基本介紹
- 中文名：地溫梯度
- 外文名：geothermal gradient
- 別名：地熱梯度、地熱增溫率
- 定義：地球內部溫度不均勻分布程度參數
- 測量方法：直接測量、人工地溫、地熱流測量
- 特殊區域：地溫異常帶
- 特殊區域代表：遼寧省東部山區桓仁縣
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相關知識
在實際工作中，通常用每深100米或1千米的溫度增加值來表示地溫梯度；在地溫異常區，也常用每深10米或1米的溫度增加值來表示地熱梯度。地殼的近似平均地熱梯度是每千米25℃，大於這個數字就叫做地溫梯度異常。近地表處的地熱梯度則因地而異，其大小與所在地區的大地熱流量成正比，與熱流所經岩體的熱導率成反比。因此，地熱梯度的區域性變化可能來源於熱流量的變化，也可能來源於近地表岩體的熱導率的變化。而在整個地球內部，地溫梯度隨深度的增加逐漸降低。
地溫梯度的倒數稱地溫增溫陡度(geothermal degree)，或稱地溫增溫級(geothermal degree)，其物理意義可以理解為溫度相差1℃時兩個等溫面之間的距離。
正梯度和負梯度
地熱梯度的方向指向溫度增加的方向，稱正梯度。
如果溫度向下即隨深度的增加反而降低時，稱負梯度。熱田鑽孔穿透熱儲層後，常出現負梯度。
地溫梯度的測量
直接測量
地溫的直接測量都是在地下條件如坑道、鑽井或海底進行。最淺是在地下1米深處測量地溫，這是一種簡易的地溫測量方法，這種地溫場的資料可用於發現異常幅度大而且埋藏淺的地熱田。直接探測隱伏地下儲熱構造，往往在10~30米或50~100米淺井內進行地溫和地溫梯度測量。這個深度的地溫場資料，可以反映不同異常幅度和不同埋藏深度的熱儲構造。更深的地溫場(如300~ 1000米)則用於研究區域構造、深部地熱資源和油氣田。例如中國華北平原北部地溫梯度等值線圖上的地溫異常，反映了深部地熱資源和油氣田。
人工地溫法
地溫法勘探主要測量地表和地殼的天然溫度場。象電法和地震勘探一樣，地溫法也可以用人工造成一個局部溫度場，以研究一定地質問題。井中溫度擴散法就是一種常用的人工地溫法。往井中注入定量熱(或冷)水後,過一定時間重複測量全井溫度變化，可以研究含水層。這種方法在地下含水層礦化度較高而不能採用常規的鹽擴散法時更為有效。往一口井中注入熱(或冷)水，而觀測周圍井溫度變化，可以計算含水層導水能力，研究含水層儲能空間和儲能效率，研究地熱田熱儲的開發壽命等。
地熱流測量
地殼的溫度場受許多干擾因素影響。地溫梯度則與岩石熱導率有關，因而這些資料的套用受地區和時間的限制，而不利於全國或全球的對比。地熱流值是一種理想的參數。
地溫梯度異常帶
地溫梯度異常可以用來研究地質構造的特徵，同時對研究礦產（金，石油等）的形成與分布也有重要作用。
遼寧省東部山區桓仁縣境內便處於地溫異常帶。這條"地溫異常帶"一頭開始於渾江左岸滿族鎮政府駐地南1.5千米處的船營溝里，另一端結束於渾江右岸寬甸縣境內的牛蹄山麓。整個"地溫異常帶"長約15千米,面積約10.6萬平方米。夏天到來時，"地溫異常帶"的地下溫度開始逐漸下降。在氣溫高達30℃的盛夏，這裡地下一米深處，溫度竟為零下12℃，達到了滴水成凍的程度。
入秋後，這裡的氣溫開始逐漸上升。在隆冬降臨、朔風凜冽的時候，"地溫異常帶"卻是熱氣騰騰。人們在任家山後的山岡可以看到，雖然大地已經封凍，但是種在這裡的角瓜卻依然是蔓葉壯肥，周圍的小草也還是綠色的。任家在這個地方平整了一塊地，在上面蓋上塑膠棚，在棚里種上大蔥、大蒜，蒜苗已割了兩茬，大蔥長得翠綠。經過測定，發現在這個棚里的氣溫可保持17℃，地溫保持15℃。在這小岡上整個冬春始終存不住雪。
中國還有一個具有這種特性的地方，是在河南林縣石板岩鄉西北部的太行山半腰一個海拔1500米叫"冰冰背"的地方。在這裡，陽春三月開始結冰，冰期長達5個月;寒冬臘月，卻又熱浪滾滾，從亂石下溢出的泉水溫暖宜人，小溪兩岸奇花異草，鮮艷嫩綠。
