干热岩控热构造系统厘定与类型划分.docx
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干热岩控热构造系统厘定与类型划分
干热岩控热构造系统厘定与类型划分
摘要:
(目的)为了研究干热岩成因机理,(方法)综合分析了干热岩形成背景、控热构造系统及尺度。
(结果)地球中的干热岩具有特殊的形成构造背景,控热构造对干热岩热能的传输与聚敛具有很重要的作用,导致岩石圈不同热结构和热异常。
(结论)控热构造可划分为生热、导热、储热和释热构造。
生热构造包括地幔软流圈底辟,具有大量高放射性元素的岩浆房,活动性的深大断裂等;中、下地壳脆韧性转换带,活动的韧性剪切带是导热构造;中、下地壳的低阻高导体,韧性剪切流变层既是导热层,也是储热构造;火山、地震、浅表层次的活动断裂等为释热构造;控热构造的类型受到构造尺度和构造背景的限定。
由于地壳中控热构造分布状态及发育特征差异较大,从而导致干热岩等地热能资源在地壳中的埋深、规模、热量以及分布状态等也有较大差异。
关键词:
干热岩控热构造韧性剪切流变层热聚敛与传输
干热岩地热资源是地球内部的本土资源,对其进行勘探开发不仅能起到减灾减排的作用,还有助于“碳达峰”和“碳中和”目标的实现。
目前,地球正处于壮年期,地热能资源量巨大,而其中的干热岩是当前公认的利用率高(远高于风能、太阳能)、无污染(不会影响生态、环境变化)、储量巨大、分布广、持续稳定(不受天气、季节变化而影响)、最优质的新型清洁能源(汪集旸,2012,王贵玲等,2017)。
我国能源局2019年3月将干热岩(hotdryrock)定义为:
不含或仅含少量流体,温度高于180℃,其热能在当前技术经济条件下可以利用的岩体(国家能源局,2019)。
考虑到干热岩的自然属性、社会属性和经济属性,可分为广义干热岩和狭义干热岩。
广义干热岩主要考虑其自然特征,不必强调开发的经济成本和可行性,可定义为:
流体含量很少、温度为180~650℃的储热岩石;狭℃义干热岩是指作为自然资源开发对象的干热岩,还必须强调经济效益性和可行性,可定义为:
流体含量少,埋深为3~5km,温度为150~350℃,赋含的热能在目前的经济技术条件下可以开发利用的固态岩石。
目前,干热岩被认为是可以梯级综合利用的,可以用于发电、供暖、辅助采油、干燥、降温、医疗、洗浴、养殖种植等(李德威和王焰新,2015)。
地球自形成以来经历了多期次,多阶段地质构造演化及复杂的热演化。
地球演化之初聚集的热能以及演化过程中(尤其是地球板块构造形成以后)新产生的热能受到不同的构造(构造运动)的控制,不均匀地逐步释放。
这些释放的热能大部分成为干热岩的热源,因而详细划分控热构造系统对干热岩的赋存、勘探及评价具有重要意义。
干热岩埋藏深,成因机理不明,控热构造系统错综复杂。
目前,国内外还没有实现干热岩地热能大规模梯级发电。
干热岩的成因、分布、选区、勘探、评价、开发、综合利用等方面的研究极为薄弱,很多领域仍是空白,特别是在干热岩地热能的孕育环境、控热构造系统、分布规律、形成机理、勘查思路、能量评估,大规模开采及开发技术等方面。
本文在前人研究工作基础上系统划分了控热构造类型,以此引起广大专家学者对干热岩研究与开发的热情,促进我国干热岩事业稳步快速发展,有利于绿色宜居地球建设,碳达峰碳中和目标实现。
图1全球级控热构造系统
一、干热岩控热构造背景
据全球已勘探到干热岩的特征来看,狭义的干热岩并不是无处不在,只有在年轻活动(构造活动强烈)的陆内和陆缘盆山系统中分布,在活动性非均匀固态-半固态流变有关的强烈韧性变形-热隆伸展构造区带才发育干热岩,与中、下地壳不均匀流动的活动韧性剪切带及中、下地壳震源分布区密切相关(李德威和王焰新,2015;张森琦等,2021)。
开放地球系统中地热能的分布规律主要取决于多尺度控热构造系统,不同时空尺度的控热构造系统孕育于不同的大地构造环境。
地球大部分地区都经历了多期次地质构造演化及其热演化,在地球演化过程中,地球内核不断将极高温铁泵向外核,外核液态的铁携带高热能逐渐向地幔运移。
地幔深部的热流体以地幔柱(或地幔树、地幔枝、地幔墙)向上运移,有一部分热流体会在不同的物理边界(核幔边界,上、下地幔边界以及壳幔边界)发生侧向扩展,既垂平转换,从而引起热能驱动或热能转换成热动力及其相关作用力形成的全球板块构造和相关建造。
地球内部不同深度存在高温的、熔融或半熔融状态的似层状、透镜状的低速体(层)(Naifetal.,2013)就是在这种深部热运移作用下形成的,同时,这些又构成了赋存在不同深度干热岩的热源或导热体(图1)。
大陆下地壳韧性流动是造山成盆的统一机理,也是成矿成藏生气、热灾害链的主因。
而且,开放的地球系统是有生命的有机体,整体关联,动态平衡,地球深部热流驱动地球板块的形成及运动,并控制浅部构造(李德威和王焰新,2015),浅部构造的活动又反作用于地球深部,引起其不断降温。
据现代地热地质理论研究发现,陆内地热主要产于活动的(以新生代为主)、高地温梯度的大陆盆山体系。
以动态的莫霍面,康拉德面和不同物质界面划分出具有非均匀分层流变结构的上、中、下地壳;温度变化与岩石能干性耦合分解出熔融、部分熔融、固态流变(韧性变形)、韧-脆性转换、脆-韧性转换和脆性变形系列。
这些热构造岩石组合制约不同类型的热储,形成浆热型、干热型、气热型、水热型和混合型地热能,从而构成热源、结构和机理密切关联的地热构造系统(李德威和王焰新,2015)。
大陆地壳热结构和地质结构极不均匀,在热构造异常活动区带,地壳深部局部存在浆热型地热能,干热型地热能,以及热储埋深较浅、活性极高的气热型地热能。
受热气化形成的幔源、壳源CO2、H2、CH4、CO、H2S、HCl和浅层次水汽均可作为输热介质,与其他类型的地热能一起构成多种形式的混合型地热能。
因此,气热型地热能不同于单纯由水蒸汽构成的蒸汽型地热能,而且与无机油气、二氧化碳气田、金属矿床、热灾害链、温室效应、气候变化之间存在关联机理。
二、干热岩控热构造系统
干热岩控热构造系统的详细划分,对于深层热储的圈定与地热能勘探开发具有重要的意义。
总体而言,干热岩控热构造系统可划分为生热构造、导热构造、储热构造和释热构造四种基本类型。
生热、导热、储热和释热符合深部构造控制浅部构造、热量自发地从较热的物体传递到较冷的物体等基本规律。
由于干热岩成因机理复杂,四种基本控热构造类型之间没有严格的界线,即某些生热构造也具有导热特征,某些导热构造也具有储热特征。
不同的控热构造对干热岩的形成、赋存起着不同的决定性的作用,从而导致了发育不同构造的岩石圈具有不同的热结构(汪洋等,2001;Jiangetal.,2016)。
1.干热岩生热构造
生热构造就是指形成干热岩热源的构造。
当然,热可以催动构造形成,如热聚集可以引起地震,热运输可以催动板块;反之,板块的运动如俯冲、碰撞可以产生热(HasterokandChapman,2011)。
所以,热与构造是互生互存的。
而干热岩的热源目前有四种主流观点,即高放射性花岗岩产热、岩浆活动生热、强烈构造活动成热以及地幔传导运热(甘浩男等,2015;蔺文静等,2021)。
不同的干热岩其主要热源不同,且受到不同的生热构造控制。
构造活动、岩浆活动、花岗岩放射元素衰变、地球形成初始积聚的热都是地热能的热源,但各对地热能的贡献是多少?
它们分别在哪个层次对哪种类型地热能起主导作用?
只有解决了地热能的热源问题,才能科学地开展地热能勘查、评价、开发等各项后续工作。
高放射性花岗岩产热形成的干热岩热源主要为地壳热源,生热方式为放射性元素衰变生热(汪集暘等,2001)。
地球中可产生衰变的放射性元素较多,但能够为干热岩提供热能的元素必须具备三种条件,即有足够的丰度,放射性生热效率较高,适宜半衰期;据目前所知,具备这些条件的元素只有U、Th、K这3种;由于这3种元素在地壳岩石中平均含量和生热差异悬殊,经计算分析发现在花岗岩中含量大且生热率高;因而,在花岗岩大量发育的地方有可能赋存有干热岩,即高放射性产热型干热岩(汪集暘等,2001;Zhangetal.,2020)。
高放射性花岗岩只是干热岩热源的一种,并且是占比较少的一种附加热源。
花岗岩只是赋存在上地壳,上地壳通常称为花岗质地壳或硅铝质地壳,所以,花岗岩热源可称为地壳热源。
而下地壳、地幔甚至地核都不是由花岗岩组成;故,富含高放射性元素的花岗岩不可能为地球深部的物质以及深部物质运移提供全部的热量,而只能为浅部岩石地层地温场提供热量(Artemievaietal.,2017),如共和盆地干热岩仅壳内热源来自花岗岩的放射性生热,主体热源还有附加热(张超等,2020)。
形成时代较老的花岗岩,如中生代以前的岩浆侵入活动和喷发作用所伴生的地热已经消逝或其温度降至与围岩相同,不能成为干热岩动态热源;但新构造运动时期的岩浆侵位(发育在地表及浅部)或喷发(浆热型热源)对干热岩或温泉的形成和地热能的储存具有重要意义。
所以,规模较大(达到岩株、岩基规模)、放射性元素含量高的中、新生代花岗岩对干热岩的形成更有意义,既是其静态热源,又是其动态热源。
如果幔源传导型热量也较高时,在覆盖层理想的地方,可以获得具有开发潜力的干热岩资源。
如:
东南沿海断陷盆地中,发育大量中、新生代酸性花岗岩体的区域可能具有优质干热岩。
岩浆活动生热型干热岩往往赋存在挽近时期火山发育处,生热方式为高温熔浆沿断裂系统向浅部运移生热。
国际上很多知名的干热岩资源区如冰岛、日本干热岩区均属于这种类型(Heine,2004)。
受底部未冷却岩浆的作用,地表具有明显的水热活动现象。
新生代火山活动其实并不生热,火山活动是热的表现、热的释放、热的耗散。
火山活动只能说明深部存在巨大高温热能,地球深部汇聚的巨量的热(热物质),打破了深部物质稳定状态就会以火山形式释放,即火山通道下或周边则可形成近代火山型干热岩。
火山喷发具有周期性,因而有死火山、休眠火山和活火山之说;死火山就是指火山喷发作用导致火山区域早期汇聚的高温热物质(岩浆)释放完;休眠火山存在热物质的再汇聚或早期汇聚的热物质经过周期性的释放还没有彻底释放完的表现;而活火山就显示火山区域依然存在大量未喷发完的高温热物质流(Witteretal.,2019)。
所以,我国台湾的基隆火山和大屯火山、海南和广东的雷琼火山群、内蒙古的阿尔山火山、山西大同盆地火山、黑龙江五大连池和镜泊湖、吉林长白山天池以及云南腾冲火山群,这些区域均存在活火山或休眠火山,说明深部可能还存在高温岩浆活动。
深部的岩浆沿断裂运移并把大量的热向上传导,不断加热浅部物质,通常在较浅的地方就可以获得较高的温度(Wangetal.,2016)。
所以,这些区域目前还存在较多的高温温泉的分布。
总之,新生代火山活动较发育往往显示深部存在高温岩浆活动,深部这种高温热源极易在较浅部形成优质干热岩;但火山活动不是干热岩的热源,其只是深部高温汇聚的表现,是一种将深部热能释放出来的构造现象。
强烈构造活动生热型干热岩的热源为地壳运动,生热方式为强烈的构造运动减压熔融生热,也是壳内透镜状、似层状部分熔融体形成的主导因素。
断层活动往往会在断层面上形成铁质磨擦镜面,方解石或石英薄膜层,这些都是断层活动产生瞬时高温导致物质熔融后新生成的矿物集合体;地震活动往往会导致道路、桥梁等不仅发生脆性破裂,还会发生塑性的扭曲变形以及物质熔融后快速冷凝结晶而形成的假玄武玻璃等玻化物质,这些指示了地震活动也能产生瞬时高温。
但,断层活动、地震活动产生的高温热耗散快,瞬时释放,很难有效积聚,不利于开发利用(Tanakaetal.,2007);同时,断层活动、地震活动具有热成因特征,即具有导热和释热表现,也是热在某个区域聚集超过临界状态导致地壳块体(岩石体)活动而形成。
所以,新构造运动、活动构造、地震等构造强烈区不仅是构造运动产生新的热能,而且是深部热能高度聚集的表现。
我国新构造运动最为剧烈的地区如青藏高原南部,东部沿海(包括台湾)以及滇西是沸泉、高温温泉分布区。
受太平洋板块向欧亚板块俯冲,印度板块和欧亚板块的碰撞这两种最为强烈的新构造运动的影响,在我国的喜马拉雅构造域和环太平洋构造域部分区域发育有侵入体和熔融体等高温岩浆热源,壳内低速层以及强烈韧性变形-热隆伸展构造,这些是干热岩等高温地热资源赋存的有利条件,因此这些区域具有高热流、高地温梯度、高温温泉和沸泉以及水热爆炸等热异常。
沉积盆地型干热岩的热源主要为地幔热流,生热方式为地幔传导生热,也就是由于地幔活动将深部(地球核部)的热向上、向外传导而引起浅部的物质被加热而形成岩浆或干热岩。
沉积盆地型干热岩资源具有基岩覆盖层较厚、表层地温梯度较大、增温稳定的特征。
由于地幔热物质向上运移,软流圈底辟上涌导致岩石圈减薄、莫霍面和居里面局部抬升,中下地壳汇聚了大量的热能,低阻高导体及韧性剪切流变带快速将热能向上传导;深部热源向上传导到达覆盖层时,由于沉积覆盖层热导率小的特点,阻止了热量的散失,从而在地壳浅部聚敛超常热能而形成干热岩高温热储;沉积盆地型干热岩资源虽然有时地表热流值并不太高,但由于热量在深部的聚集,其盆地基底温度较高。
低阻高导体快速传热以及韧性剪切流变带的剧烈活动往往会在造山带间导致大型断陷盆地、裂谷盆地形成(图2)。
如东非裂谷、莱茵地堑(Freymarketal.,2016)以及我国的松辽断陷盆地、汾渭裂谷盆地、苏北断陷盆地、雷琼裂谷盆地、羊八井-当雄地堑盆地、那曲-古堆-错那地堑盆地等中新生代断陷盆地。
这些断陷盆地中干热岩的热源相对较复杂:
有些是地幔源,有些是活动构造热源,有些是兼而有之;但总体均表现出沉积覆盖层具有较高的地温梯度,与水热型地热系统共生。
青藏高原挽近时期具有强烈的地壳运动,形成热壳冷幔特征,因而高原内部南北向的羊八井-当雄地堑盆地、那曲-古堆-错那地堑盆地等均为新生代地壳强烈增厚伸展拉张而形成的断陷盆地,其干热岩生热构造为强烈的地壳构造运动。
受太平洋板块向欧亚板块深俯冲作用诱发的大陆地壳强烈伸展拉张减薄,地幔软流圈热物质底辟上升,形成了我国华北、苏北及东南沿海等东部热构造区(袁玉松等,2006;Zuoetal.,2013;徐立等,2014);所以,松辽盆地、渤海湾盆地、苏北盆地等区域具有较高的热流异常,干热岩生热构造以地幔底辟隆升为主兼具强烈地壳构造运动。
我国大陆地壳构造活动性强,地热资源丰富,地热能类型齐全,常见多种地热能共生。
例如,羊八井地热田发育水热型、干热型和气热型地热能,很可能存在浆热型地热能;腾冲地热田发育浆热型、气热型、水热型地热能,很可能存在干热型地热能;琼北地热田发育浆热型、水热型地热能,很可能存在干热型地热能;福建漳州地热田发育水热型地热能,很可能存在干热型地热能;汾渭裂谷型高温地热田地壳厚度小、构造强烈活动,中、高温水热型地热能极为发育,其深部也有可能是优质干热型地热能赋存之地。
图2热隆伸展区干热岩成因概念模型
埋藏在地壳中的干热岩,其形成的主导热源可能都是来源于地幔热流体热(SclaterandFrancheteau,1980;Weinstein,1993)。
软流圈地幔底辟上涌、岩石圈拉张减薄、莫霍面、居里面上隆、中下地壳韧性剪切流变(熊盛青等,2016;刘德民等,2020),有利于来自核、幔的热迅速、高效向上传导,从而形成有动态热源的优质干热岩。
地幔软流圈底辟导致地壳发生不同程度的热隆伸展,形成了裂谷、断陷盆地、堑垒构造等伸展拉张型负地形,并在一定程度上制约了成矿、生烃、聚油气以及伴生的自然灾害。
2.干热岩导热构造
干热岩导热构造就是具有将热能传递给干热岩热储层的构造,这些构造能够将热储层周边或地球更深层的热以传导形式源源不断地向热储层输送热能。
真正对干热岩资源有导热作用的导热构造有3种,一是地幔热物质上隆时具有快速、高效传导热的具有活动性的深大断裂,尤其是具有正断式或走滑剪切的断裂是良好的导热构造;二是便于地球物理技术进行探测的埋藏深度较浅、低密度、高温的准固态流动层-低速高导体(Naifetal.,2013);三是接触到深部热源的岩脉、盐底劈构造等。
不同块体之间的分界断裂、板内区域性断裂、盆山边界的控盆断裂以及盆内不同隆、凹之间的边界伸展或走滑断裂均具有规模大、延伸远、切割深、性质复杂、活动性强等特征,均是热物质传导和载热流体的良好通道。
尤其是切割深度达壳幔边界甚至更深,往往具有铲式和韧性变形特征,更是地幔热物质和深部岩浆上涌的最佳通道(QiandYang,2010;李小林等,2016)。
深大断裂既是深部幔源热物质和高温岩浆上涌的主要通道;同时,这些高温的热物质上涌也可以促使深大断裂的活化或催生新的断裂系统。
西宁盆地地下热水的热源来自下部地壳和上地幔,深大断裂为导热通道,构造控水控热-热流沿断裂上升、扩散(图3A),到近地表扩散的方式为传导和对流(张森琦等,2013)。
在传导方式下,低热导率的岩层是聚积热流;在对流方式下,断裂构造的发育程度和地下水的贫富、流动性是关键因素。
较厚的保温隔热盖层,造成盆地中次级凸起成为局部构造热储。
关中盆地热源为隆起地幔的深部热能,并通过伸展断裂的导通和岩层的热传导(图3B),在可利用的深度内形成地热资源,岩层内的热传导以垂向扩散热能为主,而在具有与深部高温部位导通作用的深断裂是导热构造(穆根胥等,2015),导热构造附近可形成沿水平方向的热对流进行热扩散,水平热对流作用主要是由于流体的参与。
切穿至岩石圈的深大走滑断裂带对河北马头营干热岩的形成具有良好的导热作用(Wangetal.,2013;张保建等,2020)。
图3A、西宁地热田热储构造概念模型示意图
图3B、关中盆地地热形成模式
地壳内低速低阻高导体不仅具有较高的温度,也具有良好的导热功能,其能将地幔软流圈底辟传导的热能储集汇聚在一起。
由于低速低阻高导体相对于围岩来说能干性较弱,其内部压力相对较小,周边围岩产生水平方向的附加拉张应力,引起深部韧性断裂活动,从而加速携带高热量的热液沿断裂系统向上进一步传输,因而壳内低速低阻高导体不仅是干热岩的热源,也是干热岩的导热构造。
青藏高原中下地壳普遍存在大规模的低速低阻高导层(Nelsonetal.,1996;王春槦等,2016)。
由于高导层温度较高导致高原岩石圈熔断拆沉作用十分发育,从而不仅引起了青藏高原造山后的水平伸展和垂向快速生长,以及壳-幔物质和能量的再循环,同时也造成了深部的热能快速向上传导。
青藏高原中下地壳的低速高导层不仅是引起青藏高原快速整体隆升的“渠流”、“层流”等物质流,也是导致青藏高原热地壳形成的直接因素(刘德民等,2020)。
华南沿海至南海具有流变分层特征,普遍存在壳内低速层,从上地壳至下地壳再到上地幔和热岩石圈底部出现脆性-韧性-脆性-韧性的组合结构(施小斌等,2000;滕吉文等,2019);下地壳15~25km低速层最发育,从南海中央向华南陆内缓倾,低速层从海陆过渡区到内陆地壳脆韧性转换界面从16km加深至20km(张中杰等,2010;王敏玲等,2015),显示热的岩石圈上部具有多层低速流变特征(图4A)。
下地壳和上地幔低速层在海陆过渡带相连,低速层的导电性较好显示低阻特征,可能是地幔软流圈粘性流动制约下地壳韧性变形带。
活动的韧性剪切带不仅是岩石圈深层韧性域高温的表现,也是具有将深部的热向地壳脆性域传输的特征,是优良的导热构造,建起了生热构造与释热构造之间的桥梁,并进一步制约中地壳震源层和上地壳热隆伸展正断层系统。
大量地震探测表明苏北及邻区的地壳中普遍存在壳内低速层,下地壳15~25km低速层-韧性流变层最发育(图4B),壳内低速高导层范围内地壳温度约300-400℃左右,达到岩石的韧性变形温度;因此,壳内低速高导层不仅是浅层干热岩的热源,同时也具有将深部地幔热能向上传导的作用,具有很强的导热性能(陈沪生,1988;袁玉松等,2006;滕吉文等,2019;张森琦等,2021)。
天然地震P波信息显示苏北盆地高邮-泰州-东台一带5~10km以及10~15km范围均整体呈北东东或近东西向低速异常,不同方向断裂交汇部位往往形成低速异常中心(黄耘等,2006)。
低速体分布不仅受到深大断裂构造的控制,同时,这些深大断裂可能是地壳内部流体和热能的运移通道;如汉留-吴堡断裂,铜城断裂,切割深,活动性强,并对区内侵入岩的分布控制作用强。
图4A、南海-内陆岩石圈流变分层结构图
图4B、地震地壳测深HQ-13线横向速度结构
(实线为岩石圈结构分层界线,虚线为流变层分界线;b、脆性层;d、韧性层;A、海底;B、新生界基底;C、上地壳底界;D、莫霍面;E、热岩圈底界)
地球深部低速低阻高导体不仅能接收深部传导来的热,形成深部热储;而且还具有很强的导热功能。
规模较大的岩石圈断裂、超壳断裂,如果接触到低速低阻高导体,将会成为很重要的导热构造(滕吉文等,2019)。
深大断裂一般起到导热或储热特征,而次级断裂或与之相切的断裂起到导热导水作用。
3.干热岩储热构造
由以上分析可知,狭义的干热岩地热能并非无处不在,只有在年轻活动的陆内和陆缘盆山系统中与活动性非均匀固态-半固态流变有关的强烈韧性变形-热隆伸展构造区带才发育狭义干热岩,与下地壳不均匀流动的活动韧性剪切带(“热河”)及其中地壳震源密切相关。
考虑地热能形成的大地构造背景(活动盆山三维热结构及圈层耦合)、控热构造(从岩石熔融到脆性断裂)、温度(或深度)变化和热储性质(固态、液态、气态)。
活动的、有生命力的地球是通过四维非均匀的热结构和热演化保持其动态平衡的。
活动的洋陆体系及其关联的盆山体系具有分层、分块和分时的差异流变特征,在现今热活动强烈的构造区带存在正在进行的半固态和固态流变及其韧性变形,这种流体少、活性强、能量大、以水平剪切运动为特征的活动热构造应当作为干热岩地热能开发的热构造背景,其上持续吸热的韧-脆性和脆-韧性构造及其间的各种岩石组合可能是干热岩热储(汪集旸等,2012;李德威和王焰新,2015;刘德民等,2021)。
糜棱岩是发育在韧性剪切带中的一种动力变质岩,其中至少有一种造岩矿物发生了塑性变形,这种塑性变形必须发生在较大的温压条件下。
因此,韧性剪切带不仅能够导热,同时还能储集热而成为储热构造。
总体而言,干热岩储热构造可以包括强烈热隆伸展活动区内脆性变形构造带、脆韧性变形带,活动造山带内韧脆性变形带、韧性剪切带等。
褶皱有时也可成为储水储热构造,褶皱作用在转折端形成的虚脱空间是良好的储水构造;而褶皱本身就是一种良好的储热体,其形成的不同深度温度场在平面上具有规律性分布。
干热岩储热构造基本都呈隐伏状态,因而必须借助物探手段、钻井测温的方法探测到。
我国干热岩地热能研究与开发具有地域优势,青藏高原及邻区、渤海和华北(含汾渭地堑)、东南沿海及其海域(大亚湾、北部湾)、台湾是地热异常区,也是自然灾害多发、连发和群发区,这些不同类型(分别为热活动复合造山带、热活动盆地、热活动海盆及陆缘、热活动岛弧)的热构造单元中储热构造非常发育,存在不可估量的可再生干热岩地热能(李德威和王焰新,2015)。
4.干热岩释热构造
释热构造是指把地球内部的热能向浅表层次释放的构造,包括把地球深部的热向浅部运移的导热构造,也包括把干热岩热储层的热向地球表壳运移的释热构造(狭义),释热构造具有层次特征。
干热岩的释热构造也属于地球的释热构造,同时,更多的成为了更浅层地热以及水热型地热的导热构造。
地球系统中具有释热功能的除了大地热流(Pollacketal.,1993),地壳活动、断裂、地震、火山、温泉、成油、排气、成矿等均需要获得一部分热能进行,所以,部分断裂、火山、地震往往是干热岩的释热构造;在成矿理论方面来讲,这些释热构造其实就是一种破矿构造,也就是将干热岩的热能输送到浅部或围岩,同时也成了浅部地热资源的导热构造。
大规模控热断裂的浅部往往发育次级高角度的伸展脆性断裂,这些伸展脆性断裂及其组合构造具有很好的释热功能;火山、地震、温泉是直接把地热释放出来最好的表现,只是热释放的介质不同,分别为熔浆、构造运动和水。
苏北盆地存在多种
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