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地熱分布規(guī)律

新疆地熱資源分布規(guī)律

1 新疆的地貌特征

  我國阿爾泰山、天山、昆侖山與準噶爾盆地和塔里木盆地構成了新疆地貌的基本輪廓。阿爾泰山分布于最北部,昆侖山與阿爾金山分布于最南部,天山橫亙于中部,將其分為南、北疆兩個部分,天山與阿爾泰山之間為準噶爾盆地。昆侖山-阿爾金山與天山之間為塔里木盆地。目前,山地仍為隆起區(qū),盆地則為沉降區(qū)。山地受外營力的侵蝕與剝蝕,由流水攜帶大量物質(zhì)源源不斷地補給盆地,盆地成為山區(qū)剝蝕物質(zhì)堆積的場所。在兩大盆地邊緣的山前地帶,形成大面積的沖洪積傾斜平原、沖積扇、洪積扇;而盆地中則為平坦的沖積平原與湖積平原。疏松物質(zhì)經(jīng)風吹揚,形成大片的沙漠。

  新疆地質(zhì)構造與氣候條件復雜,地貌類型多樣,主要可劃分為熔巖地貌、冰川地貌、冰緣地貌、流水地貌、黃土地貌、干燥地貌、風成地貌和湖成地貌等類型,具有山系走向與深大斷裂方向一致,山地與盆地高差懸殊,山地層狀地貌明顯,山間盆地多,沙漠面積大,各山地氣候地貌垂直分帶各異,地貌類型組合呈環(huán)狀結(jié)構等特點。

  2 新疆區(qū)域構造概況

  新疆幅員遼闊,地質(zhì)構造復雜多樣,地殼活動頻繁,各時代地層齊全,宏觀排列序次明顯,由山地到平原所出露的地層一般是由老到新序列產(chǎn)出,在地質(zhì)構造形態(tài)上從褶皺山地到山前坳陷至廣大臺原,多呈疊瓦式斷塊構造形跡向盆地內(nèi)梯狀陷落。其構造演化歷史表明,阿爾泰山、天山、昆侖山的最新構造格局充分體現(xiàn)新疆現(xiàn)代地貌的自然景觀,是喜馬拉雅旋回構造作用的產(chǎn)物。由于受青藏隆起的影響,其宏觀地勢的變化具有南高北低、西高東低少環(huán)山封閉盆地的特點??傊陆硟?nèi)呈“三山夾兩盆”的地貌格局。

  3 新疆地熱(溫泉)分布概況

  新疆地熱資源豐富,主要分布于阿爾泰山南坡、天山西段和西昆侖山北坡等廣大地區(qū)。各熱水區(qū)帶的水熱活動強度自北而南逐漸增強,自西向東逐漸減弱;溫泉的分布密度自北而南也逐漸增大,水溫逐漸升高。

  4 新疆地熱資源類型

  新疆地區(qū)地熱水分基本可分為褶皺山地斷裂型和沉降盆地型兩大熱水區(qū)。

  4.1 褶皺山地斷裂型熱水

  該類型是指地殼隆起區(qū)(古老的褶皺山系或山間盆地)多沿構造斷裂展布的呈條帶狀分布的溫泉密集帶,其規(guī)模大小因地而異,取決于斷裂構造帶的規(guī)模和新構造活動強度,一般為數(shù)十公里到數(shù)百公里。該類型地下熱水按其所處的地理、地貌位置以及二級地質(zhì)構造和控水斷裂劃分為3個熱水帶:①阿爾泰地熱水區(qū),②天山山地熱水區(qū),③昆侖山西部山地熱水區(qū)。

  4.2 沉降盆地型地下熱水

  該類型主要指分布于準噶爾、塔里木、吐魯番-哈密等三大盆地中的熱水。它們最主要的特征就是熱儲層具有一定的展布空間,熱儲層結(jié)構為孔隙含水介質(zhì),埋藏深度較大。主要分布在準噶爾和塔里木盆地的邊緣地帶,劃分為2個區(qū):①準噶爾盆地東西邊緣地下熱水區(qū);②塔里木盆地邊緣地下熱水區(qū)。

  5 新疆地熱資源分布規(guī)律
 

新疆地熱資源分布規(guī)律-地熱開發(fā)利用-地大熱能
 

圖1  新疆溫泉分布與板塊構造關系略圖
1-水溫20~40℃;2-水溫41~60℃;3-水溫>60℃;4-熱汽泉;
5-收集前人溫泉點;6-自噴地表熱水體;7-板塊縫合線;8-大斷裂;
9-蛇綠巖(蛇綠混雜巖);10-藍片巖產(chǎn)出地;11-湖泊;12-第四系覆蓋區(qū)
 

  5.1 熱水的分布與地貌的關系

  新疆地下熱水的分布密度受地貌控制極為明顯,從山區(qū)到平原呈現(xiàn)有規(guī)律變化。新疆80%以上的溫泉分布在基巖裸露、裂隙發(fā)育、切割強烈的中高山和中低山區(qū),其中:

  ①昆侖山區(qū)出露的溫泉占全區(qū)溫泉總數(shù)的31%,出露海拔高程均在3000m以上,水溫較高,多大于40℃,最高達72℃;

  ②天山中高山和中低山區(qū)出露的溫泉,占溫泉總數(shù)的45%以上,出露高程在1500-3000m之間,水溫比昆侖山區(qū)低,多在20~60℃之間,沿烏魯木齊-伊犁方向溫泉具有呈帶狀集中分布的特點;

  ③阿爾泰山南麓山區(qū)分布分布的溫泉占10%左右,出露高程在1400至2000m之間,水溫多在32~52℃之間,具有沿北西-南東方向呈帶狀分布的特點;

  ④低山丘陵區(qū)指山地與盆地間的過渡地帶,海拔高程多在1500m以下,沿該區(qū)分布的溫泉較少,共有7處,僅占全區(qū)溫泉總數(shù)的8%左右,呈零星分布,水溫較低,多小于30℃,

  ⑤盆地坳陷區(qū)海拔均小于1000m,且水溫較高。

  總的來說,新疆溫泉的分布從中高山區(qū)、中低山區(qū)、低山丘陵區(qū)到盆地坳陷區(qū),隨地形高度的降低數(shù)量逐漸減少,水溫也逐漸降低,對地熱資源勘探開發(fā)利用構成了不利條件。

  5.2 熱水的分布與板塊構造的關系

  新疆的溫泉總體分布明顯具有深大斷裂控制的特征。從古板塊的角度看,昆侖山地區(qū)的溫泉多分布在羌塘古板塊與塔里木古板塊縫合線地帶的西部地區(qū),溫泉分布密度較大且水溫較高、礦化度較低,屬于古板塊板緣地熱帶類型;天山地區(qū)地熱的分布則兼具古板塊板緣與板內(nèi)兩種類型地熱帶的特點,泉分布數(shù)量減少,水溫20~50℃,屬于中低溫熱水分布區(qū),阿爾泰山南麓熱水的分布距古板塊板緣縫合線地帶較遠,溫泉水溫較低,一般都小于40℃,屬西伯利亞古板塊內(nèi)地熱帶類型。綜上述,新疆地熱活動具有下述幾個明顯的特點:

  ①地熱強活動帶多展布于古板塊板緣深大斷裂帶兩側(cè)的板緣活動帶上,受深大斷裂的控制比較明顯,溫泉呈條帶狀密集出露于深大斷裂的兩側(cè)。溫泉出露的密集程度受新構造運動的影響較大,地震活動頻繁、新構造運動強烈的地區(qū),地熱點分布密集,反之,則少。

  ②從全疆水熱活動的強度上看,自南而北,自西向東具有減弱的趨勢,這是因為自南而北、自西向東水熱活動區(qū)逐漸遠離現(xiàn)代板塊邊界地區(qū),自板緣向板內(nèi)構造活動的強度亦明顯的減弱,受控于構造活動的水熱活動的強度自板緣向板內(nèi)方向也逐漸減弱,地下熱水資源的類型也由中高溫地下熱水向中溫、中低溫水資源的類型轉(zhuǎn)化,反映了熱場分布與構造的關系。

  ③從溫泉的水溫上看,也具有南部高、北部低,自南而北逐漸降低的特點。在同一個地熱區(qū)溫度差值較大。故區(qū)內(nèi)地下熱水的熱來源應是地下水在地殼內(nèi)部深循環(huán)過程中,在正常地溫梯度下加熱形成的。溫泉水的溫度受控于地下水沿斷裂或破碎帶循環(huán)的深度及逸流和排泄通道的保溫條件等多種因素限制,因而在同帶內(nèi)反映溫差較大。

  6 其他

  新疆地區(qū)存在特殊類型的地下熱水-熱汽泉。新疆境內(nèi)發(fā)現(xiàn)了7處熱汽泉,6處分布于天山山麓兩側(cè)低山丘陵區(qū)的侏羅系煤系中,只有一處分布于西準噶爾界山。這類熱汽泉均出露在煤層自燃的燒變巖和碎屑巖地層之內(nèi)。這類熱水-熱汽泉的形成是由于煤系自燃產(chǎn)生的熱量,使上覆和周邊含水層中地下水加熱增溫,形成熱蒸氣沿巖層節(jié)理、裂隙、斷裂向外逸出,屬熱量釋放而形成獨特的熱汽泉。