海南岛岩石热物性特征及其对地温场的影响

学术精汇

作者：

李科甫1 2 朱传庆*1 2 马钊1 2 杨俊生1 2 苏宏1 2 邢书頔1 2

作者单位：

1. 深层地热富集机理与高效开发全国重点实验室中国石油大学(北京)2. 中国石油大学(北京)地球科学学院

摘要：

岩石热物性是影响区域地温场的基本参数，对研究地温场和地热资源量评估有着重要作用。为了定量认识岩石热物性特征和其对地温场的影响，对海南岛野外露头样品进行热物性测试，得到了62个岩石热导率数据，57个岩石生热率数据，并系统分析海南岛岩石热物性特征以及岩石热物性差异对地温场的影响，为区域地热相关领域研究提供新的资料与参考。研究结果表明：①海南岛三类岩石热物性存在差异。对于热导率，所有样品热导率范围为1.03～7.02 W/（m·K），其中变质岩平均热导率最高（3.16±1.41 W/（m·K）），沉积岩次之（2.53±0.80 W/（m·K）），火成岩最低（2.40±0.74 W/（m·K））；对于生热率，所有样品生热率范围为0.03～6.12 μW/m³，其中火成岩平均生热率最高（2.68±1.68 μW/m³），沉积岩次之（1.90±0.92 μW/m³），变质岩最低（1.10±0.95 μW/m³）。②不同物性参数与热导率表现出不同的相关性。孔隙度与热导率呈负相关关系，密度与热导率则呈正相关关系。岩石进行饱水校正之后，热导率值增加了1%～79%，平均增加率为17%±16%，针对海南岛地区，建立了符合海南岛地区的饱水校正经验公式。③岩石放射性元素产热贡献及其与生热率关系存在差异。岩石中U和Th为主要产热元素，并且均与生热率呈线性正相关；而K的产热贡献相对较低，其与生热率之间的正相关性也明显弱于U和Th。④岩石热物性影响了地层温度分布和地热差异聚集。岩石饱水性对热导率具有较大影响，在温度场模拟中应予以考虑。

关键词：

热导率生热率地温场海南岛放射性生热元素

刊期：

2025，5（99）

所属栏目：

研究论文

基金资助：

国家重点研发计划课题(2021YFA0716003)

分类号：

P314

DOI：

10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023085

页数：

页码：

1755-1772

来源期刊

地质学报

Acta Geologica Sinica