Тепловое поле Воронежского кристаллического массива
Authors: Никитин Д.С. , Прикащикова Е.Л. , Хуторской М.Д. 
Published: December 2024

Актуальность работы. Исследование теплового потока дает основную и достоверную информацию о глубинных температурах в земной коре, о фазовом состоянии вещества, что, в конечном итоге, позволяет судить о природе движущих сил тектогенеза. Детальный анализ распределения теплового потока (ТП) в разных структурно-формационных зонах Восточно-Европейской платформы (ВЕП) показывает, что его величина связана со многими геологическими неоднородностями строения фундамента и осадочного чехла платформы, а также обусловливается особенностями истории становления современной структуры регионов. Цель работы. В этом аспекте ставилась задача проанализировать распределение теплового потока и его радиогенной компоненты в районе Воронежского кристаллического массива (ВКМ). Методы. Исследованы теплопроводность образцов керна из скважины «Воронежская параметрическая» методом оптического сканирования и величина радиогенной теплогенерации за счет спонтанного распада долгоживущих изотопов урана, тория и калия рентгеноспектральным флуоресцентным методом на рентгеновском вакуумном спектрометре. Рассчитанный редуцированный тепловой поток задан как нижнее граничное условие при численном моделировании глубинных температур по профилю, секущему ВКМ. Результаты. Определено среднее значение теплового потока на Воронежском выступе (49±4 мВт/м2). Радиогенная компонента теплового потока составляет 24‒27 мВт/м2, т.е. 50% от его фонового значения. Обнаруженные вариации ТП обусловлены структурно-теплофизическими неоднородностями. Они связаны с проявлениями трещиноватости, микро- и макровключениями в породы фундамента и хорошо заметны при оптическом сканировании теплопроводности практически каждого образца керна. Построена карта распределения теплового потока и рассчитаны глубинные температуры вдоль профиля вкрест простирания Воронежского кристаллического массив

Relevance. The heat flow study provides basic and reliable information on the terrestrial temperatures in the Earth's crust, on the matter phase state, which, ultimately, allows us to judge the nature of the tectogenesis driving forces. A detailed heat flow (HF) distribution analysis in different structural and formation zones of the East European Platform (EEP) shows that its magnitude is related to many geological heterogeneities of the basement structure and sedimentary cover of the platform, and is also conditioned by the peculiarities of the formation history of the regions modern structure. Aim. In this aspect was set the task to analyze the heat flow distribution in the area of the Voronezh crystalline massif (VCM). Methods. The thermal conductivity of core samples from the Voronezh parametric well with optic-scan method and the magnitude of radiogenic heat generation due to spontaneous decay of long-lived isotopes of uranium, thorium and potassium by X-ray fluorescence spectral method on X-ray vacuum spectrometer were investigated. The calculated reduced heat flow is set as a lower boundary condition in the numerical modeling of the depth temperatures along the profile across to the VCM. Results. The heat flow average value at the Voronezh massif (49±4 mW/m2) was determined. The radiogenic component of heat flow is 24-27 mW/m2, i.e. 50% of its background value. The detected HF variations are caused by structural and thermophysical inhomogeneities. They are associated with fracturing, micro- and macroinclusions in the basement rocks and are clearly visible at optical scanning of thermal conductivity of almost every core sample. The heat flow distribution map was constructed and the depth temperatures were calculated along the profile across the Voronezh crystalline massif