Двовимірні аномалії теплопровідності

Двовимірні аномалії теплопровідності й вертикальні зміни теплового потоку

Ф. У. Джоунз і Є. Р. Оксбург

Короткий зміст. Виміру теплового потоку проводяться, як правило, у вертикальних шпарах; при цьому допускається, що весь потік тепла спрямований нагору паралельно шпарі. У багатьох звичайних геологічних ситуаціях, коли породи з різко різною питомою теплопровідністю залягають похило або не утворюють поблизу шпари безперервних шарів, це допущення неправомірне.

Ми використовували чисельні методи, щоб вивчити двовимірну картину теплового поля там, де воно виразно пов'язане з різними геологічними структурами, що часто зустрічаються: з лінзоподібним тілом, з парою таких тіл різної конфігурації й із серією складок.

Вертикальна складова теплового потоку, обмірювана по будь-якому вертикальному профілю, може несподіваним образом мінятися внаслідок причин, які важко встановити по особливостях поверхневої геології або по розрізу шпари

Самий звичайний спосіб виміру кондуктивного земного теплового потоку полягає у визначенні вертикального градієнта температури у свердловині й у використанні залежності q =kb, де q - тепловий потік, b - обмірюваний температурний градієнт, а k - середній коефіцієнт теплопровідності для пачки шарів гірських порід, поперек якої обмірюваний температурний градієнт

Зазначена залежність застосовна тільки для достатніх глибин, де близповерхностные нестаціонарні впливи вже не відчуваються, і, звичайно, тільки для умов, коли потік тепла можна вважати одномірним, тобто коли теплове поле однорідне й вектор потоку нормальний до плоскої поверхні охолодження.

Добре відомо, що рельєф денної поверхні обумовлює відхилення від цієї ідеальної ситуації й виникнення латеральних потоків тепла в поверхні: над височинами вертикальні температурні градієнти, а виходить, і тепловий потік, як правило, бувають зниженими, а під долинами підвищеним.

Методика внесення у вертикальний геотермічний градієнт виправлення на вплив, що спотворює, рельєфу добре розроблена (див., наприклад, ), і застосування таких виправлень у багатьох випадках дозволяє згладити гадані розбіжності між значеннями теплового потоку, обмірюваними на різних глибинах і між різними ділянками однієї й тієї ж площі

Розділи