沧县隆起中部大地热流及岩石圈热结构特征：以献县地热田为例

岩石圈热结构是了解大陆岩石圈构造变形及演化等大陆动力学问题的重要基础,更是地热田热源机理研究的核心问题,尤其对于深部地热资源开发具有重要的科学指导意义.沧县隆起中部地热资源丰富,地热地质条件较好,但该地区岩石圈热结构尚不明确,制约着区域地热资源勘查开发.本文以沧县隆起中部献县地热田为研究区,开展了4 000 m深井测温、精细的岩土热物性测试,查明了该区大地热流特征及热结构特征,填补了大地热流测量空白区,建立了研究区岩石圈热结构概念模型,估算了其深部温度及岩石圈厚度.结果表明,献县地热田大地热流值为70.58 mW/m²,居里面埋深约为24 km,莫霍面温度约为749℃,热岩石圈厚度约为85～96 km.     

渭河盆地岩石圈热结构模拟及其对地热系统热源机理的启示

深部温度场与岩石圈热结构特征是认识地热系统深部热源机理的重要途径。本文在系统分析渭河盆地及其邻区现今大地热流特征基础上,基于旬邑—西峡宽角反射/折射地震测深剖面揭示的地壳分层结构,采用二维有限元方法,对渭北隆起、渭河盆地以及北秦岭构造带的深部温度场和岩石圈热结构开展数值模拟研究,在此基础上分析渭河盆地地热系统深部热源机理。结果表明,旬邑—西峡剖面上大地热流介于57.6～75.7mW/m²之间,平均为(70.4±4.7)mW/m²;地幔热流在29.5～38.6mW/m²之间,平均值为34.1mW/m²;莫霍面温度变化范围约在600～740℃之间;“热”岩石圈厚度约为95～110km。从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,大地热流、莫霍面温度和地幔热流值表现出低→高→低的变化规律,相应地“热”岩石圈厚度则表现出厚→薄→厚的变化趋势。渭河盆地地壳厚度减薄明显,莫霍面温度显著高于渭北隆起和秦岭造山带,暗示着渭河盆地地壳活动性显著。然而,从渭北隆起—渭河盆地—秦岭造山带,“热”岩石圈厚度变化范围不大,且渭河盆地内...     

综合物探技术在深部碳酸盐岩热储探测中的应用研究——以雄安新区为例

雄安新区地热资源潜力大,碳酸盐岩是雄安新区深部地热资源的有利储层,综合地球物理勘查方法是查明深部构造与碳酸盐岩热储特征地层结构的有效途径。本文针对深部碳酸盐岩热储勘查目标,提出了“面—线—点”分层次渐进式地球物理探测模式,先利用高精度重力和航磁资料研究碳酸盐岩分布范围及地层厚度、深大断裂分布、基岩起伏等信息,然后利用大地电磁开展热储地层低阻异常特征分析,再利用二维地震剖面精细刻画热储地层,分析地热田异常区速度结构和区域构造特征。根据重力、航磁、大地电磁、地震等地球物理方法在地热资源勘查的不同阶段勘探的精度及可靠性,以及施工成本、施工效率等因素,开展了地球物理方法探测深部岩溶热储经济适用性分析,并建议在碳酸盐岩地热勘探采用“重力+磁法+大地电磁”的地球物理勘探技术组合方式。     

西藏谷露地热田地热资源前景及勘探方向

西藏亚东-谷露裂谷带是新生代的活动构造带,具有构造活跃、地震频繁、热泉广布、大地热流高等特征,孕育了丰富的地热资源。已实现商业开发多年的羊八井地热田和羊易地热田正是位于亚东-谷露裂谷带的中部,而位于该构造带北部的谷露地热田地热资源前景和勘探方向还有待深入认识。为此,本文解析了地表地热构造,对比了羊八井地热模式,分析了谷露地热田的深部热动力学背景,并结合钻井试采资料揭示谷露地热田具有良好的地热资源前景。在此基础上,利用大地电磁和重力预测了谷露地热田的地热分布具有南北分带性,即北部和中部具有深部和浅部两个层次的地热储层,而南部地热储层则以浅部为主。为深入研究亚东-谷露裂谷带的地热系统模式及指导地热勘探开发提供了重要的地球物理依据。     

雄安新区容城地热田热储空间结构及资源潜力

雄安新区地热条件优越,尤其是牛驼镇凸起和容城凸起具有多年的地热开发历史。容城地热田绝大部分地区适合地热的规模化开发,同时容城地区也是新区建设初期主要的规划开发区,地热资源在服务新区生态文明建设和清洁供暖方面具有重要的意义。容城地热田主要热储层包括新近系明化镇组孔隙型砂岩热储,寒武系、蓟县系以及长城系基岩热储。蓟县系为区域主要的热储层,埋深700～3000 m,厚度500～2000 m,热储温度50～98℃,具有水量大、水质好、储层易于回灌的特点;长城系热储在凸起中心部位仍具有较大的开采潜力,D14钻孔显示长城系热储单位涌水量达到2.6 m~3/h·m,井口水温63.7℃,可作为新区的后备资源。容城地热田按照主要热储层上部覆盖地层构造差异由西向东分别为西部斜坡区、中央隆起区、东部断陷区,由西向东热储开发潜力逐渐变大。本文通过热储法计算了容城地热田年地热可采资源量折合标准煤76.3万t;数值法模拟了水位下降不低于150 m,开采井温度下降小于2℃条件下,年地热可采资源量折合标准煤81.09万t,两者结果相近,评价结果可为容城地热资源规划开发提供参考。     

江西芦溪县南部大地热流特征

江西省芦溪县南部地区地热资源丰富, 但地热地质研究程度较低, 大地热流测量工作进行的较少, 制约着区域地热资源勘查开发。本文以芦溪县南部的新泉和石溪为研究区, 结合钻孔岩心热物性测试和地温测井等分析了研究区岩石热导率、地温场、热源机制的特征。研究区岩石热导率平均值为 2.063~6.176 W/(m·K), 热导率最高的为硅质石英岩, 可作为良好的导热岩体。大地热流平均值为 76.39 mW/m2, 远高于中国大陆地区的平均值62.5 mW/m2, 该地区具有较高的热背景值。花岗岩放射性生热率平均值为2.16 μW/m3, 不属于高产热型岩体, 放射性生热对地表热流贡献较小, 热源来源为地壳深部供热。研究区构造活动强烈, 深大断裂和次级断裂发育, 为地下热水的深部循环提供了良好的导热和导水通道。本研究可为武功山地区的地热资源开发提供重要启示。     

青藏高原东北缘深部地质构造与地热资源分布关系研究

青藏高原内部及边缘分布大量地热田,主要有青海共和—贵德地热田、甘肃张掖盆地地热田、甘肃天水地热田、云南腾冲地热田等,所有地热田系统整体围绕青藏高原边缘呈带状展布,主要受控于青藏高原构造活动。对该区域多个地热田进行分析,均具有深部热源垂直传导供热、深大断裂和其发育的次级断裂为有利通道等特性。青藏高原深部分布多个通道流,在地震层析成像观测结果、远震P波走时层析成像等地球物理资料上均有显著反映,青藏高原中北部地壳低速-高导层是部分熔融层的岩石学证据亦被证实。主要地热田均分布在通道流沿线,根据地热田的研究成果,认为下地壳的通道流不仅为地热田提供热源,形成明显的大地热流异常区带,通道流区域的地壳厚度减薄、构造活动增强,热流易于向上传导运移。文章综合分析后初步建立了地热分布与通道流关系模型、与通道流相关的地热田地热模型,认为青藏高原东北缘地区分布的多个地热田均受控于其深部的通道流;通过对该区域地热资源前景进行分析,认为甘肃天水地区位于通道流的交汇部位,地热资源前景巨大。     

青藏高原南北地体壳幔热结构差异的大地热流证据

本文首先报道大地热流剖面侧量的系统成果，进而分析南北剖面的热流分布特征及其构造热演化意义，在此基础上，结合南北各地体不同的构造变形环境所诱发的深部热作用和放射性生热、摩擦应变生热和深部热流分量等热源组分在配置上的差异，分区论述青藏高原北部、中部和南部3种不同类型的地壳—上地慢热结构。     

湖南省热水圩地热田干热岩形成的热源机制与成因模式

湖南省热水圩地热田90℃以上的高温温泉指示该地热田具备良好的地热地质条件,是潜在的干热岩勘查有利地段。为合理评价热水圩干热岩的储层温度与勘查开发前景,对汝城地区热水圩地热田的深部地质构造、地球化学和重磁电震地球物理特征、地温场特征等进行综合分析,自深至浅揭示热水圩地热田深部热结构,探讨干热岩形成的热源机制与地球动力学过程。结果表明：(1)利用SiO2地热温标估算的热水圩地热田深部热储温度为79.4～143.9℃;(2)热水圩附近中棚岩体、鱼王岩体等花岗岩体平均生热率为7.07～8.44μW/m3,明显大于中国大陆主要地质构造单元的地壳平均生热率;(3)重磁特征反映出热水圩地区岩石圈厚度相对较薄,大地电磁与地震波速解释的区域内壳内高导低速体与深大断裂带相吻合,指示这些深大断裂有可能构成深部热物质上侵的通道。在此基础上,总结归纳了湖南省热水圩地热田干热岩的成因模式：太平洋板块俯冲与回撤,导致板块前缘形成强烈的热扰动,造成软流圈的隆起和幔源热物质的上侵,形成相对较高的幔源热源;生热率较高的花岗岩体与铀矿体放射性产热形成了良好的地壳热源;深大断裂构成深部热物质上侵的通道,同时为浅部干热岩的形成...     

川西康定老榆林高温地热地球物理特征与形成机制研究

川西地区地热资源丰富,康定地区由中谷至老榆林一线,发育有多个高温地热田。通过对川西地区重磁资料和地质构造背景的分析,总结川西地区地热的分布特征,重点应用宽频大地电磁测深、音频大地电磁测深剖面及钻井资料,对研究区不同深度和尺度的地热要素进行探讨。研究结果表明：大量地热点发育在断裂附近,呈现出明显的空间分布相关性。在鲜水河断裂带下方的部分熔融体为本区高温地热田提供了主要热源。老榆林地热田主要受南北向深大断裂的次级构造和与之交错的东西向断裂构造控制,断裂破碎带构成热储,是深部热水上涌的通道。本文探讨了川西康定地区多尺度地球物理结构,高温地热资源的形成和分布与多要素耦合密切相关,构建出本区三维的地热地质模型。川西康定地区具有良好的高温地热水形成条件,通过地热资源开发,可促进川西地区社会经济发展。     

雄安新区地热水的化学场特征及影响因素分析

【研究目的】雄安新区地热水化学场特征及其影响因素对了解区域地热资源聚敛机制具有重要意义。【研究方法】在区内5个主要构造单元（容城凸起、牛驼镇凸起、霸县凹陷、保定凹陷和高阳低凸起）开展地热水水化学采样和测试分析工作。【研究结果】研究区内主要分布有砂岩热储和岩溶热储,水化学类型以Cl-Na型和Cl·HCO₃-Na为主。从浅入深,地热水TDS值呈增大趋势。自西向东,地热水TDS含量表现为增大的趋势,指示着地下水流向。受断裂带导水作用影响,部分深部雾迷山组与馆陶组地热水发生混合现象。雾迷山组岩溶热储地热水的变质系数和脱硫系数低,热储封闭性较好,处于相对还原状态,而馆陶组和明化镇组砂岩热储地热水封闭性相对较差。【结论】区内地下水化学场主要受水岩相互作用程度、断裂、储层封闭性等因素影响。研究成果对于认识雄安新区地热资源、科学合理开发利用地热能,推进北方地区冬季清洁取暖具有重要意义。     

三门峡断陷盆地及邻区深部结构及成因——来自深地震反射与大地电磁测深的证据

近年来,围绕三门峡断陷盆地中的油气、地热资源做了大量的工作,成因机制研究较少,严重制约了矿产资源的勘探开发。本文在前人研究工作基础上,结合野外地质调查并利用高精度深反射地震剖面、大地电磁（MT）、重磁等地球物理探测技术,对三门峡盆地进行综合研究。发现三门峡盆地主要由东、西2个负花状构造构成,西花状构造体大于东花状构造体;盆地东部边缘以观音堂隆起与洛阳凹陷相邻,观音堂隆起发育有壳内透镜状低速体,其东、西两侧均发育有规模较大的隐伏逆断层。研究区内莫霍面为大约5 km厚度滑脱层,在深反射地震剖面上表现为蚯蚓状反射特征,指示滑脱层为西向运动。莫霍面滑脱层上部与下部新发现多条弧形断层。地质与地球物理资料综合研究表明,莫霍面滑脱层的解耦作用是三门峡断陷盆地花状构造形成的主因;在不同时空构造力系作用下,形成研究区新生代全地壳旋转花状构造盆地。     

冀中牛驼镇凸起地温场的特点及地下热水的开发利用

牛驼镇凸起是冀中拗陷中一个显著的次级正向构造,其地理位置见图1。1973—1978年进行石油普查和勘探时,在该区相继发现了地下热水,引起了人们的注意,先后对热水的分布有过报道和论述^[1,2]。鉴于牛驼镇凸起(包括容城凸起)地热异常在华北平原具有代表性,我们在石油部门的协助下,在本区较系统地开展了地温测量并收集有关资料进行研究。本文试图剖析这个典型地区地温场的特点,作为圈定和预测华北平原地热异常区以及分析地下热水分布规律的基础。     

深反射地震数据揭示的拉萨地体北部到羌塘地体南部地壳厚度的变化

由多个地体拼接而成的青藏高原,有着世界上最厚的地壳。在高原中部,从拉萨地体到羌塘地体,穿过班公湖—怒江缝合带(BNS)的地壳厚度变化长期存在争议。本文主要论述从拉萨地体北端横跨BNS到达羌塘地体的深地震反射剖面探测的结果。探测发现了清晰的Moho反射,揭示了拉萨地体—羌塘地体Moho深度和地壳厚度的变化。探测结果表明,在BNS下方Moho深度由南至北出现了6.2 km的急剧减小,并且与BNS向北28 km处的羌塘地体南部比较,地壳厚度变浅了12.5 km。否定了前人对BNS下方Moho存在20 km显著变化的认识。     

Unconformity-like Reflection Pattern under the Moho in the Sulu Area

1.IntroductionSincethediscoveryofcoesiteandndcrodiamond,theDabie-Suluultra-highPressure(UHP)meta-morphicbelthasbeenattractingworldwideattentionsofgeoscientists.Studyingthisoutstandinggeologicalregionmaygreatlyenhanceourunderstandingofmetamorphism,deepeffectsofcontinentalcollisionandgeodynandcsinconvergentplateboundaries.Thestudymayalsobeveryhelpfultoprovideevidencetorevealinteractionbetweenthecrustandthemantle,andtheformationofnewtypesofdiamonddeposits.EncouragedbytheinternationalContinenta…     

南海北部深水及超深水区现今地温场及热结构特征研究

依据前人对岩石圈层结构的认识和地震反射界面揭示的沉积充填,本文对南海北部深水及超深水区域的现今地温场特征及岩石圈热结构进行了计算。结果表明：南海北部深水及超深水区具有“热盆”特征,超深水区较深水区更热,但超深水区沉积基底的现今温度较深水区低。大地热流值的总体变化趋势表现为从深水区向超深水区逐渐增高,与地壳和岩石圈向南减薄趋势一致。南海北部深水及超深水区具有“冷壳热幔”的岩石圈热结构特征。地壳热流主要由基底的构造形态和地壳减薄程度控制,地幔热流则只受控于岩石圈基底埋深。     

银川盆地构造发展——深地震反射剖面揭示浅部地质与深部构造的联系

横跨银川盆地北西西向的深地震反射剖面,清晰揭示了银川盆地边界断裂以及整个地壳的结构构造特征,这对研究具活动大陆裂谷性质的银川盆地浅-深构造关系具有重大的意义。贺兰山东麓山前断裂、黄河断裂作为银川盆地的西、东边界断裂,前者为一条缓倾斜、延伸至上、下地壳边界的犁式断裂,而后者则为一条切穿地壳并延伸进入上地幔的深大断裂。根据深地震反射剖面揭示的地壳结构特征,银川盆地浅部结构并非前人认为的"堑中堑"结构,而是表现为由一系列东倾犁式正断层控制的新生代断陷。略微下凹的Moho面几何形态以及厚2~3.2 km的层状强反射带为下地壳最显著的反射特征。Moho面深度与强反射带厚度变化趋势与银川盆地沉积厚度变化趋势几乎一致。本文认为,强反射带的成因可能是由源自地幔的基性岩浆以岩席状的形式底侵进入地壳底部造成的,而这部分形成强反射带的物质可能补偿了因银川盆地断陷而造成的地壳减薄,最终导致银川盆地之下Moho面并未像之前所认为的那样隆起。     

Geochemical and isotopic characteristics of fluids in the Niutuozhen geothermal field,North China

Niutuozhen geothermal field is located in the Jizhong graben, belonging to the northern part of Bohai Bay Basin in North China. Chemical and isotopic analyses were carried out on 14 samples of the geothermal fluids discharged from Neogene Minghuazhen (Nm), Guantao (Ng), and Jixianian Wumishan (Jxw) formations. The δ²H and δ¹⁸O in water, δ¹³C in CH₄, δ¹³C in CO₂, and ³He/⁴He ratio in the gases were analyzed in combination with chemical analyses on the fluids in the Niutuozhen geothermal field. The chemical and isotopic compositions indicate a meteoric origin of the thermal waters. The reservoir temperatures estimated by chemical geothermometry are in the range between 60 and 108 °C. The results show that the gases are made up mainly by N₂ (18.20–97.42 vol%), CH₄ (0.02–60.95 vol%), and CO₂ (0.17–25.14 vol%), with relatively high He composition (up to 0.52 vol%). The chemical and isotopic compositions of the gas samples suggest the meteoric origin of N₂, predominant crustal origins of CH₄, CO₂, and He. The mantle-derived He contributions are calculated to be from 5 to 8% based on a crust–mantle binary mixing model. The deep temperatures in the Jxw reservoir were evaluated based on gas isotope geothermometry to be in the range from 141 to 165 °C. The mantle-derived heat fraction in the surface heat flow is estimated to be in the range of 48–51% based on ³He/⁴He ratios.     

大地电磁测深法在福建漳州地热区的应用

为了研究漳州地区深部构造和热源条件,在天宝、漳州、龙海一线进行了大地电磁测深测量工作。通过对大地电磁测深结果的分析和解释,表明在漳州地区龙海—浮宫一带上地幔高导基底明显上隆,在壳内10—13km深处具有明显的高导层,地表覆盖层电阻率很低。根据这些情况并结合地质资料推断,这一带地下存在着温度较高的热源及地下水补给条件,在地下水深循环和热对流良好的断裂交汇区,有可能形成水温较高的地热田。