Стр.
Скачать статью

Структура и компоненты теплового потока

М.Д. Хуторской

Оригинальная статья

DOI http://dx.doi.org/10.18599/grs.63.4.29

70-82
rus.

open access

Under a Creative Commons license

Рассмотрены особенности генерации тепла за счет радиогенного распада долгоживущих изотопов в земной коре (радиогенный тепловой поток) в архей-протерозойских и палеозойских провинциях Евразии и Северной Америки. Тепловой поток, формируемый в мантии, рассчитан как разность между наблюденным и радиогенным тепловыми потоками. Основная причина его генерации – это переход потенциальной энергии гравитационной дифференциации в тепло, поэтому мантийный тепловой поток назван «гравигенным». Проведен сравнительный анализ соотношения различных компонентов теплового потока в докембрийских и фанерозойских провинциях и оценена роль эрозии поверхностного теплогенерирующего слоя.

тепловой поток, радиогенный распад изотопов, радиогенный тепловой поток, гравигенный тепловой поток, теплогенерирующий слой, провинции Евразии и Северной Америки

Albert-Beltran J.F. Heat flow and temperature gradient data from Spain. Terrestrial heat flow in Europe. Spring-Ver. 1979. P.261-266.
Artemieva I.M., Mooney W.D. Thermal thickness and evolution of Precambrian lithosphere: A global study. J. Geophys. Res. V. 106, N b8. 2001. P.16387-16414.
Ashwal L.D., Morgan P., Kelly S.A. Percival J.A. Heat production in an Archean crustal profile and implications for heat flow and mobilization of heat-producting elements. Earth Planet. Sci. Lett. V.85. 1987. P.439-450.
Ballard S., Pollack H.N. Diversion of heat by Archean cratons: a model for southern Africa. Earth Planet. Sci. Lett.. 1987. v.85. P. 253-264.
Birch F., Roy R.F., Decker E.R. Heat flow and thermal history in New England and New York, chapt.33. Studies in Appalachian Geology. N.Y. 1968. P. 437-451.
Clark S.P., Jaeger E. Denudation rate in the Alps from geochronology date and heat flow date. Amer. J. Sci. V.267. 1969. P. 1143-1160.
Crough S.T., Thompson G.A. Thermal model of continental lithosphere. J. Geophys. Res. V.81. 1976. P.4857-4862.
England P.C., Richardson S.W. The influence of erosion upon the mineral facies of rocks from different metamorphic environments. J. Geol. Soc. London. V.134. 1977. P.201-213.
Fountain D.M., Salisbury M.H., Furlong K.P. Heat production and thermal conductivity of rocks from the Pikwitonei-Sachigo continental crust section, central Manitoba: implication for the thermal structure of Archean crust. Can. J. Earth Sci. v.24. 1987. P. 1583-1594.
Furlong K.P., Chapman D.S. Crustal heterogeneities and the thermal structure of the continental crust. Geophys. Res. Lett. 1987. V.14. P.314-317.
Gregory R.G., Durrance E.M. Helium, radon and hydrothermal circulation associated with the Carnmennellis radiothermal granite of Southwest England. J. Geophys. Res. V.92, N B12. 1987. P.12567-12586. Hart R.J., Nicolaysen L.O., Gale N.H. Radioelement concentrating in the deep profile through Precambrian basement of the Vredefort structure. J. Geophys. Res. 1981. v.86. N 11. P.10639-10652.
Jaupart C. ,Sclater J.G., Simmons G. Heat flow studies: constraints on the distribution of uranium, thorium and potassium in the continental crust. Earth Planet. Sci. Lett. 1981. Vol.52. P. 328-344.
Jaupart C., Mareshal J.C. Constraints on crustal heat production from heat flow data. In : Rudnick R.L. (ed.) Treatise on Geochemistry. The Crust. NY: Pergamon. V.3. 2003. P.65-84.
Jones M.Q.W. Heat flow and heat production in the Namaqua mobile belt, South Africa. J. Geophys. Res.. v.92. 1987. P.6273-6289.
Ketcham R.A. Distribution of heat production elements in the upper and middle crust of southern and west central Arizona: evidence from the core complexes. J. Geophys. Res. v.101. 1996. P. 13611-13632.
Lachenbruch A.H. Preliminary geothermal model of the Sierra Nevada. J. Geophys. Res. 1968. Vol.73. P. 6977-6989.
Lee M.K., Brown G.C., Webb P.C. et al. Heat flow, heat production and thermo-tectonic setting in mainland UK. J. Geol. Soc., London. V.144. 1987. P.35-42.
Mareshal J.C., Jaupart C., Gariepy C. et al. Heat flow and deep thermal structure near the southeastern edge of the Canadian Shild. Can. J. Earth Sci. v.37. 2000. P. 399-414.
McLennan S.M., Taylor S.R. Heat flow and the chemical composition of continental crust. J. Geol. V.104. 1996. P. 377-396.
Morgan P., Sass J.H. Review. Thermal regime of the continental lithosphere. J. geodynamics. 1984. v.1. P.143-166.
Nicolayson L.O., Hart R.J., Gale N.H. The Vredefort radioelement profile extended to supracrustal strata at Carletonville, with implications for continental heat flow. J.Geophys. Res. v.86. 1981. P. 10653-10661.
Nyblade A.A., Pollack H.N. A global analysis of heat flow from Precambrian terrains: implications for the thermal structure of Archean and Proterozoic lithosphere. J.Geophys. Res. v.98. 1993. P. 12207-12218.
Perry H., Jaupart C., Mareshal J.C., Bienfait G. Crustal heat production in the Superior Province, Canadian Shild, and in North America inferred from heat flow data. J. Geophys. Res. v.111. 2006. P. 893-903.
Pinet C., Jaupart C. The vertical distribution of radiogenic heat production in the Precambrian crust of Norway and Sweden: geothermal implications. Geophys. Res. Lett. 1987. v.14. 260-263.
Pinet C., Jaupart C., Mareshal J.C. et al. Heat flow and structure of the lithosphere in the Eastern Canadian shild. J. Geophys. Res. v.96. 1991. P.19941-19963.
Popov Y., Pevzner S., Pimenov V., Romushkevich R. New geothermal data from the Kola superdeep well SG-3. Tectonophysics. 1999. v.306, 345–366
Richardson S.W., Oxburgh E.R. Heat flow, radiogenic heat production and crustal temperature in England and Wales. J. Geol. Soc. London. 1978. v.135. P.322-327.
Roy R.F., Blackwell D.D., Decker E.R Continental heat flow. The nature of the solid Earth. N.Y..: McGraw-Hill. 1972. P.506-543.
Roy R.F., Decker E.R., Blackwell D.D., Birch F. Heat flow in the United States. J. Geophys. Res. 1968. Vol.73. No. 16. P. 5202-5221.
Roy S., Rao R.U.M. Heat flow in the Indian shild. J. Geophys. Res. v.105. 2000. P.25587-25604.
Royden L., Hodges K.V. A technique for analyzing the thermal and uplift histories of eroding orogenic belts: a Scandinavian example. J. Geophys. V.89. 1984. P.7091-7106. Rudnick R.L., Fountain D.M. Nature and composition of the continental crust: a lower crustal perspective. Rev. Geophys. V.33. 1995. P.267-309
Rudnick R.L., McDonough W.F., O’Connell R.J. Thermal structure, thickness and composition of continental lithosphere. Chemical Geology. 1998. v. 145. P.395-411.
Sass J.H., Blackwell D.D., Chapman D.S. et al. Heat flow of the crust of the United States. Physical properties of rocks and minerals. N.Y.: McGrew-Hill. 1981. P.503-548. Swanberg C.A., Chessman M.D., Simmons G. et al. Heat flow generation studies in Norway. Tectonophysics. v.23. 1974. P.31-48.
Tammemagi H. Y., Wheildon J. Terrestrial heat flow and heat generation in South-West England. Geophys. J. R. Аstr. Soc. 1974. v. 38, P. 83-94.
Turner F.J. Metamorphic petrology: mineralogical and field aspects. N.Y.: McGraw-Hill. 1968. 403 p.
Vila M., Fernandez M., Jimenez-Munt I. Radiogenic heat production variability of some common lithological groups and its significance to lithosphere thermal modeling. Tectonophysics. 2010. v.490. iss.3/4. P.152-164.
Vitorello I., Pollack H.N. On the variation of continental heat flow with age and the thermal evolution of the continents. J. Geophys. Res. 1980. 85. P.983-995.
Weaver B.L., Tarney J. Empirical approach to estimating the composition of the continental crust. Nature. N 59. 1984. P.575-577. Андреев А.П., Бродовой В.В., Гольдшмидт В.И. и др. Глубинное строение земной коры Казахстана и методика его изучения. Изв. АН КазССР. сер. геол. 1964. Вып.4. С.3-15.
Антонюк Р.М., Ляпичев Г.Ф., Маркова Н.Г. и др. Структуры и эволюция земной коры Центрального Казахстана. Геотектоника. 1977. № 5. C. 71-82.
Балобаев В.Т. Геотермия мерзлой зоны литосферы севера Азии. Новосибирск: Наука. 1991. 194 с.
Баранов Г.М., Смыслов А.А., Харламов М.Г. Содержание радиоактивных элементов в интрузивных породах Селеты-Коржункольского района Центрального Казахстана. Тр. ВСЕГЕИ, н.с., 1963. Т.95. С.61-69.
Боганик Н.С. Радиогенное тепло земной коры Русской платформы и ее складчатого обрамления. М.: Наука. 1975. 159 с.
Боголепов В.Г.,Гуляева Н.А.,Сафин Д.А. и др. К методике поисков рудных тел на редкометальном месторождении Акчатау (Центральный Казахстан). Минералогия и геохимия вольфрамовых месторождений. Л.: Наука. 1975. С.55-65.
Верба М.Л. Сравнительная геодинамика Евразийского бассейна. СПб.: Наука. 2008. 191 с.
Голубев В.А., Лысак С.В., Дорофеева Р.П. Тепловой поток Байкальской рифтовой зоны. Тепловое поле недр Сибири. Новосибирск: Наука. 1987. С.121-137
Добрецов Н.Л., Меламед В.Г., Шарапов В.Н. Динамика регионального метаморфизма для модели простого погружения коры океанического типа. Геология и геофизика. №10. 1970. С.16-24.
Клюев О.С. Опыт геохимических поисков скрытого оруденения в районе грейзеного месторождения Акчатау (Центральный Казахстан). Геохимические методы прогнозирования и поисков рудных месторождений. М.: ИМГРЭ-ОНТИ. 1976. С. 32-53.
Коваленко В.И., Моссаковский А.А., Ярмолюк В.В. Проблема реконструкции геодинамических обстановок и петрохимическая зональность (на примере позднепалеозойского вулканического пояса Монголии). Геотектоника. №6. 1983. С.13-29.
Кутас Р.И. Поле тепловых потоков и термическая модель земной коры. Киев: Наук. Думка. 1978. 148 с.
Любимова Е.А. Новые горизонты в геотермике. Геотермические исследования в Средней Азии и Казахстане. М.: Наука. 1985. С.37-46.
Метаморфические комплексы Азии. Новосибирск.: Наука. 1977. 350 с.
Мозолева Е.Л. Теплогенерация горных пород Тянь-Шаня. Геотермия сейсмичных и асейсмичных зон. М.: Наука. 1993. С.238-245.
Ножкин А.Д., Пузанков Ю.М., Попов Н.В. и др. Теплогенерация в земной коре Алданского щита. Температура, криолитозона и радиогенная теплогенерация в земной коре Северной Азии. Новосибирск. Тр. ОИГГМ, вып. 821. 1994. С.101-112.
Сальников В.Е. Геотермический режим Южного Урала. М.:Наука. 1984. 79 с.
Смирнов Я.Б. Тепловой режим тектоносферы (объяснительная записка к карте теплового потока СССР м-ба 1:10 млн). М.-Л. ГУГК. 1980. 118 с.
Смыслов А.А., Моисеенко У.И., Чадович Т.З. Тепловой режим и радиоактивность Земли. Л.: Недра. 1979. 191 с.
Тепловое поле недр Сибири. Новосибирск: Наука. 1987. 196 с.
Титова Е.Ф., Ахмедзянов В.Р. Радиогенная теплогенерация в Западно-Арктическом регионе. Мониторинг: наука и технологии. 2012. №3 (12). С.35-47.
Хуторской М.Д. Геотермия Центрально-Азиатского складчатого пояса. М.: Изд-во РУДН. 1996. 289 с.
Хуторской М.Д., Ахмедзянов В.Р., Ермаков А.В. и др. Геотермия арктических морей. М.: ГЕОС. 2013. 232 с.
Хуторской М.Д., Поляк Б.Г. Геотермические модели геодинамических обстановок разного типа. Геотектоника. № 1. 2014. С.77-96.

Геологический институт РАН, г. Москва

Для цитирования:

Хуторской М.Д. Структура и компоненты теплового потока . Георесурсы. № 4(63) Т.2. 2015. С. 70-82.

For citation:

Khutorskoy M.D.Structure and Components of Heat Flow. Georesursy [Georesources]. No. 4(63) Vol.2. 2015. Pp. 70-82.