地下热水的分布状况

地下热水分布的地质背景~

地热资源的形成和分布受到地质构造的控制。其中高温地热带(或地热田)的形成和展布与岩石圈板块的发生和演化有着密切的联系。根据板块构造学说，在漫长的地球发展过程中，地球表层岩石圈分成若干板块(图4.1)，板块之间经常发生规模不等的相对位移或错动，板块内部的构造运动则比较弱。
现代岩石圈板块的边缘地带必然是活动性最强的地带，既有历史上岩浆侵入、造山运动、变质作用、成矿作用等事件的发生，也是现代火山、地震活动的活跃地带，具有高热流的异常显示(图4.1)。从已知的全球高温地热带的分布位置来看，它们一般都出现在各大板块的边缘，成为板缘地热活动带。高温地热带大致分布在以下类型的地带(陈墨香等，1994)。
1)陆－陆碰撞带，即板块与板块之间的碰撞带。是板块会聚、碰撞带或造山带，岩石圈变形强烈，容易诱发深部的热量上升到地表，例如地中海－喜马拉雅地热带(图4.1)。

图4.1 岩石圈板块边界主要高温水热系统的全球分布(转引自Bowen，1989)

2)岛弧型地带。是板块消减带、俯冲带。岛弧是俯冲板块重熔部位，常形成火山岛弧型地热带(图4.2)，例如西太平洋岛弧地热带(图4.1)。
3)洋中脊。是新板块的滋生和扩张带，形成大洋洋中隆起带(图4.2)，例如大西洋中脊地热带(图4.1)。

图4.2 地幔对流和俯冲作用以及洋中脊、岛弧示意图(据Albu等，1997)

高温地热带的水热活动除了分布有不同温度的温泉外，大多具有各种高温地热显示，包括沸泉、间歇喷泉、喷泉、喷气孔、冒气地面、泥盆、硫气孔、水热爆炸等以及与上述显示有关的钙华、硅华、硫华、盐华等泉华沉积物。
板块内部是相对比较刚性的块体，也受到拉伸、剪切、挤压等地质作用，也发生过强烈的褶皱和升降运动，有岩浆侵入和变质作用，也有火山和地震活动，但与板缘地带相比要弱得多。已知的板块内部的水热活动区，绝大多数分布的是中低温地下热水，分布在地壳隆起区、褶皱山系和沉积盆地，无明显的带状分布，水热活动的热量主要来源于正常的或略为偏高的地热增温。板内地热活动区主要分布在以下地区或地带。
1)沉积盆地:是地壳的沉降区，在地下深处的含水层赋存的地下水往往具有较高的温度，成为中低温地下热水。例如我国的华北盆地、匈牙利的潘诺宁盆地、法国的巴黎盆地、俄罗斯西西伯利亚盆地等。
2)断裂带:在地壳隆起区沿一定规模的某些断裂带分布有中低温温泉。例如我国东南部(特别是福建、广东省)的众多温泉。
板块内部的水热活动在地表的地热显示，在隆起区主要是出露各种温泉，其水温一般均低于当地沸点，在少数温泉的泉口附近沉积有钙华。在沉积盆地内的深层地下热水在人工钻井揭露之前，在地表通常没有地热显示，或者只在盆地边缘有温泉出露，在钻井揭露之后可以抽吸出地下热水，有些钻井能自流热水。
我国的板块、亚板块和块体如图4.3所示。我国地处欧亚板块的东部，以大陆为主体，为印度板块、太平洋板块及菲律宾海板块所夹持。新生代以来，印度板块与欧亚板块的碰撞，使青藏高原不断隆升。台湾岛是环太平洋岛弧的一环，受菲律宾海板块和欧亚板块东侧碰撞的影响，中央山脉隆起成山。
中国大陆内部属于欧亚板块的东侧，在欧亚板块、印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块的碰撞和俯冲机制作用下，由于有西伯利亚块体的阻抗，加上大陆内部各块体之间的相互作用，造成垂直与水平运动及内部显著变形，形成隆起、断陷相间的复杂而有序的构造格局。
我国作为欧亚板块的一部分，进一步可以分为黑龙江、华北、南华、南海、新疆、青藏等亚板块。每个亚板块内又可以分为若干块体，例如华北亚板块内有胶东－苏北－南黄海块体、河淮块体和鄂尔多斯块体;南华亚板块内包含有华南－东海块体、台湾块体等(图4.3)。
青藏亚板块内的西藏块体和喜马拉雅块体，特别是在两者的交界处，由于印度板块向北推挤和西伯利亚块体的阻抗，形成一系列规模巨大的断裂。台湾块体是菲律宾海板块与陆弧碰撞的边沿造山带，有3组规模巨大、活动性强的断裂，与地震、水热活动关系密切。在上述两个地带分布有高温地热系统。南华亚板块内的华南块体岩石圈厚度大，现代构造活动微弱，是比较稳定的块体，但处于张应力状态，发育有一系列以北东向为主的活动断裂，控制着许多中低温温泉的分布。其他块体内多是隆起与断陷相间，在断陷盆地深处多有中低温热水分布，在隆起山区则零星分布有中低温温泉。

图4.3 中国及邻区活动板块、亚板块和块体分布(据马杏垣等，1987，转引自陈墨香等，1994)

地下热水以层状、带状等形式赋存于地下岩层或岩石中。
(1)层状分布———热储层
沉积盆地内的地下热水通常呈层状分布，构成热储层。热储层有一定的厚度和展布范围，与地层的展布吻合。热储层通常埋藏深、规模较大。既有基岩类的裂隙型和裂隙岩溶型热储层，也有松散－半固结的孔隙型热储层。例如天津市深层分布有中新元古界蓟县系雾迷山组和下古生界奥陶系碳酸盐岩裂隙岩溶型热储层及其上覆新近系松散－半固结的孔隙型热储层(图4.6)，西安市深层有新近系松散－半固结的孔隙型热储层，昆明市深层分布有震旦系灯影组碳酸盐岩裂隙岩溶型热储层。

图4.6 天津市区地热地质模型示意图(据卢润等，1987，转引自周训等，2001，有改动)

(2)带状分布———热储带
隆起山区地下热水常沿断层线呈带状分布，天然条件下多以温泉的方式出露地表。地下热水的分布沿断层延伸方向有一定范围，沿垂直断层方向分布范围小。例如在福州地热田地下热水主要沿北北西走向的规模最大的断层分布(图4.7)。

图4.7 福州地热田简图(据陈墨香等，1994)

(3)不规则分布
在少数情况下地下热水的分布不呈明显的层状或带状，一般分布范围有限，只局限于温泉附近。例如河北张家口市白庙温泉、河北围场县山湾子温泉等。

我国既分布有高温地热带，也广泛分布有中低温地下热水(图4.4)。

图4.4 中国地下热水分布(据陈墨香等，1994;中国地质调查局，2006)

高温地热带包括藏南－滇西地热带和台湾地热带。藏南－滇西地热带地处地中海－喜马拉雅地热带，位于西藏南部、四川西部和云南西部，分布有1000多个温泉，其中一部分为沸泉，并有少量间歇喷泉。台湾地热带分布有100余个温泉，在北部的大屯火山地热区存在高温地热显示。

中低温地下热水分布在板内构造隆起区和构造沉降区。在隆起山区地下热水零星分布，多以温泉排泄，在我国东南部、胶辽半岛等地温泉较为密集。板内构造沉降区中低温地下热水分布于多个中、新生代沉积盆地，地下深层含水层不同程度地分布有地下热水。

受多期次和多方向的构造应力场作用(万天丰，2004)，我国大陆分布有众多沉积盆地。据统计，我国大陆中、新生代沉积盆地有319个，面积417×10⁴km²，其中面积大于10×10⁴km²的大型沉积盆地有9个，(1～10)×10⁴km²的中型沉积盆地有39个。按演化历史和板块活动性质可以将沉积盆地分为以下3种基本类型(陈墨香等，1994)。

1)裂谷型沉积盆地。其形成与板块运动的扩张作用有关。由于地幔上隆、地壳减薄而发生断陷活动，在沉陷区沉积新的沉积物。例如华北盆地、松辽盆地、江汉盆地、渭河盆地和雷琼盆地等。

2)造山型沉积盆地。与聚敛板块运动有关。主要在挤压应力场持续作用下发生盆地沉降，伴随相邻山体隆升。例如我国西北部的塔里木盆地、准噶尔盆地、哈密－吐鲁番盆地和柴达木盆地等。

3)克拉通型沉积盆地。处于板块内部，演化过程十分稳定，只有沉积间断，无明显构造变动。例如四川盆地和鄂尔多斯盆地。

在沉积盆地深处，只要存在规模较大的含水层，有适宜的水动力环境，有良好的供热和保温条件，就可能分布有中低温地下热水。如果盆地内有规模较大的断裂导热或偏高的大地热流值，则地下热水的温度也较高。在断陷盆地深处，基岩含水层和松散沉积物含水层都可以赋存地下热水。

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凤冈县17525156513： 为什么地球的中心那么热,地表却那么冰? - ？
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凤冈县17525156513： 地下的热水是怎样形成的? - ？
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凤冈县17525156513： 某市温泉镇蕴藏着极为丰富的地下热水,水层距地表约200~300m,镇内拥有7口热水井,井孔深达600m,日涌水总量为4000m 3 ,泉水出井口的温度高达... - ？
滑娥同悦：[答案](1)日涌水总质量为:m水=ρ水V水=1*103kg/m3*4000m3=4*106kg 所以:Q吸=c水m水(t-t0)=4.2*103J/(kg•℃)*4*106kg*(82℃-10℃)=1.2096*1012J 因Q放=Q吸55%,所以: m煤炭=Q放q=Q吸55%q=1.2096*1012J55%3*107J/kg≈73000kg=...

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凤冈县17525156513： 我国目前最大的地下热水存储区已在我市商河县被成功探明.据山东省地质储量委员会测评,商河地下热水资源量为 48亿立方米,可开采热水资源20亿立方... - ？
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凤冈县17525156513： 中国地热系统的基本类型谁能告诉我 - ？
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凤冈县17525156513： 华北地区的温泉水一般分布在地下多少米,主要是河南北部的几个市,如安阳,鹤壁,濮阳 - ？
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