和保存的作用,并在基底附近形成高温区(>150℃);上地壳中花岗岩体产生的热流超过45 mW·m^(-2),占地表热流的一半以上.盆地和花岗岩体均具有形成高温地热资源的地质条件.此外,酸性岩浆岩放射性生热率随时间逐渐降低的特征与幔源基性岩浆的混合作用有关. 展开更多

关键词 珠江三角洲 热物性 放射性生热 地热效应 花岗岩

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于BP神经网络的增强型地热系统产热性能:以伊通盆地花岗岩体热储层为例

6

作者 周玲 郭州朋 +2 位作者 类红磊 张延军 陈云娟 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第21期8950-8961,共12页

探究增强型地热系统(enhanced geothermal systems,EGS)工程采热性能,对提高系统产热效率、延长储层寿命是至关重要的。以伊通盆地北部昌27井实际地质构造、岩性、地热特征及热物性测试为基础,以地下4054~4168 m花岗岩为热储层建立三水... 探究增强型地热系统(enhanced geothermal systems,EGS)工程采热性能,对提高系统产热效率、延长储层寿命是至关重要的。以伊通盆地北部昌27井实际地质构造、岩性、地热特征及热物性测试为基础,以地下4054~4168 m花岗岩为热储层建立三水平井水热耦合数值模型,并在此水平井模型基础上建立BP神经网络热储产热能力预测模型,研究了不同影响因素对系统换热过程的影响。结果表明:BP神经网络预测生产温度、焓值差和压力差与水平井数值模型的相对误差基本不超过±1.0%、±2.0%和±3.0%,预测准确性较高。水平井地热开采中,对系统生产温度造成影响较大的因素是井间距和注入速度,对系统发电效率造成影响较大的因素是注入速度和裂隙渗透率。综合考虑各影响因素交互作用,采用三水平井开采地热能可选择开采方案井间距600 m,注入温度60℃,注入速度23 kg/s,裂隙渗透率1×10^(-10 )m^(2)。在该工况下系统的经济寿命可达32年,累积发电量为605.9 GW·h,比基础模型提高7.4%。 展开更多

关键词 花岗岩热储 EGS 水热耦合模型 BP神经网络 产热性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

海南尖峰岭花岗岩体的形成时代、成因及其与抱伦金矿的关系 被引量：66

7

作者 谢才富 朱金初 +5 位作者 丁式江 张业明 陈沐龙 付杨荣 付太安 李志宏 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期2493-2508,共16页

尖峰岭复式岩基主要由尖峰岭超单元的中粗粒似斑状、细粒似斑状、粗中粒及细粒黑云母正长花岗岩组成。该超单元富硅、富钾、弱过铝一准铝质,碱度率较高,属碱性系列。总体上富含 Rb、Cs、Th、U、Pb、Zr、Hf、Y 等微量元素,强烈亏损Ba、Sr... 尖峰岭复式岩基主要由尖峰岭超单元的中粗粒似斑状、细粒似斑状、粗中粒及细粒黑云母正长花岗岩组成。该超单元富硅、富钾、弱过铝一准铝质,碱度率较高,属碱性系列。总体上富含 Rb、Cs、Th、U、Pb、Zr、Hf、Y 等微量元素,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti 和适度亏损Nb、Ta。轻重稀土分异较明显,(La/Yb)_N=8 29～30.36;中等—强烈亏损 Eu,δEu=0.43～0.05;早期单元稀土元素含量高而晚期单元明显降低。(^(87)Sr/^(86)Sr)_i和 T_(2DM)较高,分别为0.71658～0.71703和1639～1709Ma;而ε_(Nd)(t)值较低,为-7.59～-8.46。锆石 SHRIMP U-Pb 法获得其结晶年龄为249±5Ma。尖峰岭超单元的成因类型介于 S 型和铝质A型花岗岩之间,并且类似于高热(HHP)花岗岩,是在早三叠世后造山环境岩石圈拆沉、热软流圈上涌的动力学机制下,地壳变杂砂岩或变砂屑岩受到幔源流体富集后发生部分熔融的产物。熔融温度大约为770～790℃,压力约(10～12.5)×10~8Pa(相当于深约34～42km)。熔体侵位后发生过较强的结晶分异作用。岩体内部降温至约300℃的时代(221～209Ma)与其外接触带上抱伦金矿的成矿时代(220～200Ma)相一致,比岩体结晶年龄晚了约30～40Ma。岩体内部长期保持中高温环境,有利于形成热水溶液对流循环系统而成矿。但该岩体主要是为金成矿作用提供了热动力,而不是主要提供了热液流体和矿质,因此,将抱伦金矿称为'与高热花岗岩伴生的热液型矿床'更恰当。 展开更多

关键词 印支期 尖峰岭岩体 高热花岗岩 抱伦金矿 后造山 SHRIMP U—Pb年龄 海南

在线阅读 下载PDF 职称材料

江西宁都县北部大地热流特征及地热资源成因机制 被引量：20

8

作者 刘峰 王贵玲 +4 位作者 张薇 岳晨 甘浩男 肖则佑 欧小科 《地质通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1883-1890,共8页

江西省宁都县北部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,制约着区域地热资源的研究与可持续发展。在前人研究基础上,依托中国地质调查工作,对研究区大地热流特征及地热成因机制进行分析。基于钻孔测温与热导率测试数据,分析校正得... 江西省宁都县北部地区地热资源丰富,但地热地质研究程度较低,制约着区域地热资源的研究与可持续发展。在前人研究基础上,依托中国地质调查工作,对研究区大地热流特征及地热成因机制进行分析。基于钻孔测温与热导率测试数据,分析校正得到区域内大地热流平均值为93.6 mW/m^2,远高于中国陆区平均值62.5 mW/m^2,区域热背景值较高。通过放射性测试可知本区大面积出露的花岗岩与混合岩放射性生热率平均值为6.47μW/m^3,属高放射性岩体,岩石的放射性衰变产热应是本区大地热流值较高的重要原因,幔源供热的基础上附加壳源产热,提供了稳定的热源。在此基础上,穿越本区的2条深大断裂及其次生断裂则为地下热水深循环提供了传热与导水通道。因此推测,研究区地热资源成因机制为“高热流与高产热花岗岩体生热+多级次断裂控热导水”的成因模式,该模式代表性较强,可为赣南地区地热找矿提供指导。 展开更多

关键词 赣南地区 大地热流 高产热花岗岩 地热成因模式

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石古放射性生热率的校正及其地球化学意义 被引量：12

9

作者 章邦桐 凌洪飞 +1 位作者 陈培荣 吴俊奇 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期181-184,共4页

岩石放射性生热率是研究油气沉积盆地地热及花岗岩体热演化史的一个重要参数,但由现今采样分析所测得的放射性元素含量计算得出的是当今的放射性生热率。因此,本文根据辐射衰变定律及U、Th和K的放射性生热参数,导出三种不同计量单位(μW... 岩石放射性生热率是研究油气沉积盆地地热及花岗岩体热演化史的一个重要参数,但由现今采样分析所测得的放射性元素含量计算得出的是当今的放射性生热率。因此,本文根据辐射衰变定律及U、Th和K的放射性生热参数,导出三种不同计量单位(μWm-3,μJg-1a-1,HGU)校正岩石古放射性生热率的公式。它们可应用于沉积盆地中古地层放射性生热率的计算和校正,也适用于铀矿床成矿古水热系统热源及花岗岩体热演化史的研究。 展开更多

关键词 岩石古放射性生热率 校正 成矿古水热系统 沉积盆地 地热 花岗岩体热演化史

在线阅读 下载PDF 职称材料

共和盆地干热岩地热资源的成因机制:来自岩石放射性生热率的约束 被引量：41

10

作者 张超 胡圣标 +5 位作者 宋荣彩 左银辉 姜光政 雷玉德 张盛生 王朱亭 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2697-2709,共13页

共和盆地位于青藏高原东北缘,是我国重要的干热岩地热资源赋存区之一.成因机制研究是干热岩地热资源研究中最为基础与核心的工作之一,也是干热岩地热资源潜力精细评价和合理开发利用的重要依据.本文基于98块采自共和-贵德盆地岩石样品... 共和盆地位于青藏高原东北缘,是我国重要的干热岩地热资源赋存区之一.成因机制研究是干热岩地热资源研究中最为基础与核心的工作之一,也是干热岩地热资源潜力精细评价和合理开发利用的重要依据.本文基于98块采自共和-贵德盆地岩石样品的放射性生热率数据,分析了盆地主要岩性岩石的放射性生热率分布特征,讨论了共和盆地干热岩地热资源的成因机制,并初步建立了干热岩地热资源的成因模式.研究表明,共和盆地恰卜恰地热区沉积岩(以泥岩和粉砂质泥岩为主)放射性生热率为1.21~2.02μW·m^-3,平均值为1.67±0.29μW·m^-3;以花岗岩和花岗岩闪长岩等为主的基底岩石的放射性生热率介于1.17~5.81μW·m^-3之间,平均值为3.20±1.07μW·m^-3.贵德盆地扎仓寺地热区沉积岩(以砂岩和泥质砂岩为主)放射性生热率为1.83~2.40μW·m^-3,平均值为2.13±0.23μW·m^-3;基底花岗质岩石的放射性生热率介于0.92~6.49μW·m^-3之间,平均值为2.81±1.40μW·m^-3.测试数据显示共和-贵德盆地基底花岗岩不存在高放射性生热率异常.但是,新生代以来印度-欧亚板块持续性陆-陆碰撞作用造成的壳内放射性生热元素富集层增厚,导致了花岗岩放射性生热率的热贡献量同步增大(30.3~40.5mW·m^-2),因此,花岗岩放射性生热可为共和盆地干热岩地热资源提供稳定的壳内热源基础.基于放射性生热率数据和热流配分研究,结合研究区已有地质-地球物理研究资料,本文认为壳内部分熔融层作为附加热源为共和盆地干热岩地热资源提供了重要的附加热流贡献.在此基础上,本文初步构建了共和盆地干热岩地热资源成因模式:加厚地壳花岗岩放射性生热与壳内部分熔融层供热. 展开更多

关键词 花岗岩 放射性生热率 部分熔融 干热岩 共和盆地 贵德盆地

在线阅读 下载PDF 职称材料

江西赣县大地热流特征与热源机制研究 被引量：5

11

作者 闫晓雪 甘浩男 +4 位作者 刘峰 廖煜钟 原若溪 魏帅超 张薇 《地球学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期107-116,共10页

江西省赣县区位于江西省南部、属于我国东南高热流区,但赣县区内大地热流研究尚属空白,制约了区域地热背景的综合认知和进一步研究评价。本次研究基于钻孔测温及岩心样品热导率测试数据,通过分析校正得到赣县地区平均大地热流值为75.9 m... 江西省赣县区位于江西省南部、属于我国东南高热流区,但赣县区内大地热流研究尚属空白,制约了区域地热背景的综合认知和进一步研究评价。本次研究基于钻孔测温及岩心样品热导率测试数据,通过分析校正得到赣县地区平均大地热流值为75.9 mW/m^(2),高于我国大陆地区平均热流值,反映了区域具有较高的热背景。通过放射性测试,得到研究区花岗岩体放射性生热率平均为5.68μW/m^(3),属于高放射性岩体,大面积分布的高产热花岗岩,可为区域地热背景提供稳定的附加热源,此外贯穿本区的深大断裂及其次生断裂给热水提供了深循环通道加热,因此推测研究区地热资源的热源机制为“地下水深循环加热+高产热花岗岩体生热”的模式。 展开更多

关键词 赣县 大地热流值 高产热花岗岩体 热源机制

在线阅读 下载PDF 职称材料