工程地質(zhì)
區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地溫分布的控制作用
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-11-11 13:47:41瀏覽次數(shù):1840
中國地溫分布的特征受諸多因素的控制和影響。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和深部地殼結(jié)構(gòu)對(duì)地溫的高、低及其分布形態(tài)起著主要控制作用,巖石的熱物理性質(zhì),火山活動(dòng)和巖漿作用以及地下水的活動(dòng)等因素對(duì)地溫的分布有著重要的影響。
中國區(qū)域大地構(gòu)造受全球構(gòu)造的制約,在太平洋板塊及印度板塊的作用下,形成了諸多斷塊的拼合體,據(jù)張文佑(1982)“中國及鄰區(qū)海陸大地構(gòu)造圖”,中國東部的松遼盆地、華北盆地及東南沿海地區(qū)分屬于天山、興安嶺斷褶系,中朝斷塊及華南斷褶系的東部都是較為穩(wěn)定的斷塊,而在中新生代時(shí)期又重新活動(dòng)的地區(qū),區(qū)內(nèi)新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,地震常沿深部斷裂發(fā)生。這些地區(qū)地溫均較高,特別是在松遼盆地及華北盆地的基底構(gòu)造對(duì)蓋層的地溫有著明顯地控制作用,地溫的分布與基底構(gòu)造的延伸方向一致,并形成隆起和凹陷相間與地溫高、低相間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。沿隆起斷裂的一側(cè)常形成地溫梯度大于4.0℃/100m的地?zé)?/a>異常區(qū)。但結(jié)晶基底內(nèi)部的地溫梯度則迅速降低。東南沿海地區(qū)原是華南古陸的一部分,區(qū)內(nèi)侏羅系火山巖及燕山期花崗巖廣泛分布,地處歐亞板塊的東部邊緣,地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜,構(gòu)造活動(dòng)明顯,中小地震亦經(jīng)常發(fā)生,地溫較高并沿區(qū)域性的北北東向深大斷裂分布,沿?cái)嗔延职l(fā)育一系列北西方向的張扭性斷裂構(gòu)造,形成眾多的溫泉沿此方向涌出,顯示了許多局部的地?zé)?/a>異常區(qū)。溫泉的溫度較高,多屬于中溫?zé)崴?,少?shù)溫泉的溫度在80-90℃以上,個(gè)別可達(dá)1000C,由于溫泉的范圍較小,在地溫分布圖上沒有標(biāo)出,但其分布卻與區(qū)域地溫場(chǎng)一致,它們都明顯地受北北東向區(qū)域構(gòu)造的控制。東部一系列中小型盆地的地溫分布都具有類似于華北盆地受基底構(gòu)造所控制的特點(diǎn)。這種特點(diǎn)一方面反映了隆起與凹陷對(duì)地溫分布的控制,同時(shí)也顯示了基底斷裂導(dǎo)致熱水對(duì)流對(duì)地溫分布產(chǎn)生的影響。
在中國中部和西北部諸大、中型盆地內(nèi)則顯示了與東部不同的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征。這里的中生代和中新生代盆地,前者如鄂爾多斯盆地、四川盆地,分別屬于中朝斷塊區(qū)及揚(yáng)子斷塊區(qū);后者如塔里木、準(zhǔn)噶爾及柴達(dá)木盆地則分屬于天山一興安嶺斷褶系及秦祁斷褶系。其中除柴達(dá)木盆地受青藏高原隆起影響,其古生代基底構(gòu)造較為復(fù)雜外,其他盆地的地質(zhì)構(gòu)造均較簡(jiǎn)單,活動(dòng)微弱,多屬于古老的穩(wěn)定斷塊區(qū)。盆地中地溫較東部為低,且較為均一,除少數(shù)地區(qū)具有沿基底斷裂上升的地下熱水形成的局部地溫異常外,地溫分布一般都受基底構(gòu)造的控制,屬傳導(dǎo)形成的地溫場(chǎng)。然而,柴達(dá)木盆地由于受西藏高原強(qiáng)烈隆起的影響。盆地基底構(gòu)造復(fù)雜,構(gòu)造活動(dòng)亦較強(qiáng)烈,地溫較其他二個(gè)盆地為高,在一定程度上可與華北盆地相比較,特別是盆地的東部三湖拗陷及西部阿爾金山與昆侖山交匯地區(qū)的尕斯庫勒及紅柳泉地區(qū)更為明顯;背斜軸部或隆起區(qū)地溫高,同時(shí)這里也存在著地下熱水沿深部斷裂一隆起,特別是西南部構(gòu)造復(fù)雜且斷裂活動(dòng)較多;西北部為一深凹陷;其東部是一箱狀褶皺束。盆地中地溫分布與上述構(gòu)造十分一致,并表明北部凹陷為低溫區(qū)、中及中南部(包括西南部)為高地溫分布區(qū),東部和北部類似。湖北建南地區(qū)與四川盆地東部同屬于一個(gè)類型的地區(qū)。中國中部的南部滇、黔、桂、湘、鄂地區(qū),地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜;區(qū)內(nèi)許多小型斷陷盆地如三水、百色、上思、南盤江等地溫均較周圍地區(qū)為高,其他地區(qū)的地溫分布與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件基本一致。由昆明向東北經(jīng)六盤水而至遵義以西一帶為揚(yáng)子斷塊區(qū)的中部,相當(dāng)于桂中臺(tái)凹、桂西臺(tái)凹及黔北臺(tái)凹(張文佑,1962),形成一條向東北延伸的稍高的地溫帶。其余地區(qū)為地溫較低的丘陵山區(qū),這一特點(diǎn)與廣泛分布的碳酸鹽巖和強(qiáng)烈的上升及構(gòu)造破壞作用有關(guān),如武陵山、巫山、大瑤山等山區(qū)都是低溫區(qū)。
中國西部的南部——青藏高原是中國的一個(gè)特殊的構(gòu)造區(qū),它受歐亞板塊和印度板塊的碰撞影響而強(qiáng)烈地隆起,形成了在其南部以喜馬拉雅山為屏障的世界屋脊一——青藏高原。在西藏境內(nèi)它從南向北由喜馬拉雅斷塊、雅魯藏布江斷褶帶、申扎騰沖斷塊、班公湖林奇湖斷褶帶、羌塘唐古拉斷塊等構(gòu)成(張文佑,1982),其延伸方向多為近東西及北西西向。這里地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,是近代強(qiáng)烈的隆起區(qū),構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈,地震活動(dòng)經(jīng)常發(fā)生。因此高原地區(qū)的地溫變化較大,其分布大體與構(gòu)造一致,同時(shí)也常受局部構(gòu)造的干擾。喜馬拉雅斷塊組成了珠穆朗馬峰主體,形成東西方向的高大山系。其下為一由北而南的地溫迅速降低的地溫陡度帶,至雅魯藏布江斷褶帶及申扎騰沖斷塊的南側(cè),形成一條沿近東西向分布的較高地溫帶,帶內(nèi)有大量的高溫地?zé)?/a>顯示;班公湖林奇湖斷褶帶及羌塘一唐古拉斷塊區(qū)內(nèi)發(fā)育有許多北西西向的高原中新生代斷陷沉積盆地,盆地中地溫較高,其他地區(qū)地濕偏低。
應(yīng)當(dāng)指出,由于印度板塊向北與亞歐板塊的沖撞,形成亍一系列近南北、北北東向的張性或張扭性斷裂,地下水滲入并向深部循環(huán),而被正常地溫或潛伏的熱源體加熱后,沿上述斷裂上升,隱伏于地下或出露于地表,形成了一系列的溫泉及高溫異常區(qū),其排列方向同構(gòu)造一致,由于它的影響面積較大,地?zé)?/a>活動(dòng)強(qiáng)度高,所以它常常干擾了區(qū)域地溫分布的形態(tài)。這些異常區(qū)的存在都有深部的地?zé)岬刭|(zhì)背景,所以它們的分布基本上都在較高地溫分布的范圍之內(nèi)。
綜上所述可以將其概括為以下幾點(diǎn):
1) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造是該區(qū)地質(zhì)歷史發(fā)展的結(jié)果和現(xiàn)今所處構(gòu)造環(huán)境的集中體現(xiàn),因此,它反映了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的組成和目前活動(dòng)的程度,并能宏觀地控制地溫分布的特點(diǎn)。
2) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元是以深大斷裂及巨型構(gòu)造帶為分界線的,不同的構(gòu)造單元其地質(zhì)結(jié)構(gòu)有很大差異,因此在二個(gè)不同的區(qū)域單元之間常有地溫陡變帶出現(xiàn)。
3)在同一構(gòu)造單元內(nèi)部,亦有凸起、凹陷及其間的斷裂分布,它們的組成及構(gòu)造特征常常影響深部熱量的傳導(dǎo)、積累和散失,并對(duì)區(qū)域地溫有明顯的影響。
4)斷裂和深大斷裂除做為地質(zhì)體控制地溫外,在某種情況下它尚可做為地下熱流體循環(huán)對(duì)流的通道,形成較高地溫分布區(qū)。
中國區(qū)域大地構(gòu)造受全球構(gòu)造的制約,在太平洋板塊及印度板塊的作用下,形成了諸多斷塊的拼合體,據(jù)張文佑(1982)“中國及鄰區(qū)海陸大地構(gòu)造圖”,中國東部的松遼盆地、華北盆地及東南沿海地區(qū)分屬于天山、興安嶺斷褶系,中朝斷塊及華南斷褶系的東部都是較為穩(wěn)定的斷塊,而在中新生代時(shí)期又重新活動(dòng)的地區(qū),區(qū)內(nèi)新構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,地震常沿深部斷裂發(fā)生。這些地區(qū)地溫均較高,特別是在松遼盆地及華北盆地的基底構(gòu)造對(duì)蓋層的地溫有著明顯地控制作用,地溫的分布與基底構(gòu)造的延伸方向一致,并形成隆起和凹陷相間與地溫高、低相間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。沿隆起斷裂的一側(cè)常形成地溫梯度大于4.0℃/100m的地?zé)?/a>異常區(qū)。但結(jié)晶基底內(nèi)部的地溫梯度則迅速降低。東南沿海地區(qū)原是華南古陸的一部分,區(qū)內(nèi)侏羅系火山巖及燕山期花崗巖廣泛分布,地處歐亞板塊的東部邊緣,地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜,構(gòu)造活動(dòng)明顯,中小地震亦經(jīng)常發(fā)生,地溫較高并沿區(qū)域性的北北東向深大斷裂分布,沿?cái)嗔延职l(fā)育一系列北西方向的張扭性斷裂構(gòu)造,形成眾多的溫泉沿此方向涌出,顯示了許多局部的地?zé)?/a>異常區(qū)。溫泉的溫度較高,多屬于中溫?zé)崴?,少?shù)溫泉的溫度在80-90℃以上,個(gè)別可達(dá)1000C,由于溫泉的范圍較小,在地溫分布圖上沒有標(biāo)出,但其分布卻與區(qū)域地溫場(chǎng)一致,它們都明顯地受北北東向區(qū)域構(gòu)造的控制。東部一系列中小型盆地的地溫分布都具有類似于華北盆地受基底構(gòu)造所控制的特點(diǎn)。這種特點(diǎn)一方面反映了隆起與凹陷對(duì)地溫分布的控制,同時(shí)也顯示了基底斷裂導(dǎo)致熱水對(duì)流對(duì)地溫分布產(chǎn)生的影響。
在中國中部和西北部諸大、中型盆地內(nèi)則顯示了與東部不同的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征。這里的中生代和中新生代盆地,前者如鄂爾多斯盆地、四川盆地,分別屬于中朝斷塊區(qū)及揚(yáng)子斷塊區(qū);后者如塔里木、準(zhǔn)噶爾及柴達(dá)木盆地則分屬于天山一興安嶺斷褶系及秦祁斷褶系。其中除柴達(dá)木盆地受青藏高原隆起影響,其古生代基底構(gòu)造較為復(fù)雜外,其他盆地的地質(zhì)構(gòu)造均較簡(jiǎn)單,活動(dòng)微弱,多屬于古老的穩(wěn)定斷塊區(qū)。盆地中地溫較東部為低,且較為均一,除少數(shù)地區(qū)具有沿基底斷裂上升的地下熱水形成的局部地溫異常外,地溫分布一般都受基底構(gòu)造的控制,屬傳導(dǎo)形成的地溫場(chǎng)。然而,柴達(dá)木盆地由于受西藏高原強(qiáng)烈隆起的影響。盆地基底構(gòu)造復(fù)雜,構(gòu)造活動(dòng)亦較強(qiáng)烈,地溫較其他二個(gè)盆地為高,在一定程度上可與華北盆地相比較,特別是盆地的東部三湖拗陷及西部阿爾金山與昆侖山交匯地區(qū)的尕斯庫勒及紅柳泉地區(qū)更為明顯;背斜軸部或隆起區(qū)地溫高,同時(shí)這里也存在著地下熱水沿深部斷裂一隆起,特別是西南部構(gòu)造復(fù)雜且斷裂活動(dòng)較多;西北部為一深凹陷;其東部是一箱狀褶皺束。盆地中地溫分布與上述構(gòu)造十分一致,并表明北部凹陷為低溫區(qū)、中及中南部(包括西南部)為高地溫分布區(qū),東部和北部類似。湖北建南地區(qū)與四川盆地東部同屬于一個(gè)類型的地區(qū)。中國中部的南部滇、黔、桂、湘、鄂地區(qū),地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜;區(qū)內(nèi)許多小型斷陷盆地如三水、百色、上思、南盤江等地溫均較周圍地區(qū)為高,其他地區(qū)的地溫分布與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件基本一致。由昆明向東北經(jīng)六盤水而至遵義以西一帶為揚(yáng)子斷塊區(qū)的中部,相當(dāng)于桂中臺(tái)凹、桂西臺(tái)凹及黔北臺(tái)凹(張文佑,1962),形成一條向東北延伸的稍高的地溫帶。其余地區(qū)為地溫較低的丘陵山區(qū),這一特點(diǎn)與廣泛分布的碳酸鹽巖和強(qiáng)烈的上升及構(gòu)造破壞作用有關(guān),如武陵山、巫山、大瑤山等山區(qū)都是低溫區(qū)。
中國西部的南部——青藏高原是中國的一個(gè)特殊的構(gòu)造區(qū),它受歐亞板塊和印度板塊的碰撞影響而強(qiáng)烈地隆起,形成了在其南部以喜馬拉雅山為屏障的世界屋脊一——青藏高原。在西藏境內(nèi)它從南向北由喜馬拉雅斷塊、雅魯藏布江斷褶帶、申扎騰沖斷塊、班公湖林奇湖斷褶帶、羌塘唐古拉斷塊等構(gòu)成(張文佑,1982),其延伸方向多為近東西及北西西向。這里地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,是近代強(qiáng)烈的隆起區(qū),構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈,地震活動(dòng)經(jīng)常發(fā)生。因此高原地區(qū)的地溫變化較大,其分布大體與構(gòu)造一致,同時(shí)也常受局部構(gòu)造的干擾。喜馬拉雅斷塊組成了珠穆朗馬峰主體,形成東西方向的高大山系。其下為一由北而南的地溫迅速降低的地溫陡度帶,至雅魯藏布江斷褶帶及申扎騰沖斷塊的南側(cè),形成一條沿近東西向分布的較高地溫帶,帶內(nèi)有大量的高溫地?zé)?/a>顯示;班公湖林奇湖斷褶帶及羌塘一唐古拉斷塊區(qū)內(nèi)發(fā)育有許多北西西向的高原中新生代斷陷沉積盆地,盆地中地溫較高,其他地區(qū)地濕偏低。
應(yīng)當(dāng)指出,由于印度板塊向北與亞歐板塊的沖撞,形成亍一系列近南北、北北東向的張性或張扭性斷裂,地下水滲入并向深部循環(huán),而被正常地溫或潛伏的熱源體加熱后,沿上述斷裂上升,隱伏于地下或出露于地表,形成了一系列的溫泉及高溫異常區(qū),其排列方向同構(gòu)造一致,由于它的影響面積較大,地?zé)?/a>活動(dòng)強(qiáng)度高,所以它常常干擾了區(qū)域地溫分布的形態(tài)。這些異常區(qū)的存在都有深部的地?zé)岬刭|(zhì)背景,所以它們的分布基本上都在較高地溫分布的范圍之內(nèi)。
綜上所述可以將其概括為以下幾點(diǎn):
1) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造是該區(qū)地質(zhì)歷史發(fā)展的結(jié)果和現(xiàn)今所處構(gòu)造環(huán)境的集中體現(xiàn),因此,它反映了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的組成和目前活動(dòng)的程度,并能宏觀地控制地溫分布的特點(diǎn)。
2) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造單元是以深大斷裂及巨型構(gòu)造帶為分界線的,不同的構(gòu)造單元其地質(zhì)結(jié)構(gòu)有很大差異,因此在二個(gè)不同的區(qū)域單元之間常有地溫陡變帶出現(xiàn)。
3)在同一構(gòu)造單元內(nèi)部,亦有凸起、凹陷及其間的斷裂分布,它們的組成及構(gòu)造特征常常影響深部熱量的傳導(dǎo)、積累和散失,并對(duì)區(qū)域地溫有明顯的影響。
4)斷裂和深大斷裂除做為地質(zhì)體控制地溫外,在某種情況下它尚可做為地下熱流體循環(huán)對(duì)流的通道,形成較高地溫分布區(qū)。
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