工程地质

区域地质构造对地温分布的控制作用

  中国地温分布的特征受诸多因素的控制和影响。区域地质构造和深部地壳结构地温的高、低及其分布形态起着主要控制作用,岩石的热物理性质,火山活动和岩浆作用以及地下水的活动等因素对地温的分布有着重要的影响。
 
  中国区域大地构造受全球构造的制约,在太平洋板块及印度板块的作用下,形成了诸多断块的拼合体,据张文佑(1982)“中国及邻区海陆大地构造图”,中国东部的松辽盆地华北盆地及东南沿海地区分属于天山、兴安岭断褶系,中朝断块及华南断褶系的东部都是较为稳定的断块,而在中新生代时期又重新活动的地区,区内新构造活动强烈,地震常沿深部断裂发生。这些地区地温均较高,特别是在松辽盆地华北盆地的基底构造对盖层的地温有着明显地控制作用,地温的分布与基底构造的延伸方向一致,并形成隆起和凹陷相间与地温高、低相间的对应关系。沿隆起断裂的一侧常形成地温梯度大于4.0℃/100m的地热异常区。但结晶基底内部的地温梯度则迅速降低。东南沿海地区原是华南古陆的一部分,区内侏罗系火山岩及燕山期花岗岩广泛分布,地处欧亚板块的东部边缘,地质构造条件复杂,构造活动明显,中小地震亦经常发生,地温较高并沿区域性的北北东向深大断裂分布,沿断裂又发育一系列北西方向的张扭性断裂构造,形成众多的温泉沿此方向涌出,显示了许多局部的地热异常区。温泉的温度较高,多属于中温热水,少数温泉的温度在80-90℃以上,个别可达1000C,由于温泉的范围较小,在地温分布图上没有标出,但其分布却与区域地温场一致,它们都明显地受北北东向区域构造的控制。东部一系列中小型盆地地温分布都具有类似于华北盆地受基底构造所控制的特点。这种特点一方面反映了隆起与凹陷对地温分布的控制,同时也显示了基底断裂导致热水对流对地温分布产生的影响。
 
  在中国中部和西北部诸大、中型盆地内则显示了与东部不同的区域地质构造特征。这里的中生代和中新生代盆地,前者如鄂尔多斯盆地、四川盆地,分别属于中朝断块区及扬子断块区;后者如塔里木、准噶尔及柴达木盆地则分属于天山一兴安岭断褶系及秦祁断褶系。其中除柴达木盆地受青藏高原隆起影响,其古生代基底构造较为复杂外,其他盆地的地质构造均较简单,活动微弱,多属于古老的稳定断块区。盆地中地温较东部为低,且较为均一,除少数地区具有沿基底断裂上升的地下热水形成的局部地温异常外,地温分布一般都受基底构造的控制,属传导形成的地温场。然而,柴达木盆地由于受西藏高原强烈隆起的影响。盆地基底构造复杂,构造活动亦较强烈,地温较其他二个盆地为高,在一定程度上可与华北盆地相比较,特别是盆地的东部三湖拗陷及西部阿尔金山与昆仑山交汇地区的尕斯库勒及红柳泉地区更为明显;背斜轴部或隆起区地温高,同时这里也存在着地下热水沿深部断裂一隆起,特别是西南部构造复杂且断裂活动较多;西北部为一深凹陷;其东部是一箱状褶皱束。盆地中地温分布与上述构造十分一致,并表明北部凹陷为低温区、中及中南部(包括西南部)为高地温分布区,东部和北部类似。湖北建南地区与四川盆地东部同属于一个类型的地区。中国中部的南部滇、黔、桂、湘、鄂地区,地质构造十分复杂;区内许多小型断陷盆地如三水、百色、上思、南盘江等地温均较周围地区为高,其他地区的地温分布与区域地质构造条件基本一致。由昆明向东北经六盘水而至遵义以西一带为扬子断块区的中部,相当于桂中台凹、桂西台凹及黔北台凹(张文佑,1962),形成一条向东北延伸的稍高的地温带。其余地区为地温较低的丘陵山区,这一特点与广泛分布的碳酸盐岩和强烈的上升及构造破坏作用有关,如武陵山、巫山、大瑶山等山区都是低温区。
 
  中国西部的南部——青藏高原是中国的一个特殊的构造区,它受欧亚板块和印度板块的碰撞影响而强烈地隆起,形成了在其南部以喜马拉雅山为屏障的世界屋脊一——青藏高原。在西藏境内它从南向北由喜马拉雅断块、雅鲁藏布江断褶带、申扎腾冲断块、班公湖林奇湖断褶带、羌塘唐古拉断块等构成(张文佑,1982),其延伸方向多为近东西及北西西向。这里地质构造复杂,是近代强烈的隆起区,构造活动十分强烈,地震活动经常发生。因此高原地区的地温变化较大,其分布大体与构造一致,同时也常受局部构造的干扰。喜马拉雅断块组成了珠穆朗马峰主体,形成东西方向的高大山系。其下为一由北而南的地温迅速降低的地温陡度带,至雅鲁藏布江断褶带及申扎腾冲断块的南侧,形成一条沿近东西向分布的较高地温带,带内有大量的高温地热显示;班公湖林奇湖断褶带及羌塘一唐古拉断块区内发育有许多北西西向的高原中新生代断陷沉积盆地,盆地中地温较高,其他地区地湿偏低。
 
  应当指出,由于印度板块向北与亚欧板块的冲撞,形成亍一系列近南北、北北东向的张性或张扭性断裂,地下水渗入并向深部循环,而被正常地温或潜伏的热源体加热后,沿上述断裂上升,隐伏于地下或出露于地表,形成了一系列的温泉及高温异常区,其排列方向同构造一致,由于它的影响面积较大,地热活动强度高,所以它常常干扰了区域地温分布的形态。这些异常区的存在都有深部的地热地质背景,所以它们的分布基本上都在较高地温分布的范围之内。
 
  综上所述可以将其概括为以下几点:
 
  1)  区域地质构造是该区地质历史发展的结果和现今所处构造环境的集中体现,因此,它反映了地质结构的组成和目前活动的程度,并能宏观地控制地温分布的特点。
 
  2)  区域地质构造单元是以深大断裂及巨型构造带为分界线的,不同的构造单元其地质结构有很大差异,因此在二个不同的区域单元之间常有地温陡变带出现。
 
  3)在同一构造单元内部,亦有凸起、凹陷及其间的断裂分布,它们的组成及构造特征常常影响深部热量的传导、积累和散失,并对区域地温有明显的影响。
 
  4)断裂和深大断裂除做为地质体控制地温外,在某种情况下它尚可做为地下热流体循环对流的通道,形成较高地温分布区。