平原区深埋信息源的传输过程的分析

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平原区深埋信息源的传输过程的分析


在深部,形态源与特殊地质体源多与热液相伴而生。地温梯度导致深部的高温,或岩浆源以及放射性元素蜕变等原因产生的热量,多使水溶液的温度升高,成为热的水溶液(简称热溶液)。数百或数千米以下的隐伏信息源,向地表传输的路程较长,过程亦较复杂。热溶液运移的通道为具有不同渗透率的岩层、规模不等的透水裂隙以及断裂破碎带。运移的方向受温差和泵吸作用的控制,自下而上运动。热溶液运移的能力远大于冷水溶液。不同地区热溶液运动的规律受渗透率不同的岩层组合特征及断裂隔水屏障的影响,各不相同。在运移过程中,同时还有地表水的渗透、参与,而形成了由地质构造所控制、大气降水与热溶液联通的混合水溶液。而热溶液运动的规律亦可受季节、气候的影响而变化。现代地热学的最新成就之一就在于, 认识到地热水是来自地下水的循环,即地表水渗透到地下深处(可达15公里)并被加热后,再循环到地表,透水岩层与地壳破碎带给水的循环提供了通道或热储层。此观点无疑对于隐伏信息源的传输提供了重要的理论依据。溶液温度升高的同时也提高了对盐类矿物的溶解度,使其携带较多的盐类。热溶液在运移过程中不断地与周围地质体发生物质交换而改变自己的成分,使其本身逐渐具有隐伏信息的特色,(如溶液的pH值、特征性的离子及金属等)。它必然对古地表的成土作用或土壤的改造产生不同程度的影响。例如,溶液因温度的升高,可使CO2等气体逸出,则地下水溶液对碳酸盐的携带能力随之下降,而引起土壤的碳酸盐化。当溶液中含有游离的O2NO3离子及高价金属离子时,可引起对改造土质具有重要意义的土壤的氧化或还原作用。土壤的pH值及其相关的Eh值的变化,能够影响土壤的物质组成,如盐基的含量、土壤空气以及土壤有机质与矿物质之间的动态平衡关系等。这些特征都是土壤电磁波信息的敏感因素。

当温度大于60°C时形成热卤水。在热卤水中含有铁、锰、铝、锌等大量的金属。已知的现代热卤水除红海外,1985年在大西洋海脊发现的1处含有大量矿物质的黑色高温喷泉,是热卤水活动的又一实例。 热卤水不仅能传递隐伏信息源,甚至在适当部位可形成矿源层或生成金属矿床。

值得注意的是士壤的生物化学作用。土壤中的生物残体经各种微生物的作用进行复杂的生物化学的转化,最终可将其分解为仍残留在土壤中的腐殖质和有机质以及可溶性的无机物和气体(如硫酸盐、硝酸磷酸盐、H2OCO2H2)。后者多被水带走、逸出或被植物所吸收。此作用进行的速度与强度,除受地表大气条件影响外,还受由地下水循环所控制的土壤的含水量与温度的影响。显然水溶液的特点及运动规律对成土的生物化学过程与土壤的质地也起着重要的作用。

在厚层第四系沉积物覆盖的情况下,隐伏信息的传递是在漫长的地质历史过程中逐步完成的。此区在沉降过程中不断在古地表形成具有隐伏信息的古土壤层。沉积物越厚,深部水溶液温度越高,则传递能力越强,经多期次接力式传递,最终传输至现代的地表,它们的信息虽很微弱,但确可被遥感传感器捕捉到。