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地熱分布規(guī)律

四川省地熱資源分布規(guī)律

1.四川的地貌特征
  四川位于中國大陸地勢三大階梯中的第一級和第二級,即處于第一級青藏高原和第二級長江中下游平原的過渡帶,高低懸殊,西高東低的特點特別明顯。西部為高原、山地,海拔多在3000米以上;東部為盆地、丘陵,海拔多在500~2000米之間。全省可分為四川盆地、川西高山高原區(qū)、川西北丘狀高原山地區(qū)、川西南山地區(qū)、米倉山大巴山中山區(qū)五大部分。四川地貌復(fù)雜,以山地為主要特色,具有山地、丘陵、平原和高原4種地貌類型。

  2.四川的區(qū)域構(gòu)造概況
  四川盆地的大地構(gòu)造位置,處于揚子準地臺偏西北一側(cè),屬于揚子準地臺的一個一級構(gòu)造單元,是一個以中生代內(nèi)陸坳陷為主要特征的大型沉降盆地。盆地呈明顯的菱形邊框,西北和東南兩條邊界稍長,呈北東向延伸,相互平行,比較整齊;東北和西南邊界略有彎曲,主要是被西向,但向東西反向偏轉(zhuǎn)。四川盆地是在上揚子準地臺的基底上發(fā)展起來的,經(jīng)歷了克拉通盆地和前陸盆地2個演化階段。中三疊世淺上揚子區(qū)尚無明顯的盆地擱架,四川盆地是在印支期至喜馬拉雅期,特提斯構(gòu)造域與濱太平洋構(gòu)造域的發(fā)展演化過程中向上揚子區(qū)長時期、時強時弱的、此起彼伏的和越來越強的擠壓作用下形成的:首先形成波及上揚子大部分地區(qū)的陸相沉積,之后在多層次、多期次遞進擠壓中改造沉積盆地,與喜馬拉雅早期形成了構(gòu)造盆地。在整個構(gòu)造-熱演化過程中,克拉通發(fā)展階段,整個揚子板塊的熱狀態(tài)比較穩(wěn)定,熱流值較低。盆地形成階段,盆地拉張及峨眉山地幔柱發(fā)育、玄武巖噴發(fā)。在三疊紀以后的前陸盆地發(fā)展時期,盆地不同地區(qū)顯示出構(gòu)造演化的差異性。

  3.四川地熱(溫泉)分布概況

 

四川省地熱資源分布規(guī)律-地熱開發(fā)利用-地大熱能

四川省地下熱水分布略圖

1-溫熱泉;2-熱水鉆孔;3-斷裂;4-物探查明的斷裂;5-高、中溫熱水富集區(qū);6-推斷地熱異常區(qū);7-地熱梯度,8-盆周火成巖埋深<5km的分界線:9-埋深<5km的火成巖體

  整個四川的溫泉在地區(qū)分布上,以石渠-康定-木里一線以西的溫泉最多,平均水溫也最高,數(shù)量在全川居領(lǐng)先地位。次為川西南涼山地區(qū)。最突出的高、中溫溫泉區(qū),川西有康定,巴塘、理塘、甘孜、道孚,麥地龍等溫泉區(qū);在川西南有喜德,普格、紅格、甘洛、金陽等溫泉區(qū),但以中溫熱水見多。川東、川南則以低溫熱水為主。川中因覆蓋有較厚的中生代紅層,具良好的隔熱隔水作用,溫泉罕見。但在穿過紅層的鉆孔中,卻揭露出十分可觀的高溫熱水。所以,總體而言四川的地熱資源具有東邊少而西邊多,東邊溫度低而西邊溫度高的特點。

  4.四川地熱資源類型
  按照熱水循環(huán)的通道類型,可將四川地下熱水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分為柱狀匯流型、層狀匯流型和混合型等三大類。

  4.1 柱狀匯流型
  兩條以上的斷裂或火成巖體破碎界面相交。交匯區(qū)由于應(yīng)力集中形成破碎更加強烈的柱狀破碎體,它的下端,是各破裂面之影響最深的共同低點,其上端也因破碎程度最劇而成為抗剝蝕,侵蝕能力薄弱的地方,常表現(xiàn)為較低的帶狀或環(huán)狀負地形。裂隙極發(fā)育的不連續(xù)面,地表水(包括大氣降水形成之面流)最易沿此匯集與下滲。抵一定深度后,水溫也逐漸增高。之后,在靜水壓力和熱力的驅(qū)動下便沿著柱狀破碎體上升而形成溫泉。若上述這一結(jié)構(gòu)覆蓋有較厚的隔水巖層遠源地下水雖經(jīng)加熱對流并承受一定的靜水壓力也很難以泉的形式出露。這種埋藏的柱狀匯流型,其熱水區(qū)擴散范圍往往可以比柱狀破碎體稍大些。川中地區(qū)許多深井在穿過斷層帶時井溫急劇上升,地溫梯度明顯高于鄰近地區(qū)就是此種熱水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的例證。由于通道隔絕程度好,熱水上升和排出都限制在柱狀破碎體內(nèi),其平面分布可視作點狀。地下熱水淺層冷水摻合的機會和數(shù)量也較少,故而排出地表時常保持了較高的水溫,動態(tài)也比較穩(wěn)定。川西及川西南地區(qū)斷裂發(fā)育且挽近活動頻繁,此種水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)甚多,故有不少高、中溫地下熱水露頭。如由多條北東向、北西向及近南北向的新老斷裂集中交匯的康定溫泉區(qū)便是一個典型代表。

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柱狀匯流型熱水形成機制示意圖

1-完整巖體,2-破碎巖體,3-冷水流向;4-熱水流向,5-溫泉

  4.2 層狀匯流型
  地下水主要沿傾斜的碳酸鹽巖層面或不整合面向深部循環(huán)增溫。由較高背斜的軸部裂隙發(fā)育帶接受補給而在較低背、向斜之同層中出露。少數(shù)順背斜軸向流至同背斜之傾伏端排出,其循環(huán)深度較淺,水溫也隨之降低。該類型雖也與裂隙斷層有關(guān),但由于其循環(huán)增溫之主要通道層狀特征,故謂之層狀匯流型。此類型地下水沿裂隙和層面曲折下滲的深度是有限的,然后沿層面或不整合面呈面狀徑流,總的循環(huán)深度不及柱狀匯流型,又極易受到淺層冷水混合,故常形成中、低溫溫泉。

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  層狀匯流型熱水形成機制示意圖

 

  1-砂,泥巖;2-碳酸鹽巖;3-裂隙密集帶;4-冷水流向,5-熱水流向;6-溫泉:7-熱水孔

  4.3 混合型
  兼具有上述兩種熱水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的類型?;旌闲陀挚煞侄嗩?一類是在橫向上兼有兩種結(jié)構(gòu)在起作用,但柱狀破碎體規(guī)模一般都不大。地下熱水是在兩種循環(huán)通道中加溫形成,排出地表的是兩種來源的熱水之混合水流??煞Q為并列混合亞型。如洪縣-笛連、郁山鎮(zhèn)—白石關(guān)溫泉區(qū)有些泉水出露便屬此例。另一類是深部為柱狀匯流型熱水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu),上部被層狀匯流型熱水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)所覆??芍^之為疊置混合亞型熱水水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)。這種混合亞型之熱水循環(huán)深度大于柱狀匯流型。下部柱狀破碎體之規(guī)模也可能較大。但排泄區(qū)卻和層狀匯流型一樣易被冷水摻合。我們推測峨眉、峨邊一帶就有這種類型。

  5 四川地熱資源分布規(guī)律

  5.1 熱水的分布與地貌的關(guān)系
  從地形上看,溫泉多位于河谷、坡腳、階地后緣或第四系沉積邊緣等受剝蝕、侵蝕作用較強,覆蓋的隔水層不厚或被切割開的地方。川東的溫泉則多位于巖溶區(qū)的河谷或“洼槽”中。

  5.2 熱水的分布與地層巖性的關(guān)系
  就泉口出露地層而論,絕大多數(shù)中,高溫溫泉都是分布在中,酸性火成巖體與圍巖的接觸帶上,以巴塘一帶時代較新的火成巖周圍最為密集?;試姵鰩r中目前僅發(fā)現(xiàn)七處溫泉。碳酸鹽巖中溫泉數(shù)量雖然較大,但因易被淺層冷水摻合而降低了水溫。

  5.3 熱水的分布與構(gòu)造的關(guān)系
  全川33個溫泉區(qū)多出露在構(gòu)造(尤其是挽近活動斷裂)的交匯與轉(zhuǎn)折處或者是斷裂與結(jié)晶基底隆起的邊界面之交接處,以及碳酸鹽巖地層皺褶之背斜軸部。在這些延續(xù)深遠的不連續(xù)面上,溫泉區(qū)并非連續(xù)分布而僅僅在其交匯和轉(zhuǎn)折的地方以泉群的形式集中出露。如北東向的道孚—金川—黑水深斷裂,在與北西向的鮮水河斷裂交匯處形成了玉科—丹巴溫泉區(qū),在與白玉—理塘活動斷裂的交匯處形成了理塘—木拉溫泉區(qū)。而在二溫泉區(qū)之間的道孚—金川—黑水深斷裂帶上便很少有溫泉出露。