Радиогенная теплогенерация в породах кристаллического фундамента Беларуси

  • Владимир Игнатьевич Зуй Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Елизавета Ивановна Лосева Научно-производственный центр по геологии, ул. Академика Купревича, 7, 220084, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Плотность теплового потока – наиболее важный параметр, характеризующий термический режим литосферы. Распределение плотности теплового потока в земной коре и верхней мантии меняется с глубиной. Формирование потока включает два одновременных процесса: поступление первой его части из мантии в основание коры, а также генерацию второй части в породах, слагающих земную кору, за счет распада радиоактивных изотопов. Этот процесс известен как производство радиогенного тепла. Основную часть теплогенерации в земной коре обеспечивают долгоживущие изотопы урана, тория и калия. Другие радиоактивные изотопы учитываются редко. Большинство исследователей не принимают во внимание теплопродукцию в пределах неглубокого осадочного чехла, перекрывающего земную кору. Территория Беларуси относится к докембрийской Восточно-Европейской платформе. Ее кристаллический фундамент перекрыт достаточно тонкими отложениями. В нем пробурен ряд скважин по неравномерной сети. Из поднятого керна отобраны более 420 образцов горных пород кристаллического фундамента, которые исследованы в целях определения концентрации долгоживущих радиоактивных изотопов в лабораторных условиях с помощью гамма-радиометра РУГ-91М «Адани». Уровень расчетной теплогенерации варьирует в широких пределах с тенденцией к более высоким значениям у кислых кристаллических пород. Намного меньшие показатели тепловыделения характерны для пород основного состава. На практике возможно получение образцов породы только для самых верхних вскрытых бурением горизонтов земной коры. В связи с отсутствием образцов кристаллических пород для всего разреза земной коры широко используются несколько моделей изменения количества теплопродукции с глубиной исходя из значений скорости продольных сейсмических волн.

Биографии авторов

Владимир Игнатьевич Зуй, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор геолого-минералогических наук, профессор; профессор кафедры региональной геологии факультета географии и геоинформатики

 

Елизавета Ивановна Лосева, Научно-производственный центр по геологии, ул. Академика Купревича, 7, 220084, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник

 

Литература

  1. Garetskii RG, Matveev AV, Makhnach AS, editors. Geologiya Belarusi [Geology of Belarus]. Minsk: Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Belarus; 2001. 815 p. Russian.
  2. Makhnach AS, Garetskii RG, Matveev AV. Osnovy geologii Belarusi [Fundamentals of the geology of Belarus]. Makhnach AS, editor. Minsk: Institute of Geological Sciences of the National Academy of Sciences of Belarus; 2004. 392 p. Russian.
  3. Khutorskoi MD. Vvedenie v geotermiyu [Introduction to geothermics]. Мoscow: Izdatel’stvo Rossiiskogo universiteta druzhby narodov; 1996. 156 p. Russian.
  4. Rybach L. Determination of heat production rate. In: Haenel R, Rybach L, Stegena L, editors. Handbook of terrestrial heatflow density determination: guidelines and recommendations of the International Heat Flow Commission. Dordrecht: Springer; 1988. p. 125–142.
  5. Khutorskoi MD, Polyak BG. Role of radiogenic heat generation in surface heat flow formation. Geotectonics. 2016;2:43–61. Russian. DOI: 10.7868/S0016853X16020041.
  6. Loseva EI, Zui VI, Aksamentova NV. [Radiogenic heat generation of rocks of the main structural zones and intrusive massifs of the crystalline basement of Belarus]. In: Anoshko YaI, editor. Problemy vodnykh resursov, geotermii i geoekologii. Materialy Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii, posvyashchennoi 100-letiyu so dnya rozhdeniya akademika G. V. Bogomolova; 1–3 iyunya 2005 g.; Minsk, Belarus’. Tom 1 [Problems of water resources, geothermal and geoecology. Proceedings of the International scientific conference dedicated to the 100th anniversary of the birth of academician G. V. Bogomolov; 2005 June 1–3; Minsk, Belarus. Volume 1]. Minsk: Institute of Geochemistry and Geophysics of the National Academy of Sciences of Belarus; 2005. p. 270–272. Russian.
  7. Rozanov AD, Antonov OF, Dridzh NL, Limin BV. [Experience with gamma-radiometer RUG-91 «Adani»]. Gigiena i sanitariya. 1994;2:40–41. Russian.
  8. Audi G, Bersillon O, Blachot J, Wapstra AH. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties. Nuclear Physics A. 2003;729(1):3–128. DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  9. Gorbushina LV, Zimin DF, Serdyukova AS. Radiometricheskie i yaderno-geofizicheskie metody poiskov i razvedki mestorozhdenii poleznykh iskopaemykh [Radiometric and nuclear-geophysical methods of prospecting and exploration of mineral deposits]. Moscow: Atomizdat; 1970. 376 p. Russian.
  10. Moiseenko UI, Smyslov AA. Temperatura zemnykh nedr [The temperature of the earth’s interior]. Leningrad: Nedra; 1986. 178 p. Russian.
  11. Zui VI, Aksamentova NV, Loseva EI. [Uranium, thorium, potassium and radiogenic heat generation in rocks of the crystalline basement of Belarus]. In: Lukashev OV, editor. Sovremennye problemy geokhimii, geologii i poiskov mestorozhdenii poleznykh iskopaemykh. Materialy Mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii, posvyaschennoi 100-letiyu so dnya rozhdeniya arademika Konstantina Ignatyevicha Lukasheva (1907–1987); 14–16 marta 2007 g.; Minsk, Belarus’ [Modern problems of geochemistry, geology and the search for mineral deposits. Proceedings of the International scientific conference dedicated to the 100th anniversary of the birth of academician Konstantin Ignatievich Lukashev (1907–1987); 2007 March 14–16; Minsk, Belarus]. Minsk: Izdatel’skii tsentr BGU; 2007. p. 20–23. Russian.
  12. Buntebarth G. Geothermics: an introduction. Chapman IM, Chapman DS, translators. Berlin: Springer Berlin Heidelberg; 1984. 144 p.
  13. Rybach L. The relationship between seismic velocity and radioactive heat production in crustal rocks: an exponential law. Pageoph. 1978;117:75–82.
  14. Drury M. Heat flow provinces reconsidered. Physics of the Earth and Planetary Interiors. 1987;49(1–2):78–96. DOI: 10.1016/0031-9201(87)90133-6.
  15. Smyslov AA, Moiseenko UI, Chadovich TZ. Teplovoi rezhim i radioaktivnost’ Zemli [Thermal regime and radioactivity of the Earth]. Leningrad: Nedra; 1979. 191 p. Russian.
  16. Kutas RI, Gordienko VV. Teplovoe pole Ukrainy [Thermal field of Ukraine]. Kyiv: Naukova dumka; 1971. 140 p. Russian.
  17. Labhart TP, Rybach L. Granite und Uranvererzungen in den Schweizer Alpen. Geologische Rundschau. 1974;63:135–147.
  18. Buntebarth G. Methoder zur Abschätzung der Wärmeflußdichteaus dem oberen Mantel. Geologische Rundschau. 1976;65:809–819.
  19. Rybach L, Buntebarth G. Heat generating radioelements in granitic magmas. Journal of Volcanology and Geothermal Research. 1981;10(4):395–404. DOI: 10.1016/0377-0273(81)90088-3.
Опубликован
2023-12-28
Ключевые слова: геотермия, тепловой поток, долгоживущие радиоактивные изотопы, теплогенерация, радиометр
Как цитировать
Зуй, В. И., & Лосева, Е. И. (2023). Радиогенная теплогенерация в породах кристаллического фундамента Беларуси. Журнал Белорусского государственного университета. География. Геология, 2, 90-104. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/geography/article/view/6072