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地热应力

  地热应力(geothermal stress)是指地球温度所引起的地壳或地球内的应力。

  地球各处的温度不同,其表面与深部的温差较大,在热异常地区温度的差别更大,各种岩石受热后力学性质将伴随发生变化。它们的膨胀程度也不尽相同,而且每因周围条件的限制,有些岩石不能自由膨胀。这些原因都使地球或地壳产生热应力。地热应力对地壳构造运动有一定影响,对其进行研究,对工程地质、水文地质和地震地质等都很重要,但尚未广泛开展。

  简介

  地热应力(geothermal stress)是指与构造运动密切相关的一种应力,而不是指地表附近局部地温变化引起的地温应力,后者属于非构造应力研究范围。

  地球内部温度

  地壳在常温层以下几十公里厚度内,一般温度随着深度增加逐渐升高。各处地热增温率有时差别很大,但大部分地区每增深100m增加2-5℃,平均为3℃。根据地壳深处各层的导电性和导热性推断,地壳的增温率由上往下逐渐变小,15km深处平均每深100增温2℃,;25kin深处平均每深100m增温1.5℃,再深每100m增温仅为0.8℃。依此推断至地壳底部,温度约为900-1000℃,至100km深处的地幔上部可达1300℃±,恰好与火山熔岩的温度1100-1300℃接近。由此可以看出,地壳内部垂直方向温度变化的概况。更为引起我们重视的是在相同深度的不同温度变化,它常常引起岩石的伸缩不均匀,从而导致地热应力的变化。1

  影响因素

  影响温度变化的因素很多,主要有地质构造条件、岩石的导热性能、放射性元素的蜕变、火山与岩浆活动、变质作用、水文地质等。1

  起源

  关于地热的起源说法甚多,如原始地球的“残余热”、放射性元素蜕变热、地球转动热、重力分异热、化学反应热以及结晶热等等。可以看出地热的来源很可能是多种原因,受各种因素决定。然而最为密切者当为地壳运动与深部物质运动。由于地热分布的不均匀性,地壳内部物质的对流和运动,不同岩石受热后伸缩的不均等,必然导致深部地热应力的产生。有关它的分布变化规律及其影响因素等,都有待进一步深入研究。1

  本词条内容贡献者为:

  刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院

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