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河北省地热(温泉)分布规律
来源:地大热能 2015-08-28

 1 河北省地形地貌特征
  河北省环抱首都北京,地处东经113°27′~119°50′,北纬36°05′~42°40′之间,总面积18.85万平方公里,省会石家庄市。北距北京283公里,东与天津市毗连并紧傍渤海,东南部、南部衔山东、河南两省,西倚太行山与山西省为邻,西北部、北部与内蒙古自治区交界,东北部与辽宁省接壤。


  河北省地势西北高、东南低,由西北向东南倾斜。地貌复杂多样,高原、山地、丘陵、盆地、平原类型齐全,有坝上高原、燕山和太行山山地、河北平原三大地貌单元。坝上高原属蒙古高原一部分,地形南高北低,平均海拔1200米~1500米,面积15954平方公里,占河北省总面积的8.5%。燕山和太行山山地,包括中山山地区、低山山地区、丘陵地区和山间盆地4种地貌类型,海拔多在 2000米以下,高于2000米的孤峰类有10余座,其中小五台山高达2882米,为河北省最高峰。山地面积90280平方公里,占河北省总面积的48.1%。河北平原区是华北大平原的一部分,按其成因可分为山前冲洪积平原,中部中湖积平原区和滨海平原区3种地貌类型,全区面积81459平方公里,占河北省总面积的43.4%。


  河北省属温带大陆性季风气候,大部分地区四季分明。年日照时数2303.1小时;年无霜期81~204天;年均降水量484.5毫米;一月平均气温在3℃以下,七月平均气温18℃至27℃,四季分明。


  2 河北省区域构造概况
  河北省大地构造的基本轮廓:在河北省的最北部,大致以北纬42度线为界,以北为蒙满地槽区,沉积了自震旦、寒武、奥陶直至石炭二迭纪的海相地槽型沉积,沉积总厚度达数万米,并有多期海相火山岩。42度线以南至张家口、丰宁、隆化以北为内蒙台背斜,侏罗纪以前一直是一个剥蚀区,燕山运动以来才形成了一系列断陷盆地,接受了一套陆相山间盆地沉积。内蒙台背斜以南,徕源、保定、大兴、宝坻、滦南以北为燕山褶皱带,接受了震旦、寒武、奥陶、石炭纪海相地台型沉积和二迭、三迭、侏罗纪陆相山前坳陷和山间盆地型沉积,燕山期发生了强烈的断块和褶皱运动,形成了一系列东西向和北东、北东东向地堑、地垒和褶曲。沫源、保定以南为太行台背斜,背斜的核心是前震旦纪变质岩,之上沉积了震旦、寒武、奥陶、石炭纪海相地台型沉积,二迭、三迭纪陆相冲洪积平原型沉积;大背斜形成于燕山运动,走向北北东、断裂构造发育。太行台背斜以东、燕山褶皱带以南为华北台向斜,新生代以前的沉积和燕山、太行山基本一致;第三纪以来发生了强烈的断块运动,急速沉降接受了数千至近万米陆相、滨海相和浅海相沉积,构造线方向主要为北北东,并受北西向和东西向断裂切割。


  河北省现阶段的深部构造,主要为中生代以来地壳变动与演化的结果,所以对中生代以来的岩浆活动有着明显的控制作用,对中生代以前的岩浆岩则起着破坏与改造的作用。燕山期侵入岩体大量分布在太行山一燕山深部构造变异带中。紫荆关大海陀岩浆岩带主要展布在变异带的西侧,与坝上高原上地幔坳陷区的交接部位;丰宁隆化岩浆岩带,八达岭青龙岩浆岩带分别与次一级的东西向变异带基本一致。


  地质构造可参考图1,地层分布可参考图2、图3。
 

河北温泉

 

  图1 河北省地质构造简图

 

河北温泉

  图2 河北省地层分布图

 

河北温泉

  图3 河北省地层柱状剖面图


  3 河北省地热温泉分布概况(已探明的)
  河北省境内地热资源比较丰富,其成因既有对流型,也有传导型,或是多种成因迭加复合,地热田的分布主要受控于断裂带、岩浆岩体、基底构造等。根据区域地质构造及地形地貌,冀内地热资源可划分为冀北山地区、冀西山地区、冀西北山间盆地、河北平原区四大热水区(图4)。

 

河北温泉

河北温泉

 

  图4 河北省主要构造及地下热水分区简图


  (1)冀北山地区地下热水区
  该区包括坝上高原,地处板缘地体拼贴带及燕山断褶带的北部。水温大于60℃的热水温泉大多分布于尚义-赤城断裂以北,由西而东分布有赤城城关汤泉68℃;东万口乡塘子营热水泉68.5℃;隆化县汤池子北汤泉79℃;大庙乡小庙汤泉71.5℃;二道河乡开汤泉78.5℃;围场山湾子热水泉82℃等。古北口-平泉断裂以南的兴-平复向斜内(地处燕山断褶带北部)所分布热泉,水温均低于60℃,以温水或温热水为主。例如承德头沟乡汤沟泉40.8℃;青龙白家店乡汤丈子温泉39.4℃;抚宁县温泉寺温泉38℃;卢龙县崔庄温泉50℃等。


  (2)冀西山地区地下热水区
  地下热水区地处太行山断褶带,为板内区块体II级构造单元。区内温水或温热水温泉大多出露于古老的花岗片麻岩与中元古界白云质灰岩和岩浆岩的接触带上。如阜平县城南庄温泉56℃;吴王口乡温塘温泉59℃;下堡温泉40℃;平山县温塘温泉56℃;邢台朱庄水库温泉42℃等,在阜平等地沿河流小溪断裂带附近还分布着众多水温介于20~25℃之间的低温泉。


  (3)冀西北山间盆地地下热水区
  该热水区主要是指冀西北所分布的蔚县-阳原山间盆地、赵川山间盆地、怀来山间盆地并包括冀东北部的遵化山间盆地等四个地下热水亚区。在大地构造上它们同处板内区块体北部的燕山断褶带上。由于此区地质构造复杂,地层破碎,因断裂切割而形成了一系列的盆地,其中部分断裂为深循环的地下热水提供了良好通道并使其得以保存。例如分布于北东向与北北东向构造交汇处的阳原县三马坊乡洗澡塘热水井,其井深仅470m,取水层位为第四系砂砾层,但井口水温达到41℃;赵川盆地东南边缘的宠家堡白庙温泉出露于太古界地层之中,水温44℃;怀来盆地内即有温泉出露(其水温一般为36~55℃),又有地下热水浅井分布,该井井深80m,取水层位为太古界片麻岩,1996年5月我们测取的井口水温为83.5℃;遵化盆地内地下热水资源仅分布在遵化市汤泉乡附近,汤泉水温56℃,距其150m处施工的热水浅井,井口水温可以达到62℃。


  (4)河北平原地下热水区
  该热水区分布在冀东、冀中及冀南一带,在大地构造位置上为冀东南沉降带。地下热水资源主要分布于沉降带中的次级正向构造上,例如断隆构造、断陷中的低凸起和古潜山等构造部位。根据地下热水分布状况自西北向东南可进一步划分出:牛驼低凸起、文安斜坡、任丘古潜山、高阳-博野低凸起、肃宁断裂带、河间-深县断裂潜山带、大城-献县低凸起、兴剂凸起、孔店-徐杨桥低凸起、埕宁断隆、宁晋-隆尧凸起、新河凸起、景县明化镇凸起、百尺口断裂带、广宗凸起、滦河凸起等16个地下热水资源分布亚区。该区内地下热水赋存存在双层结构,除分布有第三系孔隙热储层之外,基岩热储层中同样赋存有热水资源,3000m以下井口水温一般为60~70℃,高者可达80℃以上,流量都在1500m3/d左右。雄县古庄雄3石油孔,孔深1283m,见基岩深度1073m,基岩层位为中元古界长城系。该井自1996年5 月又开始恢复自流,水温82℃,经我们取样测试:矿化度为2.75g/L,K++Na+含量881.67mg/L,约占阳离子的90.02%,CI-含量1121.86mg/L,HCO3-含量666.21mg/L,分别占阴离子含量的74.27%和25.63%。献县热水区地热井深度1800m,井口水温达97℃,高阳热水区地热井深度1800m,井口水温78℃。


  4 河北省地热资源类型与分布情况
  河北省地处华北平原地区,地热资源主要分布在第三系孔隙热、基溶裂隙和岩溶热储层,其地温状况分布规律是从西部向东部递减。河北省境内赋存和分布有多种成因的地下热水资源,按地质构造和地貌可划分冀北山地区、冀西山地区、冀西北山间盆地区、河北平原区等四大地下热水区。检测表明,这些地热资源含有丰富的氯化钠、铁等20多种元素,具有面积广、贮量大、埋藏浅、温度高、水质优等特点,被国家确定为“全国中低温热地热资源综合开发利用示范区”。其中以雄县为典型,其地热资源主要分布在上第三系热储和基岩热储层,储量达821.78亿立方米。地热资源分布及主要数据指标如下:
 

河北温泉


  5 河北省地热分布与地质构造的联系
  河北省地热分布建立在地质构造的组织结构之中,尤其是构造运动伴随的岩浆活动,在河北平原一些上地幔凸起之间的次一级深部构造变异带上,基岩隆起,浅层构造复杂,新生代岩浆活动剧烈,形成重要的地热异常区和热水田(雄县等)。


  华北台向斜和河北平原上地幔隆起基本一致,其中的任丘上地幔凸起、大港上地幔凸起,渤东上地幔凸起和浅层构造的冀中坳陷、黄弊坳陷,渤东坳陷也基本对应。燕山一太行山深部构造变异带比较复杂,在太行山区浅层构造和深部构造走向基本一致,并有一系列北北东、北东向大断裂发育;在燕山地区深部构造变异带斜切了东西向的燕山褶皱带、内蒙台背斜和蒙满槽向斜,并使变异带宽度明显加大,生成次一级小变异带和上地幔四陷和凸起,这些次一级变异带和浅层构造断裂带也有明显的对应。坝上高原上地幔坳陷区,南部界线和内蒙台背斜南界基本一致,东界斜切内蒙台背斜和蒙满槽向斜;西部上地幔坳陷区的内蒙台背斜,和东部深部构造变异带中的内蒙台背斜有明显差异,西部形成面积较大、堆积较厚的侏罗白噩纪盆地,并沉积了较好的煤层;东部则为面积较小,构造形态复杂的沉积盆地,岩浆活动也有明显差异。

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