正常大地热流背景下层状热储的形成条件研究

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地热系统按热源分类,可分为岩浆囊余热、岩石放射性生热、断层导热和正常或略偏高大地热流。一般来说,前三种类型热储温度较高,而对于因正常或略偏高大地热流条件下形成的地热,地表基本无地热异常,其形成热水温度也偏低,学者研究较少。为此,弄清正常大地热流背景下层状热储的形成条件,有利于缓解当下人们对地热资源需求越来越大的压力。论文通过收集、整理前人研究资料,结合野外踏勘和地球物理勘探资料,分析正常大地热流型地热系统的热源、热储、热通道、盖层条件及水化学特征,基本弄清其形成条件和成因模式,建立了概念模型。取得的主要认识有:(1)该类型地热系统热源为正常或略偏高的大地热流,地壳浅部无生热率特别高的放射性热源存在,也无未固结或正在冷却之中的岩浆侵入体,且不存在能将深部热量携带上来的物质流。(2)正常大地热流条件下形地热可分为三种类型:山原型、封存剥蚀型、盆地覆盖型。三种类型热储均为层状热储,封藏条件一般较好,地下水循环较弱。(3)山原型地热系统一般构造运动弱,盖层为基岩隔水保温层,热储深埋地下,基本不裸露,成热条件好;封存剥蚀型地热系统构造运动强烈,热储局部地段被抬升至地表,有完整的地下水补给、径流、排泄循环系统,温泉的出露受构造控制;盆地覆盖型地热系统多在断陷盆地发育,其盖层为第四系松散堆积物或第三系半成岩,基底富水性较好,其受热时间短,但增温快。(4)正常大地热流型地热系统成因模式可概括为:早期热储层受溶蚀或剥蚀地下水被封存在热储层中,之后在其上沉积的基岩盖层或松散层盖层起隔水隔热保温作用,受正常或略偏高大地热流长期加热,热储地下水充分吸收围岩热量、大面积交换热能,最终形成低温热水,热储形成后若构造运动不强烈,很少有温泉出露,若构造运动强烈,热储层被局部抬升裸露至地表形成温泉。
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