地熱能源形成原因分析范文
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作者：陳永城張璐楊益國單位：吉林省地質環境檢測總站吉林省地礦信息中心
熱源條件
1活動性斷裂帶的熱傳流
伊—舒地塹盆地是吉林省地熱異常區，盆地邊部的西緣、東緣深斷裂是該區的構造主體，巖石圈深大斷裂穿過地殼深入上地幔，根據有關資料，伊通縣大孤山、馬鞍山及舒蘭市缸窯一帶的第三紀玄武巖中的橄欖巖包體均來自上地幔，其中大孤山玄武巖中橄欖巖包體來自地表以下77km，馬鞍山玄武巖中的橄欖巖包體來自地面以下65km。以上事實說明依蘭—伊通斷裂帶切穿地殼而伸入上地幔，屬巖石圈斷裂確切無疑。
深大活動性斷裂構成了深部地幔熱源和上部熱儲層的熱力通道，為區內地熱資源的形成提供了良好的熱力條件，溝通了新近系地層和上地幔的熱力聯系，成為盆地的供熱導熱通道，為區內地熱資源的形成提供了良好的熱力條件。新構造運動形成的斷裂帶不斷地將挽近時期巖漿侵入活動（地殼重熔作用）產生的余熱向上傳導，構成傳遞熱量的良好通道，巖漿及火山活動產生的大量熱能將賦存于裂隙及孔隙中地下水加熱形成地熱田。
2地熱田自然增溫
由地下深部的砂巖及砂礫巖構成的第三系承壓水含水層成為了區內的儲熱層，上部被巨厚的新生代沉積物覆蓋而封存于地下深部，下部的基底為較為堅硬致密的二疊紀花崗巖、凝灰巖等構成了良好的隔水底板，成為沉積盆地型地熱田。根據地熱自然增溫理論，增溫型地熱田隨著深度的增加，熱儲溫度也會隨著升高。一般情況下深度每增加100m，儲熱層溫度升高2～3℃，本區熱儲埋深于地下數千米溫度自然也會大幅度提高，形成地下熱水資源。
沉積盆地型地熱田深層地溫梯度值計算公式為：根據區內的萬昌ZK1地熱孔資料計算的儲熱層地溫梯度見表1。綜上所述，圣德泉開采區乃至整個伊舒斷陷盆地地熱資源的熱源條件包括二個方面，第一是活動性斷裂帶的熱傳流，第二是盆地的自然增溫，因此可以認為該地區地熱資源類型屬于斷裂構造與盆地自然增溫復合型。
地下熱水的循環
地熱流體屬于碎屑巖類孔隙裂隙承壓水，其循環包括補給、徑流、排泄3個方面。
1補給
（1）地表水滲漏:為最主要的補給來源，主要接受伊—舒地塹北東方向的松花江深大斷裂的江水垂向滲漏補給；南西方向的東遼河深大斷裂的河水垂直滲漏補給。
（2）大氣降水:大氣降水落地后轉化成地表徑流，其中部分地表徑流會沿著伊—舒地塹北西邊界上的依蘭—伊通斷裂和地塹南東邊界上岔路河斷裂的構造裂隙下滲補給。
（3）上部越流:還會接受熱儲層上部的第四系松散巖類孔隙潛水及承壓水、第三系碎屑巖類孔隙裂隙層間承壓水的少量越流下滲補給。綜上所述，伊—舒地塹盆地中的地熱流體的補給以地表水滲漏補給為主，次為大氣降水補給，越流補給微弱。
（4）同位素化學與地熱流體補給分析：根據伊—舒地塹盆地內的樺皮場地熱資料，穩定同位素氘和18O，放射性同位素氚的檢測結果可以看出：調查區大氣降水δD值為-54.3‰、δ18O值為-5.4‰、T值為16.21TU；地表水δD值為-76.8‰、δ18O值為-9.0‰、T值為17.31TU；常溫地下水δD值為-84.0‰、δ18O值為-11.5‰、T值為9.58TU；地熱流體δD值為-74.9‰、δ18O值為-10.1‰、T值為2.45TU。自表2可以看出，地下水與地表水和大氣降水是密切相關的，也可以說無論是地下熱水還是常溫地下水均來自于地表水和大氣降水的雙向補給，比較而言地表水的補給相對較大氣降水多一些，這與盆地北部的第二松花江及南部的東遼河等地表水沿斷裂帶滲漏補給地下熱水的實際情況相吻合，說明伊—舒盆地的地下熱水的補給以地表水垂直滲漏為主，次為大氣降水補給。自上表還可以看出地下熱水和常溫地下水同位素含量比較，常溫地下水高些，說明常溫地下水埋藏淺，易于得到補給。
2徑流
就目前資料及地質環境分析，自然狀態下伊—舒地塹盆地內的地熱流體會沿水平方向自盆地周邊向中部匯聚，同時也會不斷向地下深部滲漏，但是地下徑流速度緩慢。局部開采條件下，會出現周邊地下水向開采區徑流，形成小范圍暫時性開采型的小幅度水位下降區域，停采后地下水位將自動回復。
3排泄
伊—舒盆地內的地熱流體主要以人工開采方式排泄，如區內的樺皮場、大綏河（圣德泉）、萬昌、雙陽、伊通等地，均已開鑿地下熱水井，開發利用地熱資源用于供暖、洗浴、種養殖等。
結論
（1）伊—舒盆地地熱資源類型屬于斷裂構造與盆地自然增溫復合型；
（2）伊—舒盆地內地熱井單井涌水量約500～1000m3/d，水溫59～62℃，屬于低溫地下熱水；
（3）儲熱層由第三系砂巖、砂巖、砂礫巖構成，地熱田埋藏深度為950～2000m，一般厚度200～300m；
（4）伊—舒地塹盆地中的地熱流體的補給以地表水滲漏補給為主，次為大氣降水補給，越流補給微弱。自然狀態下地下徑流緩慢，目前以人工開采方式為主要排泄途徑。