Model termiczny litosfery centralnej i północno-zachodniej Polski

• Autorzy: Wróblewska A. , Majorowicz J.

Warianty tytułu

EN

Thermal lithosphere model of central and northwestern Poland

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dwuwymiarowe modelowania termiczne pozwalają uzyskać nowe informacje na temat termicznej struktury litosfery. Korzystając z wyników interpretacji danych sejsmicznych projektu POLONAISE’97, przeprowadzono analizę produkcji ciepła radiogenicznego. Prześledzono również wpływ przewodności cieplnej na wyniki modelowań geotermicznych. W artykule przedstawiono wyniki modelowań wzdłuż profilu P2, przecinającego główne jednostki strukturalne Polski. Temperatury na powierzchni Moho (600–700°C) w części profilu na Niżu Polskim, uzyskane w wyniku modelowania strumienia cieplnego, są o około 200–300°C wyższe, niż obliczone na podstawie relacji z prędkością fali sejsmicznej Pn. Znaczne prędkości fali wskazują raczej na występowanie w tym rejonie chłodnej skorupy. Analiza parametrów geotermicznych wykazała możliwość obniżenia temperatury na powierzchni Moho w południowo-zachodniej części profilu. Zastosowanie podwyższonych wartości ciepła radiogenicznego w górnej skorupie w obrębie częściowo zmetamorfizowanych osadów i obniżenie przewodności cieplnej w obrębie górnego płaszcza dało spadek temperatury rzędu 100°C. Wynikowa temperatura 500°C nadal pozostaje w sprzeczności z dużymi prędkościami fali Pn w tym rejonie.

EN

Two-dimensional thermal modelling allows to obtain new information on structure of thermal lithosphere. Analysis of heat generation was performed using the interpretation results of seismic data from the POLONAISE'97 experiment. We have also investigated the influence of thermal conductivity changes on the models. Modelling results along the P2 profile crossing main tectonic units in Poland was presented. Moho temperatures (600-700°C) obtained in model from the heat flow within the Polish Lowland are higher about 200-300°C than values estimated according to the Pn seismic wave relation. High velocities suggest rather cool crust in this region. Significant lateral variations of surface heat flow occur along the profile. These are up to 30 ±10 mW/m² across the transition zone from the East European Craton and the norteastern part of the Teisseyre-Tornquist Zone (TTZ) to the accreted terranes in Palaeozoic Platform, and up to 25 mW/m² within the Trans European Suture Zone (TESZ). Modelling shows that temperature at the Moho boundary in the Polish Lowland area (SW part of P2 profile) can be decreased (comparing to previous models) by increasing heat production in upper crust within the thick metasediments and by decreasing thermal conductivity in the upper mantle. However, resulting temperature reduction of about 100°C gives Moho/mantle temperatures 500°C which are still at odds with high Pn velocity that suggests rather cold crust in this area.

Słowa kluczowe

PL

geotermika; strumień cieplny; modelowanie

EN

geothermal field; heat flow; 2D modelling

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Prace Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 188
• Strony: 69--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Wróblewska A.

• Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa

autor

Majorowicz J.

• Northern Geothermal, Edmonton, Canada and University of North Dakota, Northern Plains Climate Research Center, USA

Bibliografia

• 1. Cermak, V., Bodri, L., 1986. Two-dimensional temperature modeling along five East-European geotraverses. J.Geodynamics, 5, pp.133-163.
• 2. Chapman, D.S., Furlong, K.P., 1992. Thermal state of the continental lower crust. In: D.M. Fountain, R. Arculus and R.W. Kay (Eds) Continental lower crust. Elsevier, Amsterdam -London - New York, pp.179-199.
• 3. Guterch, A., Grad, M. 2000, Nowa generacja programów badań głębokich struktur litosfery: eksperymenty sejsmiczne POLONAISE’97 i CELEBRATION 2000 w Europie Środkowej. Prz. Geol., 48: 1085-1095.
• 4. Jensen, S.L., Janik, T., Thybo, H., POLONAISE WORKING Group, 1999. Seismic structure of the Paleozoic platform along POLONAISE '97 profile P1 in north-western Poland. Tectonophys., 314, 123-143.
• 5. Karwasiecka M., Bruszewska B., 1997- Gęstość powierzchniowego strumienia cieplnego Ziemi na obszarze Polski. Centralne Archiwum Geologiczne, opracowanie nr 21/98, Warszawa, (niepublikowane).
• 6. Lotz B., 2004. Neubewertung des rezenten Warmestroms im Nordostdeutschen Becker. GeoForschungsZentrum Potsdam, Scientific Technical Report STR04/04
• 7. Majorowicz J., 2004. Thermal lithosphere across the Trans-European Suture Zone in Poland. Geological Quaterly v.48, no.1 : 1-14 ( pdf [pdf.] (962 KB))
• 8. Majorowicz, J.A. Cermak, V., Safanda, J., Krzywiec, P., Wróblewska, M., Guterch, A. And Grad, M., 2003, Heat flow models across the Trans-European Suture Zone in the area of the POLONAISE’97 seismic experiment, Phys. Chem. Earth, 28, 375-391.(pdf [pdf.] (870 KB))
• 9. Rybach, L., Buntebarth, G., 1982. Relationship between the petrophysical properties density, seismic velocity, heat generation and mineralogical constitution. Earth Planet. Sci. Lett. 57, 367-376.
• 10. Rybach, L., Buntebarth, G., 1984. The variation of heat generation density and seismic velocity with rock type in the continental crust. Tectonophysics, 103, 309-344.
• 11. Szewczyk, J. and Gientka D., 2003, Climate and climatic change from underground temperatures: Continental energy balance, land - surface processes, integration with meteorological and proxy data, EGS/AGU 2003 abstract CL19 and poster, EGS/AGU 2003, April, Nice, France.