理論地熱學

理論地熱學（theoretical geothermics）是探索特定地質體的殼幔熱結構、深部熱狀態和岩石圈構造熱演化的形成機理和控制因素等地學基礎理論課題的一門學科，其最基本的物理參數是熱流密度。

基本介紹

• 中文名：理論地熱學
• 外文名：theoretical geothermics
• 定義：研究地球熱運動的一門學科
• 基本參數：熱流密度
• 套用意義：震源研究、地熱資源開發
• 套用學科：地熱學

簡介

地球內部蘊藏著巨大的熱能，它通過火山爆發、間歇噴泉、溫泉等途徑源源不斷地向地表散發。據取得的大量資料證明，高溫地熱資源的分布往往與近代火山活動、地殼斷裂作用及年青的造山運動緊密相關，而且與地殼板塊的邊界和全球地震帶的輪廓相一致。理論地熱學（theoretical geothermics）就是以研究地球熱運動為對象的一門獨立的學科，地熱基礎理論的研究已為地熱資源的勘查與評價打下了紮實的基礎，成為地熱工作的先導。

地球的熱場

地球的熱場也稱為地球的溫度場或地熱場，是地球的物理場之一。它表示地球內部各層中溫度的分布狀態。

地球熱場的數學表示式如下：

式中 為空間坐標， 為時間。大量的測量數據表明，越往深處地溫越高。從地球表面到地心可分為地表、地幔和地核三層，各層溫度分布狀態和熱場特徵都各不相同。地殼中溫度分布的狀態大致可分為三帶：即變溫帶、常溫帶及增溫帶。

表征地熱場並展示地球內部熱狀態的物理量之一是大地熱流。它是指單位時間內通過地球表面單位面積散失的熱流量。熱流值與構造形成的時代無關，而與新構造活化相關。經受多次活化的不同時代的構造具有偏高熱流，而沒有參與這些作用的構造，儘管是不同時代（從元古代到中生代）形成的構造，實際上它們的熱流值沒有什麼差別。

地熱異常與板塊構造的關係

根據板塊構造學原理，地球的剛性外殼（即岩石圈，厚約80km）破裂成幾個板塊，其中有7個非常大的板塊和12個小板塊。所有板塊都在它們比較粘的基底（即軟流圈）上滑動，相互干擾出現於板塊的邊界上，即發散板塊邊界（擴張脊）、聚斂板塊邊界（消減帶）和轉換斷層上。在第一種邊界上，上涌的熔融物質形成新地殼，在第二種邊界上，一個板塊滑向另一板塊之下，沿轉換斷層則兩個板塊作相對水平運動。只有前兩種邊界干擾才會出現岩漿活動及伴生的地熱活動。

地熱與地震

在地震研究中可以認為熱因素參與地震孕育發展的全過程。無論是在地震能量的積累過程中，還是在岩石破裂的瞬間都有熱量的作用。因此，查明地球熱場的規律，對於研究震源物理和探索地震預報都具有重要意義。