热流数据介绍

1、全球热流汇编

  全球的大地热流测量报道开始于1939年对南非金矿的热流研究工作(Bullard and Schonland, 1939),大洋热流最早报道于东北太平洋(Revelle and Maxwell, 1952)。Birch (1954)首次开展了全球大地热流的汇编工作,第一次汇编的全球热流总数仅为63个,随后大洋热流值出现井喷式的报道(Lee and Uyeda, 1965, Lee, 1963)。
  20世纪60年代末,Horai and Simmons (1969)汇编的全球大地热流包括474个大陆热流测点,2348个大洋热流测点,到1970年全球测点数据量达到了3127个(Lee, 1970)。随后的20年,地热学家们进一步补充和完善了热流汇编工作,但热流测点总体增加缓慢(图1)(Chapman and Rybach, 1985, Pollack and N, 1982, Davies, 1980, Chapman et al., 1979, Jessop et al., 1976, Chapman and Pollack, 1975)。
  进入90年代后,陆域热流数量再次超过了海域热流,热流测点超过了10000个,极大地丰富了地热数据库,并被地球科学家们广泛引用(Pollack et al., 1993)。新世纪以来,球谐分析法被更好的应用到全球热流汇编的进程中,并结合多种地球物理和地质的方法来揭示全球尺度的热流分布特征(Mareschal et al., 2017, Davies, 2013, Goutorbe et al., 2011, Vieira and Hamza, 2011, Davies and Davies, 2010, Shapiro and Ritzwoller, 2004)。
  2019年的数据汇编表明,全球共有可靠的热流测点64491个,其中陆域(含大陆边缘)热流数据52641个(图1.1)(Lucazeau, 2019)。
  截至2024年,全球共有热流测点91182个 (Global Heat Flow Data Assessment Group et al., 2024)。

2、中国热流汇编

  与全球范围内的热流汇编相比,中国的热流汇编起步较晚,总体工作开始于上世纪70年代在李四光部长倡导的“地热会战”中。中国科学院地质研究所 (现为中国科学院地质与地球物理研究所) 地热研究室/实验室长期从事中国大地热流数据的测量工作,并于1979年首次发表了中国第一批大地热流数据16个 (中国科学院地质研究所地热组, 1979)。
  自此之后,中国的地热学科研工作者开展了一系列的大地热流测量和汇编工作,历次汇编的详细信息见表1。

3、本次热流汇编

  2016年以来, 中国大地热流研究迎来了快速发展,热流数据大范围填补了中国热流测点的空白区,如华北克拉通东南缘、下扬子克拉通等构造单元,贵州、新疆、上海、黑龙江等地区。
  此外,在2022年的国际热流Cermak会议和2023年的IUGG大会,国际热流委员会 (International Heat Flow Commission) 指示了未来一个周期内共同构建全球热流数据库和开展热流精细评价的目标,并明确表明对中国热流数据量的期待。
  综上,本次热流数据的汇编既是中国热流研究的学者对国际热流委员会号召的响应,也是中国地热基础理论研究、地热资源开发利用和推动“双碳”目标实现的迫切需求。从本次最新的汇编结果来看,中国陆域大地热流平均值相比以往明显上升,平均值约67 mW/m2,总体与全球陆域大地热流值67 mW/m2基本一致(图1)。主要原因是本次研究并未使用简单的加权平均,而是采用了多参数质量评价体系和面积加权平均的方式进行的计算。
  新版(第五版)热流数据汇编的编号延续了第四版,由于前四版中有重复发表的数据,因此1230个编号对应的热流数据为1166个。因此,本次汇编的编号从1167号开始,其中1167-1456号为第四版汇编时未发表或遗漏的数据,1457号及之后的数据为本次汇编新增的数据。需要注意的是,第五版的数据结构与前四版的结构基本一致,包括编号、位置、经度、纬度、计算范围、地温梯度、热导率、实测热流值、校正热流值、质量类别和数据来源等11项基本参数。

  引用本文: 王一波, 刘绍文, 陈超强, 姜光政, 武金辉, 郭兰泳, 王亚奇, 张慧慧, 王朱亭, 江晓雪, 朱传庆, 左银辉, 胡杰, 张超, 何丽娟, 胡圣标, 庞忠和, 汪集暘. 2024. 中国陆域大地热流数据汇编(第五版). 地球物理学报, 67(11): 4233-4265, doi: 10.6038/cjg2024S0284 Citation: WANG YiBo, LIU ShaoWen, CHEN ChaoQiang, JIANG GuangZheng, WU JinHui, GUO LanYong, WANG YaQi, ZHANG HuiHui, WANG ZhuTing, JIANG XiaoXue, ZHU ChuanQing, ZUO YinHui, HU Jie, ZHANG Chao, HE LiJuan, HU ShengBiao, PANG ZhongHe, WANG JiYang. 2024. Compilation of terrestrial heat flow data in continental China (5th edition). Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 67(11): 4233-4265, doi: 10.6038/cjg2024S0284