Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геофизическая изученность Урала 9
1.1. Тепло Земли и исторический обзор геотермических исследований 9
1.2. Исторический обзор сейсмических исследований и ГСЗ на Урале 15
1.3. Гравитационное поле 20
1.4. Магнитное поле 31
1.5. Палеомагнитные исследования 40
1.6. Палеогеография Урала 42
1.7. Палеотермометрия 50
1.7.1. Палеотермометрия Тагильского прогиба 50
1.7.2. Тепловой поток разлома Сан-Андреас 54
Глава 2. Методика измерения температуры, теплопроводности и вычисления плотности теплового потока 57
2.1. Аппаратура 58
2.1.1. Измерение температуры 58
2.1.2. Кварцевый термометр и термоградиентометр 60
2.1.3. Скважинный термоградиентометр 61
2.1.4. Канал измерения температуры 65
2.1.5. Термометре автоматической калибровкой 68
2.1.6. Методы и приборы для измерения теплопроводности образцов керна 69
2.2. Определение плотности теплового потока 73
Глава 3. Комплексирование температурных измерений с гелиевым и акустическим каротажом 78
3.1. Комплексирование температурные измерения с гелиевым каротажом 78
3.2. Температурные и акустические измерения в скважинах на примере Гежского месторождения 98
Глава 4. Карта распределения теплового потока на Урале для глубин 1 км 113
4.1. Каталог геотермических данных 113
4.2. Карта теплового потока 113
4.3. Температурные особенности Уральской Складчатой Системы 125
4.3.1. Магнитогорский прогиб 126
4.3.2. Месторождения Тагильского прогиба 133
4.3.3. Верхне-Уфалейская моноклиналь 146
4.4. Термическое состояние древнейших на Урале пород -Тараташский массив 151
4.5. Оценка времени после окончания действия теплового источника 152
4.5.1. Оценка суммарной мощности теплогенерирую- щих элементов 153
4.5.2. Палеоклимат 154
4.5.3. Вертикальные движения 154
4.5.4. Основность 155
Глава 5. Причины низкого теплового потока Уральской геосинклинали 158
Глава 6. Изменение теплофизических параметров горных пород с глубиной 171
6.1. Расчет коэффициента теплопроводности 171
6.2. Моделирование температурного разреза 176
Глава 7. Спектрометрические исследования содержания U, Th,
К на месторождениях Урала 180
Заключение 200
Приложение 202
Литература
- Гравитационное поле
- Кварцевый термометр и термоградиентометр
- Температурные и акустические измерения в скважинах на примере Гежского месторождения
- Термическое состояние древнейших на Урале пород -Тараташский массив
Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение теплового состояния недр - одна из важнейших задач геофизики. Все физические свойства горных пород зависят от температуры. Температура недр определяется распределением теплогенерирующих элементов, что прямо связано с основностью пород плотностью, с гравитационной аномалией. Температура является определяющим фактором в реалогических свойствах пород пластической или разрывной деформации. Отсюда следует возможность определения глубин очагов возможных землетрясений. Изменение физических характеристик минерального вещества при воздействии высоких температур и давлений, соответствующих глубинным слоям Земли, необходимо для решения фундаментальных и прикладных вопросов геофизики. Возрастание температуры с глубиной определяет изменение с глубиной плотности пород, магнитные свойства, все физико-химические процессы взаимодействия флюидов с веществом, процессы растворимости и массопереноса. Такой благородный металл, как золото, встречающийся в самородном виде, при температуре выше 105 С и наличии иона хлора, превращается в легко мигрирующее соединение. Тектоника, магматизм, метаморфизм, нижняя граница магнитоактивного слоя, глубина до границы Мохо, лик нашей планеты - все эти процессы управляются температурой недр. Тепловое поле «инерционно», и выравнивание температуры в слое мощностью 50 км происходит за миллионы лет, и на сегодняшний день оно хранит память прошедших тектонических событий.
Изучение распределения теплового потока на Урале имеет важное значение для построения наиболее точной геолого-геофизической модели этого региона. Урал, как структура, образованная за счёт сближения трёх континентов Европейского, Сибирского и Казахстанского, прошёл длительную эволюцию земной коры в процессе её становления преобразования.
Цель работы. Изучение распределения теплового потока и глубинных температур на Урале и прилегающих регионов. Выяснение природы выявленных низких тепловых потоков. Построение карты теплового потока. Разработка аппаратуры для измерений градиентов температуры и температуры в скважине.
Основные задачи исследований
1. Детальное исследование распределения теплового потока на Урале:
измерение температур в скважинах, расположенных во всех структурно-тектонических зонах первого порядка на Урале и прилегающих регионах;
измерение теплофизических свойств кернового материала и вычисление плотности теплового потока.
2. Создание аппаратурного комплекса и методики определения тепло
вого потока. Комплексирование температурных измерений с гелиевым и
акустическим каротажом.
3. Анализ факторов, влияющих на температуру недр Урала.
Прямое спектрометрическое измерение распределения радиогенных
элементов в скважинах осевой зоны Урала.
4. Построение геотермических моделей литосферы.
Научная новизна
Созданы кварцевый термометр и термоградиентометр для сква-жинных измерений температуры.
Разработан, создан термометр и получено авторское свидетельство на способ реперной калибровки термометров в скважине.
Создана аппаратура для измерения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности для метода бесконтактного сканирования.
Проведены систематические измерения плотности теплового потока по 250 скважинам, которые расположены во всех структурно тектонических зонах Урала, Русской платформы и Западно-Сибирской платформы.
Проведены скважинные спектрометрические измерения содержания U, Th, К на месторождениях, расположенных в осевой зоне Урала и рассчитана удельная теплогенерация разреза.
Построена карта теплового потока Урала и сопредельных территорий в программе GMT.
Исходные данные и личный вклад автора
Исследования выполнены в период с 1972 по 2005 год в Институте геофизики УрО РАН. Автором поставлены задачи, решение которых представлено в данной работе. Автор принимал личное участие на всех этапах исследования, начиная от организации и проведения экспедиционных работ до подготовки публикаций и представления докладов на Российских и международных конференциях. Первые работы автора выполнены под руководством члена-корреспондента РАН Ю. П. Булашевича. Вся созданная и используемая в полевых исследованиях аппаратура разработана автором. Весь фактический материал по измерению температур в скважинах (более 250 на 54 месторождениях) и теплофизических характеристик керна получен автором при проведении полевых работ в ходе выполнения программы исследования плотности тепловых потоков основных уральских структур. Карта теплового потока построена автором. При проведении сква-жинных измерений определения концентрации гелия в подземных водах выполнены А. К. Юрковым.
Автором проведена обработка полевого материала по спектральному анализу распределения радиоактивных элементов в земной коре Урала, при полевых измерениях использован скважинный спектрометр, разработанный к.т.н. Ю. Б. Бурдиным и В. А. Большаковым.
Построение геотермического разреза по профилю ГРАНИТ проведено совместно с д.ф-м.н. Ю. В. Хачаем.
Палеоклиматические исследования проведены совместно с Д. Ю. Демежко, Д. Г. Рыбкиным и А. К. Юрковым.
В работах, опубликованных с соавторами, диссертанту принадлежит планирование эксперимента, наблюдённые данные и обсуждение результатов.
Апробация работы и публикации. Основные результаты диссертационной работы докладывались автором на Всесоюзном геотермическом совещании (Свердловск, 1980); на региональной конференции «Геотермия и её применение в региональных и поисково-разведочных исследованиях» (Свердловск, 1989); Международной геофизической конференции и выставки SEG-EAGO (Санкт-Петербург, 1995); Warming in the Northern Urals in 18th Century Inferred From Geothermal Measurements (IUGG XXI General Assembly, Boulder, USA, 1995); HI Международной конференции «Тепловое поле Земли и методы его изучения» (Москва, 1997); Международной конференции «Тепловое поле Земли и методы его изучения» (Москва, 2000); Научных чтениях памяти Ю. П. Булашевича (Екатеринбург, 2001, 2003, 2005); Международных конференциях «The Earths Thermal field and related research methods» (Москва, 2000, 2002); VIII Научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа» (Березово, 2004).
Основные результаты работы внесены в три научных отчета. По теме диссертации опубликовано 41 работа и получен патент.
Защищаемые положения. На защиту выносятся следующие научные положения:
1. На основе разработанной автором скважинной аппаратуры для геотермических исследований и обширном уникальном экспериментальном материале (более 250 скважин глубиной 1-2 км и сверхглубоких скважин) с привлечением результатов измерений теплового потока по опубликованным литературным данным, составлена карта теплового потока значительной территории(48 - 72 с.ш. 48 - 72 в.д.), наиболее полно отражающая особенности теплового режима в Уральском регионе.
2. Установлено, что в пределах Тагильской и Магнитогорской вулка
ногенных мегазон Урала наблюдается аномально низкий тепловой поток
(менее 30 мВт/м ), в то время, как в области пространственно совпадаю
щей с Верхнее-Уфалейским синклинорием, выявлено увеличение его зна-
чения до 38 мВт/м , что свидетельствует о различии в глубинном строении в пределах этой территории.
3. На основании прямых скважинных спектрометрических измерений
содержания теплогенерирующих элементов U, Th, К в областях с пони
женным тепловым потоком, автором рассчитана удельная теплогенерация
пород и охарактеризован наиболее характерный диапазон низких содер
жаний U,Th,K для пород центральных зон Урала. Эти результаты позво
ляют более обоснованно полагать, что основной причиной низких тепло
вых потоков является низкая теплогенерация пород земной коры на всю её
мощность.
Объём и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы из 138 наименований, включая 124 рисунка и 3 таблицы.
Работа выполнена в лаборатории ядерной геофизики Института геофизики УрО РАН.
Автор искренне благодарен своему учителю и наставнику Ю. П. Булашевичу за постановку задачи и многолетнюю плодотворную совместную работу, постоянную поддержку и внимание. Глубокую признательность автор выражает В. И. Уткину, А. К. Юркову, И. В. Ладовско-му, Д. Ю. Демежко, Ю. В. Хачаю, В. В. Николаеву.
Гравитационное поле
Гравитационное поле Урала, наряду с сейсмическими исследованиями, является сейчас наиболее изученной геофизической характеристикой (рис. 1.5). Главное направление использования результатов гравиметрических съёмок - построение плотностных моделей разного иерархического уровня. Высокая эффективность применения гравиметрии при изучении геологического строения крупных регионов была показана ещё в 1933 году академиком А. Д. Архангельским (Архангельский, 1933). Однако очевидным было и то, что решение обратной задачи гравиметрии даже в простейших случаях неоднозначно. Гравитационное поле создаётся не одним, а несколькими объектами. Привлекаются данные сейсмометрии для определения границ разноскоростных слоев, подразумевается - с разной плотностью. Далее привлекается весь геологический материал по району.
Многолетняя практика проведения гравиметровых наблюдений на Урале показала, что надёжные результаты могут быть получены при изучении крупных объектов, выходящих на дневную поверхность, т. е. когда известно положение границ и плотность пород. Такими являются интрузивные массивы и крупные структуры.
Переход от скорости к плотности при разных давлениях и температурах и существенной анизотропии строения коры весьма приблизителен. И всё же основная тенденция - большим плотностям соответствуют большие скорости - очевидна. Например, на Свердловском пересечении подъёму поверхности базальтового слоя в осевой части Урала соответствует локальное понижение скорости внутри его от 6,8 до 6,5 км/с.
Существенно большую информацию даёт использование сейсмометрии совместно с гравиметрией. Сейсмический разрез, представленный в виде изолиний скоростей или блоками различной формы, охарактеризованными определённой скоростью, принимается за основу. По ним подбирается плотность пород для каждого блока или слоя такая, при которой расчётная кривая Ag от сейсмического разреза соответствовала бы измеренной. В этом подходе чаще всего встаёт проблема выбора подходящего значения плотности. Между скоростью распространения сейсмических волн и плотностью пород существует корреляционная связь. Параметры её неодинаковы для различных типов пород и разных регионов.
Первые измерения гравитационного поля Урала были проведены Уральским геологическим трестом, Южно-Уральским геологическим управлением в 30-х годах и специалистами Института геофизики УрО РАН А. А. Кузнецовым и И. Ф. Тавриным в 60-х годах. В результате работ была оценена мощность отдельных толщ и характер их залегания: мощность баймак-бурибаевской свиты не менее 5 км, ирендыкская свита погружается на восток и мощность увеличивается с 1,5 до 4 км. В районе Магнитогорска наибольшая мощность эффузивно-осадочных толщ оценена в 9 км в западном борту, в районе Гая 7-8 км (Кузнецов, Таврин, 1960). После проведения этих работ стало ясно, насколько зависят результаты интерпретации от геологической концепции, положенной в ее основу.
При пересечении Тагильского синклинория по кривой силы тяжести стало понятно, что региональная аномалия может быть объяснена только с учетом глубинных источников. Было высказано предположение, что массивы габбро на западе и востоке от г. Н-Тагила соединяются на глубине и подстилают эффузивно-осадочный комплекс, мощность которого была оценена в 8 км. Далее на восток Тагильский профиль пересёк Салдинское поднятие, сложенное лёгкими слюдистыми гнейсами Pzi и сланцами Sln. Была зафиксирована интенсивная положительная аномалия, объяснить которую без привлечения пород с повышенной плотностью на небольшой глубине не представлялось возможным. После этих измерений остро встал вопрос о плотностных характеристиках палеозойского фундамента Уральской геосинклинали. С этой целью в 1964 году проходится Тараташский профиль, где обнажаются самые древние на Урале гнейсы и кристаллические сланцы, возраст которых оценивается как архейский и измеренная плотность колеблется от 2,80 до 2,85 г/см . Положительная (45 мГал) аномалия прослеживалась на восток через Уфалейский гранито-гнейсовый комплекс, Тагило-Магнитогорский синклинорий и постепенно затухала к востоку (Беллавин, 1967).
При интерпретации показано, что западное погружение гнейсов крутое, а восточное пологое. По расчётам они подстилают Уфалейский комплекс на глубине 2-3 км, и уходят под эвгеосинклинальные отложения на восток, образуя палеозойский фундамент Уральской геосинклинали. Позднее данными ГСЗ эти глубины были подтверждены.
Кварцевый термометр и термоградиентометр
В качестве датчиков для прибора были применены линейные термочувствительные кварцевые резонаторы с углом среза YXBL (1054 , 945 ), разработанные в России. Датчик имеет размеры металлического корпуса 11 х 13x4 мм, и заполнен гелием для уменьшения постоянной времени. Использование данного среза позволило снизить неидентичность температурного коэффициента частоты (ТКЧ) до 0,3%, практически из десяти датчиков 1-2 пары обладают одинаковым температурным коэффициентом частоты (ТКЧ), равным 1 кГц/С. Для снижения собственного дрейфа вследствие старения и уменьшения гистерезиса датчики подвергались термотренировкам. Природа гистерезиса полностью не выяснена. Ни одна из наиболее возможных причин гистерезиса: процессы сорбции на кристалле, механические напряжения в держателях и на границе кристалл-электрод, дефекты кристалла - не объясняют явления удовлетворительно. Погрешность гистерезиса St = L(tmax - tmin) = LAt, где L - коэффициент нецикличности термодатчика, который лежит обычно в пределах от 0,5 до 1,5 10" (Пекарь, 1976).
Оценим погрешность, обусловленную гистерезисом при At = 100 С и L=l - 10-4 - 5t = 0,001 С. Гистерезисная ошибка может быть снижена методическим путём, например, путём проведения записи кривых при спуске и подъёме прибора, т. е. при увеличении или уменьшении температуры. Другим источником ошибки является погрешность, вызванная перегревом резонатора. Эклектическая мощность, выделяемая в активном сопротивлении резонатора, превращается в тепло, создающее перегрев терморезонатора относительно окружающей среды. Коэффициент перегрева тем выше, чем хуже условия отвода тепла от пъезоэлемента. В зависимости от конструкции пъезорезо-натора и окружающих условий меняется в пределах от 0,05 до 1 С/мВт. Поэтому, если на возбуждение резонатора затрачивается мощность 1 мВт, то перегрев составляет 0,1-0,15 С. Если же уровень мощности возбуждения дополнительно дрейфует в пределах 10%, то возникают случайные погрешности измерений на уровне 0,01-0,015 С. Необходимо подчеркнуть, что требуется снижение уровня возбуждения и стабилизации мощности рассеяния, поскольку последняя может варьировать и при постоянном токе вследствие изменения сопротивления потерь. Рассчитаем рассеиваемую мощность.
Зададим ток эммитера - 1 мА. При коэффициенте усиления 50 ток базы составит 0,02 мА. Ток базы третьей гармоники составит менее 0,004 мА. Сопротивление кварцевого резонатора - 25 Ом. Мощность, рассеиваемая в кристалле резонатора, составит /2 p=i$i.r =0,02мкВт. 2 кв Количество тепла, выделяемое в датчике описываемого прибора, соответствует ошибке 4,0 10 С.
Следующая проблема - нелинейность. Некоторая нелинейность присуща применённым датчикам среза YXBL (1054 , 945 ), она описывается единым уравнением и может учитываться стандартными поправками с погрешностью не более 0,07 С в диапазоне от 0 до 100 С. Для сравнения -платиновые термометры сопротивления имеют нелинейность, достигаю щую 0,55 С в диапазоне от 0 до 100 С, что не помешало им занять лидирующее место в температурных измерениях, за счёт долговременной стабильности и табулирования сопротивления. На изменении сопротивления платиновых датчиков температуры основана международная практическая температурная шкала (МПТШ).
Проведённый анализ имеющихся данных и лабораторных градуировок свидетельствует о том, что кварцевые датчики температуры по важнейшим показателям - диапазону измеряемых температур, абсолютной и относительной погрешности, тепловой инерции и габаритам не уступают лабораторным и образцовым термометрам, реализованным на других физических принципах, и, как правило, значительно превосходят технические термометры промышленного типа. По быстродействию кварцевые датчики проигрывают термисторам и термопарам и, примерно, эквивалентны многим типам платиновых и медных термометров. Чувствительность кварцевых термодатчиков намного выше, чем у подавляющего большинства существующих термометров, в том числе и у платиновых термометров сопротивления.
Принципиальная схема термоградиентометра рис. 2.6 содержит два измерительных генератора на транзисторах VT1 - VT6, собранных по схеме ёмкостной трёхточки. Схемы обоих генераторов идентичны, поэтому рассмотрим одну из них.
Температурные и акустические измерения в скважинах на примере Гежского месторождения
На Гежском месторождении углеводородов в скважинах №№ 213, 232, 406, 500, 503, 510 В. В. Дергачевым проведены измерения акустических шумов, которые обработаны А. К. Трояновым. Температурные измерения по скважинам проведены автором.
При сопоставлении термограмм и акустического каротажа будем пользоваться следующими рассуждениями.
Объём, в котором измеряется температура, и объём, в котором находится источник шумов, не всегда пространственно совпадают.
Любое движение вещества (нефти, воды, газа) создаёт акустический шум. Частота шумов зависит от многих параметров вещества, в том числе и от вязкости. Движущиеся газ и вода создают аномалии в более высокочастотном диапазоне (экспериментально было установлено, что это полоса 500-2500 Гц), нефть и эмульсия, чаще всего, «шумят» в низкочастотном диапазоне 100-500 Гц.
Поскольку скважинный прибор не ориентирован в пространстве, то приводим для рассмотрения величину модуля горизонтальных компонент.
Повышенные значения вертикальной компоненты свидетельствуют о наклонном движении.
Все температурные аномалии обусловлены: 1. При стационарном тепловом потоке - только коэффициентом теплопроводности, который является характеристикой среды, а значит и характеристикой горных пород. 2. При нестационарном тепловом потоке - наличием источника тепла, не горизонтальным течением флюида, дросселирующим эффектом.
На рис. 3.14 показан разрез Гежского месторождения. Продуктивными являются отложения трещиноватых известняков ярусов франа-фомена верхнего девона и турне нижнего карбона. Выше залегают известняки башкирского яруса среднего карбона, вмещающие нефтяную залеж, но меньшего объёма.
Рассмотрим сводные термограммы по всем исследованным скважинам (рис. 3.15). В интервале глубин 0-200 м доминирующее влияние оказывает палеоклимат. На глубине 950-1000 м происходит уменьшение градиентов температуры с 20 до 10 С/км, что обусловлено сменой литологии и купольной структурой. Купольное поднятие влияет на направление векторов теплового потока - подобно собирающей линзе в световой оптике. Вектора отклоняются к середине купола. Интервалу 1580-1720 м соответствуют «работающие» нефтяные пласты.
По скважине 213 были измерены температуры и три компоненты X, Y, Z акустических шумов в высокочастотной (v) и низкочастотной (п) областях.
По градиенту температуры (рис. 3.16) выделим интервалы 800-900 и 1550-1680 м. Отношение высокочастотной компоненты вертикальной к горизонтальной на глубине 820 м позволяет говорить о наклонном движении газа и воды, а аномалии модуля высокой частоты Zv/Zn подтверждают это (рис. 3.17).
Интервал 1180-1700 м по модулю высокой частоты и отношению Zv/Zn может быть выделен, как среда с большим газовым фактором.
На глубинах 760-790 м (рис. 3.20, 3.21) наблюдаются аномалии на градиенте температуры и на кривой горизонтальной компоненты НЧ. Это указывает на наклонное движение нефти по пласту, причём за колонной. При движении в НКТ градиент температуры более сглаженный, а тут он резко дифференцирован. На глубинах 1350-1720 м большая зона, которая выделяется по ВЧ (X и Z) и по НЧ (X), вероятней всего, это коллектор, по которому идёт движение нефти, газа, эмульсии и воды.
В интервале глубин 450-750 м (рис. 3.22) по анализу горизонтальных составляющих и отношению вертикальных компонент вероятно движение газа и воды. На более глубоких горизонтах всё спокойно. На рис. 3.23 представлены вычисленные значения модуля высокочастотных и низкочастотных шумов.
Термическое состояние древнейших на Урале пород -Тараташский массив
Тараташский массив дорифейских пород Урала выходит на современный эрозионный срез в южной части Уфимского амфитеатра на севере Башкирского мегасинклинория в пределах Центрально-Уральского поднятия. Это поднятие с востока примыкает к Тагило-Магнитогорскому погружению, т. е. к западной части Уральской эвгеосинклинали. На западе Центрально-Уральское поднятие отделяется от Предуральского прогиба Западно-Уральской зоной складчатости. Породы Тараташского массива глубоко метаморфизованы. Наиболее древний компрекс пород с абсолютной датировкой 320 млн лет представлен инъекционными гнейсами, маг-матитами, амфиболитами, габбро-амфиболитами и гибридными породами. К низам протерозоя относится комплекс пород, представленных очковыми гнейсами, сланцами, дайками диабазов, железистыми кварцитами, изменёнными пироксенитами.
Породы, слагающие Тараташский массив, сопоставляют с породами Балтийского и Украинского щитов и с породами дорифейского фундамента Русской платформы. Поэтому возможно, что тепловой поток на Тара-ташском массиве ниже, чем на Русской платформе, где вносят вклад породы, лежащие на древнем фундаменте. Впрочем, степень метаморфизма Тараташского массива и фундамента платформы может быть разной.
Измерения температуры и концентрации гелия были проведены в трёх необсаженных скважинах в северной части массива. Относительные превышения устьев скважин в пределах 30 м, при расстоянии между ними 3-5 км. Выстойка скважин превышала два года. Во всех скважинах, начиная с глубины 300 м, концентрация гелия довольно велика и составляет 1-2 мл/л, что указывает на отсутствие нисходящего движения вод. Первоначально предполагалось (Булашевич, Щапов, 1983), что возрастание градиентов температуры с глубиной связано с очень малыми скоростями (1 см/год) нисходящего потока вод. Для определения теплового потока выбран интервал глубин 800-1100 м, как наиболее пригодный для вычисления потока, а в верхние интервалы введена поправка за движение вод. Величина вычисленного потока равна 40 мВт/м . Позднее Д. Ю. Демежко объяснил увеличение градиентов температуры с глубиной влиянием па-леоклимата (Демежко, 2001).
Наиболее дифференцированная геотермическая характеристика наблюдается вкрест простирания уральских структур.
Кондуктивный поток тепла равен произведению градиента температуры на коэффициент теплопроводности. Теплопроводность в меньшей степени влияет на тепловой поток, чем градиент температуры. Средние значения коэффициентов теплопроводности по скважинам Ново Елхов-ская 2009 и СГ-4 близки и составляют 3,0-3,5 Вт/м-К (см. рис. 4.5, 4.7), величина коэффициента теплопроводности по скважинам Повховского месторождения - 2,0 Вт/м-К (см. рис. 4.12.). В этих скважинах температуры на глубине 5 км имеют значения 125, 76, 153-182 С (температура по скважине в Западной Сибири экстраполирована), соответственно. Такая значимая разница на глубине 5 км, наиболее вероятно, может быть обусловлена только разницей в тепловых потоках.
Рассмотрим геологические провинции Урала с точки зрения соотношения: плотность теплового потока - время последней тектонической активизации
Оценим характеристическое время выравнивания температуры по критерию Фурье т h2/4a, принимая величину h равную мощности коры е J в 60 км, коэффициент температуропроводности а = 2-Ю" км /год. Вычисления дают 45 млн лет, а это по геохронологической шкале - средина палеогена. Из геологии Урала известно, что к концу палеозоя (248 млн лет) вся магматическая активность в эвгеосинклинали затихла. Дальнейшее развитие было связано с горизонтальными и вертикальными движениями.
В пределах Печорской плиты последние тектонические события относятся к концу перми началу триаса. В основании нижнего триаса присутствуют два или три покрова базальтов (возраст 200-245 млн лет).
Для Западно-Сибирской плиты отмечено, что перестройка земной коры, при которой огромные массы глубинного базальтового вещества были излиты на поверхность и явились одной из основных причин образования в мезозойско-кайнозойское время прогиба на территории Западно-Сибирской плиты. Эти события датируются 140 млн лет.
Время действия теплового источника завершилось на территории Печорской плиты 200 млн лет. Западно-Сибирской - 140 млн лет и в пределах Урала - 248 млн лет.
Приведённые оценки подтверждают эту зависимость - величина теплового потока в более молодых провинциях выше.