Transcript A Pannon-medence geotermikus viszonyai

A Pannon-medence
geotermikus viszonyai
Előadás a „Kárpát-Pannon térség
regionális geodinamikája” című óra
keretében
Előadó: Lenkey László
Geotermika alapfogalmak
• Hőmérséklet gradiens = grad T = T ~ Tz
= dT/dz ~ ΔT/Δz
• Hőáram, q=-T ~ qz = - dT/dz~ -ΔT/Δz,
ahol  a kőzet hővezetőképessége
• Hőtranszport egyenlet:
c
T
t
 c  v T    T  A
Termikus litoszféra
Földköpeny-konvekció modellek 2D hengergyűrű geometriában
Ra=10e6
Ra=10e7
Herein et al., 2008
Termikus litoszféra
Herein et al., 2008
Termikus litoszféra
Köpeny geotermák
Schubert et al., 2001
Termikus litoszféra
Milyen vastag a termikus határréteg?
Termikus litoszféra
Milyen vastag a termikus határréteg?
Parsons and Sclater, 1977
A litoszféra definíciója
Litoszféra=
Termikus határréteg
(Thermal Boundary
Layer, TBL)
Átmeneti zóna
A litoszféra vastagsága Európában
from Artemieva et al. 2006
A litoszféra vastagsága Európában
from Artemieva et al. 2006
Litoszféra hőmérsékleti modellje
Hőmérséklet stacionárius állapotban
T(q s, k, A)
T 
A
2k
2
z 
qs
k
z  Ts
qs
(mW/m2)
k
A (10-6
(W/mK) W/m3)
d
(km)
1
40
3
1
10
2
80
3
2
25
3
80
3
4
12.5
Litoszféra hőmérsékleti modellje
Hőáram Európában
Pollack et al. 1993
Termikus litoszféra vastagsága
Artemieva 2003
Magyarország geotermikus
viszonyai
• Magyarország Geotermikus Adatbázisa
(Dövényi, 1994)
 4477 kút
200 m-nél mélyebb
30°C-nál nagyobb hőmérséklet
1993 előtti összes fúrás
•
•
•
•
12 ezer hőmérsékletmérés
Automatikus hőmérsékletkorrekció
Rétegsor
Hővezetőképesség adatok és trendek
Az adatbázis
Interpoláció, hőáram
Hőmérséklet [°C]
MAKO -2
• Hőmérséklet-korrekció
Mért hőmérséklet
– Talphőmérséklet
– Kapacitás mérés
– Kifolyó víz hőmérséklete
Korrigált
hőmérséklet
Rétegsor
hőáram állandó)
qi 
Ti  T0
M
hj
k
j 1
Egy rétegre:
q  k
j
T
Mélység [m]
• Hőáram számítás (felt.: a
Interpolált
hőmérséklet
Hővezető
képesség
z
• Hőmérséklet interpoláció
M
T ( z )  T0  qz 
j 1
hj
kj
Hővezetési tényező [W/mK]
Fúrásonkénti hőmérsékletmérések száma
kritikus távolság: 100 m (mérések közti min. vertikális távolság)
Kutankénti mérések száma
3071
648
335
190
233
4477
db
db
db
db
db
db
EOV X
1db
2db
3db
4db
5 db és több
Összesen:
vagy több
EOV Y
(Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza)
Hőáramot befolyásoló folyamatok
–
–
–
–
Vulkáni tevékenység (pl. Hargita)
Felszín alatti vízáramlás (pl. Dunántúli-khg.)
Üledéképződés/erózió (pl. Makói-árok)
Hővezetőképesség 2D/3D változása (aljzat topográfia
pl. Makói-árok, Erdélyi-medence)
– Tektonika
A Dunántúli-khg. lábánál fakadó
termálforrások „hőhozama”
Vízáramlás, hélium- és hőtranszport modell
Nyírség-Tiszakécske szelvény mentén
Cserepes and Lenkey, 1999
(Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza)
A NEOGÉN ÉS KVARTER ÜLEDÉKEK VASTAGSÁGA
7 km
5 km
3 km
1 km
0
100
200
300
400 km
Üledékképződés - modell
• A felszínre vastag, „hideg” üledékréteg rakódik
T0
T0
Z
T
T
• A modell
paraméterei:
– A lerakódott üledék
vastagsága
– Az üledék
lerakódás ideje
– Azóta eltelt idő
A PANNON-MEDENCE FELTÖLTŐDÉSE
13
14
15
16
17
18
19
21
20
22
27
26
25
24
23
MOLASSZ
28
FLYSCH ÖV
50
Prága
PIENINY KLIPPEN
ÖV
PRE-TERCIER
ALJZAT
CSEH
MASSZIVUM
NEOGÉN
VULKÁNOK
NYUGATI
KÁRPÁTOK
NEOGÉN
KVARTER
ÜLEDÉKEK
BÉCSI
MEDENCE
Bécs
Pozsony
48
KE
LE
TI
KISALFÖLD
KELETI
ALPOK
Budapest
KÁ
47
R
OK
PÁT
ALFÖLD
10.5
Ljubljana
6.3
TISZA
8.2
DANUBE
DRAVA
49
5.5
ERDÉLYI
KÖZÉP-HG.
ERDÉLYI
MEDENCE
46
Zagreb
K
DÁ
RI
NA
DI
DÉ
L I KÁRPÁTOK
45
Bucuresti
Beograd
44
Vakarcs et al., 1994 után
0
100
200
300
400 km
HŐÁRAMDEFICIT A NEOGÉN ÜLEDÉKKÉPZŐDÉS MIATT
13
14
15
16
17
18
19
21
20
22
23
25
24
26
MOLASSZ
27
28
FLYSCH ÖV
50
PRE-TERCIER
ALJZAT
CSEH
MASSZIVUM
PIENINY KLIPPEN
ÖV
NEOGÉN
VULKÁNOK
49
NYUGATI
KÁRPÁTOK
BÉCSI
MEDENCE
48
KELETI
ALPOK
47
ERDÉLYI
MEDENCE
TISZA
DANUBE
DRAVA
NA
DI
L
DÉ
46
I KÁRPÁTOK
45
K
DÁ
RI
44
Lenkey, 1999
0
100
200
300
400 km
ÜLEDÉKKÉPZŐDÉSRE KORRIGÁLT HŐÁRAM
Lenkey et al., 2002
0
100
200
300
400 km
Üledékes árok geotermikus
modellje
Szelvény menti távolság (km)
0
5
10
15
20
60
55
Hõmérséklet (K)
50
45
40
35
30
25
20
15
0
-2
-3
Mélység (km)
-1
-4
Erdős, 2008
2D hővezetési modell a Makóiárkon keresztül
Erdős, 2008
Eredmények a Makói árokban
ÉK
Erdős, 2008
DNy
Példa hővezetőképesség 2D változására
Erdélyi-medence
A litoszféra megnyúlásának hatása a
hőmérsékletre
(Horváth et al. 2005: A Pannon-medence geodinamikai atlasza)
Süllyedés történet
Süllyedés történet
Kezdeti
kéregvastagság
(km)
Átlagos
kéregmegnyúlási
faktorok
Átlagos
köpenylitoszféra
megnyúlási faktorok
35
1.6
3.1
40
1.8
2.7
45
2.0
2.4
változó (36-75)
2.0
2.0
35
1.4
/jelenl. kéregvast.
alapján/
-
45
1.8
/jelenl. kéregvast.
alapján/
-