地热资源形成的地质背景和特征
自古生代以来，中国大陆的构造演化经历了陆洋分异对立阶段、石炭纪-二叠纪软碰撞改造阶段和中新生代盆山对峙阶段。中生代以来，大陆整体相连，盆山格局的演化和发展控制着各地区热储条件的演化和发展。多旋回构造运动和多期盆地叠加形成不同的地热场。上述构造的演化，伴随着不同时期的岩浆活动，形成了不同岩性和构造的地层，使得我国大地热流值的分布具有明显的规律性(图1-3)。根据《中国地热资源——地层特征及潜力评价》(陈墨香、王继云等，1994)，中国大地热流值可分为五个构造区(图1-4；表1-1)。五个大地热流构造区中，西南构造区最高，达70 ~ 85mw/m2；西北构造区最低，为43 ~ 47 MW/m2。华北-东北构造区平均热流值为59 ~ 63 MW/m2，接近全国平均水平。华南构造区的平均热流为66 ~ 70 MW/m2，略高于全国平均水平。中间的平均热通量为40 ~ 60mw/m2。在西南地区，沿雅鲁藏布江缝合带，热流值相对较高(91 ~ 364 MW/m2)，随构造台阶向北下降，在准格尔盆地仅达到33 ~ 44 MW/m2，成为“冷盆地”。中国东部为台湾省板块的地缘带，热流值高，为80 ~ 120 MW/m2，穿越台湾省海峡至东南沿海燕山造山带后降低至60 ~ 100 MW/m2，至江汉盆地仅为57 ~ 69 MW/m2。表现出从现代构造活动强烈的高热流带向构造活动较弱的低热流带渐变的特征。此外，在大型盆地中，大地热流的分布与基底的构造形态直接相关，隆起区为相对高热流区，坳陷区为相对低热流区。
图1-1厚壳中等分布图(据袁学成等961)
图1-2中国1× 1加权平均布格力异常图(据马兴元、尹秀华等人9871)。
图1-3 Mainland China大地热流值图(根据邱南生、胡胜彪等。, 042)
图1-4中国大陆大地热流统计构造分区图(据陈墨香等，1994)。
表1-1中国大陆及各构造区地热流统计表单位:mW/m2
(据陈某祥1994)
地热分布在一定程度上反映了深部地质构造特征和地质构造演化历史，是评价地热资源、圈定地热异常区和区划地热资源开发利用的基本参数。根据中国地温分布的基本特征(ieee fellow，黄尚尧等。，1990)，我国地温分布具有明显的规律性:东部地温高，西部地温低，南部和西南部地温高，西北部和北部地温低；丘陵山区地温低，大中型盆地地温高。各盆地地温也符合一般地温分布规律，即东部盆地地温高于西部盆地，尤其是西北几大盆地，是我国所有盆地中地温最低的之一(表1-2；图1-5 ~图1-7)。
表1-2中国地热分布特征
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(根据ieee fellow和黄尚耀，1990)
我国不同地区的地温梯度分布不同，总的趋势是东高西低，南高北低，这与地热的分布规律是一致的(图1-8)。
中国地热资源按其分布和形成条件可分为两大类:隆起山地中的对流型地热资源和沉积盆地中的传导性地热资源。地热资源的形成与地质构造、岩浆活动、地层岩性和水文地质条件密切相关。根据《中国地热资源形成特征及潜力评价》(陈墨香、王继云等。，1994)，中国地热系统可分为两种类型(构造隆起区地热对流和构造沉降传导型)和五种类型(火山型、非火山型、深循环型、断陷盆地型和坳陷盆地型)。各类型的地质构造、热背景、构造与规模、热源与水源、热水矿化度、地热能利用方向、代表区域及地热田见表1-3。
(1)沉积盆地中的传导性地热资源
沉积盆地传导性地热资源是传导性中低温地热资源，主要分布在华北平原、魏奋盆地、松辽平原、江淮盆地、苏北盆地、江汉盆地、四川盆地、河套平原等大型盆地中。沉积层非常厚。其中，不仅有大量由粗碎屑物质组成的高孔隙度、高渗透率的储层，还有大量由细粒物质组成的盖层，对储层起到蓄热保温的作用。中国东部中、新生代大型沉积盆地中的低矿化度热水储层在结构上由砂泥岩互层叠加而成。华北盆地、苏北盆地和江汉盆地的新近纪厚度分别为几百米至2000米。松辽盆地新生界不发育，上白垩统是主要的热水储层。鄂尔多斯盆地中部的三叠系和侏罗系、盆地边缘相和河道砂岩相适合于轻质低盐度热水的赋存。四川盆地三叠系由海相砂、泥岩和碳酸盐岩组成，而侏罗系由深湖碳酸盐岩和碎屑岩组成，为富卤水层。大盆地有足够的空间使水动力环境呈现明显的分带性:外环带是径流的活跃交替带，内环带是径流的缓慢滞后带。流入盆地的地下水经过外环带后，转为长距离水平运移进入内环带，地下水可以充分吸收岩层的热量，使水和岩石处于同一温度。因此，大型盆地(如华北盆地)的内带成为热量聚集的理想环境。华北平原基岩热储由下古生界、中元古界和新元古界碳酸盐岩地层组成，与一系列基底隆起区相一致，构成许多具有经济价值的地热田。此外，沉积盆地地热资源的形成还与岩浆活动和构造活动密切相关。早期中国东部盆地具有裂谷盆地性质，多期岩浆活动，热流值高。后期转为热冷坳陷，盆地底部热储盖层、盆脊构造和活动深大断裂发育良好，形成区域性热水径流通道，成为多期叠加的热水盆地。根据对天津地热形成的研究，其热源来自于地壳8 ~ 16 km深处花岗岩地壳中放射性元素转化产生的热量和上地幔熔岩流传导至地壳浅部的热量(武铁军等，2004)。
图1-5中国1000m深部地热分布图(根据ieee fellow和黄尚耀，901)。
图1-6中国2000m深度地温分布图(根据ieee fellow和黄尚耀，901)。
图1-7中国3000m深度地温分布图(根据ieee fellow和黄尚耀901)。
图1-8郭铁中等地热分布图(根据ieee fellow和黄尚尧，901)。
表1-3中国地热系统基本类型一览表
(据陈墨香941)
中国地热资源及其开发利用(田廷山，李明朗等。，2006)，根据盆地的力学性质和热储特征，将中国沉积盆地的热储分为东部伸展盆地、中部克拉通坳陷盆地和西部挤压盆地。因为每个盆地都是一个完整的蓄热系统，所以可以划分为独立的蓄热子区和蓄热子区(表1-4)。
表1-4中国地热资源分带条件说明
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(据田廷山等，2006)
中国中、新生代盆地总面积为340×104km2。其中，盆地面积大于5×104km2的大型盆地有9个，盆地面积为1×104km2的中型盆地有39个(图1-9)。中国从东到西的盆地储热条件由好到差。东部盆地是具有多层热储的“热”盆地，中部盆地是热卤水盆地，西部盆地基本上是“冷”盆地。从南到北，山脉从高温水带到低温水带。
(2)隆起山区的对流地热资源
隆起山地是指中新世以来以隆起为主要构造活动的地区，山地是现代地貌的骨架，包括山间断陷盆地和河谷。热水沿深大断裂带形成和分布，一般为开放式脉冲深循环对流系统，也有层状断块沿断层溢出的传导-对流系统，多以泉的形式排出和溢出。我国大部分热液区的地表热显示以单个泉点或泉群的形式出现，少数地区沸腾泉、沸腾喷泉、喷孔和热液爆炸并存。中国地热资源及其开发利用(田廷山，李明朗等。，2006)，根据我国山地的构造特征和热液活动强度，将隆起山地对流热储分为现代板块碰撞带高温热储、断褶山地深大断裂中温热储、断块岩溶山地中温热储、第四纪火山余热中温热储和断褶高原山地低温热储(表1-4)。根据温泉出露情况，中国有四个热液活动密集带:①藏南-川西-滇西；②台湾省热液活动密集带；③东南沿海地区的热液活动密集带；④娇娇和辽半岛的热液活动密集带。
对流型地热资源主要分布在西藏南部-四川西部-云南西部和台湾省，中低温型地热资源主要分布在东南沿海地区和胶东半岛。隆起山地地热资源的形成与构造密切相关。中国位于欧亚板块东部，夹在印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块之间。新生代以来，由于印度板块与欧亚板块的碰撞，在中国西南部形成了藏南汇聚型大陆边缘活动带。东侧在台湾省岛中央山脉两侧形成欧亚板块与菲律宾海板块的碰撞边界。虽然这两个碰撞边界及其相邻地区的特征不同，但它们都是当今世界构造运动最强烈的地区之一，共同呈现高热流异常，具有产生和孕育高温地热资源所必需的地质构造条件。远离板块边界，构造活动减弱或为稳定块体，热背景正常甚至较低，热液活动减弱，一般形成中低温地热资源，多为低温地热资源。隆起山地地热资源的形成与岩浆活动密切相关。我国低温热泉大多与碳酸盐岩分布区一致，而温度较高的热泉大多出露在非碳酸盐岩中或碳酸盐岩与花岗岩的接触界面上。根据《中国温泉资源》(黄尚尧等，1993)将中国温泉资源地质类型划分为三大类六种类型，其形成特征见表1-5。