內蒙古自治區地熱資源分布規律

  內蒙古（Inner Mongolia）自治區位于中華人民共和國的北部邊疆，由東北向西南斜伸，呈狹長(cháng)形。經(jīng)緯度東起東經(jīng)126°04′，西至東經(jīng)97°12′，橫跨經(jīng)度28°52′，東西直線(xiàn)距離2400多公里；南起北緯37°24′，北至北緯53°23′，縱占緯度15°59′，直線(xiàn)距離1700公里；全區總面積118.3萬(wàn)平方公里，占中國土地面積的12.3%，是中國第三大省區。東、南、西依次與黑龍江、吉林、遼寧、河北、山西、陜西、寧夏和甘肅8省區毗鄰，跨越三北（東北、華北、西北），靠近京津；北部同蒙古國和俄羅斯接壤，國境線(xiàn)長(cháng)4200km。內蒙古自治區地域遼闊，地層發(fā)育齊全，巖漿活動(dòng)頻繁，成礦條件好，礦產(chǎn)資源豐富。以北緯42°為界，可分為兩個(gè)1級大地構造單元，以北為天山-內蒙古-興安地槽區，以南為華北地臺區。中、新生代時(shí)受太平洋板塊向西俯沖的影響，內蒙古東部地區形成北-北東向的構造火山巖帶，即新華夏系第三隆起帶。全區地勢較高，平均海拔高度1000米左右，基本上是一個(gè)高原型的地貌區。在世界自然區劃中，屬于著(zhù)名的亞洲中部蒙古高原的東南部及其周沿地帶，統稱(chēng)內蒙古高原，是中國四大高原中的第二大高原。內蒙古自治區的地貌以蒙古高原為主體，具有復雜多樣的形態(tài)。除東南部外，基本是高原，占總土地面積的50%左右，由呼倫貝爾高平原、錫林郭勒高平原、巴彥淖爾-阿拉善及鄂爾多斯等高平原組成，平均海拔1000米左右，海拔最高點(diǎn)賀蘭山主峰3556米。

 

  2 內蒙古地質(zhì)構造概況

  內蒙古中新元古代-中生代大地構造單元劃分為華北板塊、西伯利亞板塊、哈薩克斯坦（準噶爾盆地）板塊和塔里木板塊四個(gè)一級構造單元。并根據構造活動(dòng)性質(zhì)的不同，進(jìn)一步劃分為華北地塊、華北板塊北部陸緣增生帶、西伯利亞板塊東南陸緣增生帶、哈薩克斯坦板塊東南陸緣增生帶和塔里木板塊東部陸緣增生帶五個(gè)二級構造單元。在二級構造單元劃分的基礎上，依據建造類(lèi)型、總體構造特點(diǎn)的不同，陸緣增生帶又可進(jìn)一步劃分為火山型和非火山型被動(dòng)陸緣、華北地塊劃分為陰山隆起和鄂爾多斯拗陷等九個(gè)三級構造單元。其中華北板塊北部陸緣增生帶劃分為寶音圖-錫林浩特火山型被動(dòng)陸緣，鑲黃旗-赤峰非火山型被動(dòng)陸緣。西伯利亞板塊東南陸緣增生帶可劃分為額爾古納非火山型被動(dòng)陸緣，烏爾旗漢火山型被動(dòng)陸緣，東烏珠穆沁旗-扎蘭屯火山型被動(dòng)陸緣。哈薩克斯坦板塊東南陸緣增生帶和塔里木板塊東部陸緣增生帶未能進(jìn)一步劃分、四個(gè)一級構造單元的分界線(xiàn)，分別由兩條板塊構造拼合帶和一條深大斷裂構成。西伯利亞板塊與華北板塊的分界線(xiàn)位于二連-賀根山一線(xiàn)，即著(zhù)名的賀根山蛇綠巖帶；塔里木板塊和華北板塊分界線(xiàn)為恩格爾烏蘇蛇綠混雜巖帶，位于巴月-吉林沙漠北部梭梭頭-烏蘭套海-恩格爾烏蘇一線(xiàn)向北東延入蒙古國；哈薩克斯坦（準噶爾盆地）板塊與塔里木板塊的分界，位于甜水井-黑鷹山-額濟納旗-雅干一帶，為一條深大斷裂二級構造單元，華北地塊與華北北部陸緣增生帶的分界，也就是槽臺界線(xiàn)，位于巴彥烏拉山北-烏拉特后旗-達茂旗北-化德縣-赤峰南一線(xiàn)，為一規模巨大的深大斷裂帶。其他二級構造單元的分界線(xiàn)，也均由深大斷裂構成與地層區劃對比華北板塊相當的地層分區。

 

  3 內蒙古地熱成因與分布

  3.1 成因類(lèi)型

  由于受深大斷裂、盆地類(lèi)型、火山活動(dòng)、氣候條件以及莫霍面的深淺等因素的控制與影響，區內地熱資源的成因類(lèi)型主要為隆起斷裂型與沉降盆地型。

 

  3.1.1 隆起斷裂型

  內蒙古深大斷裂甚多，較大的有27條，它包括超巖石圈斷裂、巖石圈斷裂、硅鎂層斷裂與硅鋁層斷裂。而對地熱形成影響大的深斷裂為中生代形成至今仍有活動(dòng)的斷裂，以及新生代形成的斷裂；其次是中生代前形成，而在新生代仍有活動(dòng)的深斷裂帶。這些深斷裂是溝通深部熱能的主要通道，而熱泉常出露在深斷裂旁側低級別、低序次的斷裂上，以深斷裂交匯處地熱資源最為豐富。例如在赤峰市附近，為幾組深斷裂交匯處，熱泉出露較多，是內蒙古自治區熱泉分布最集中的地帶。

 

  隆起斷裂型地熱的形成，主要受深大斷裂的控制，特別是受中新生代深斷裂的控制。影響現在熱泉分布的中新生代斷裂有4條：第一條是大興安嶺中脊深斷裂帶，長(cháng)約1000km，呈北北東-南南西向分布，為張性斷裂帶。斷裂形成于晚侏羅世，白堊紀后繼續活動(dòng)。在斷裂帶附近布格重力異常處于陡梯度帶向緩梯度帶變換部位，斷裂總體向東傾，傾角60～80°，在斷裂帶附近晚侏羅世中酸性火山巖廣泛分布，新生代玄武巖沿斷裂帶噴發(fā)，火山口沿斷裂帶密布，也是現今地震最活躍地帶。阿爾山熱水、克什克騰熱水湯均分布在這個(gè)帶附近；第二條是嫩江-八里罕斷裂帶，長(cháng)約1000km，也呈北北東-南南西向分布，為張扭性斷裂，形成時(shí)期與大興安嶺中脊斷裂帶相同。斷裂以東為西遼河平原與松遼平原，西為大興安嶺，斷裂傾向東，傾角60～80°，多處被北西向斷裂與區域性斷裂所截。斷裂帶局部地段有新生代玄武巖溢出，沿斷裂帶為強震帶。敖漢旗與寧城縣熱水湯均在該斷裂帶附近；第三條是溫都爾廟-西拉木倫河斷裂帶，為一壓性斷裂帶，呈東西向分布，長(cháng)約1100km，寬10-40km，形成時(shí)間為古生代。斷裂南側為加里東地槽褶皺帶，北側為晚華力西地槽褶皺帶，北隆南坳，落差達2km，斷裂帶及其附近片理化、碎裂化、糜棱巖化特征明顯。該深斷裂帶雖然形成時(shí)間較早，但在新生代比較活躍，第三系玄武巖常沿斷裂帶分布，斷裂帶東端有第四紀火山活動(dòng)。該斷裂帶在地貌上也有顯示，西拉木倫河、西遼河沿斷裂帶呈東西向直線(xiàn)分布，沿西拉木倫河兩岸分布有東西向分布的山脊與懸崖陡壁?？耸部蓑v旗熱水湯就分布在該斷裂帶與大興安嶺中脊深斷裂帶復合部位；第四條為烏拉特后旗-化德-赤峰深大斷裂帶，呈東西向分布，長(cháng)約2000km，形成于元古代，為先張后壓的斷裂帶，是華北地臺與天山-內蒙古中部-興安古生代地槽分界線(xiàn)。在西段華力西中、晚期巖漿活動(dòng)強烈，有大量酸性至基性巖漿噴發(fā)，直至新生代仍有活動(dòng)，在東段赤峰一帶，顯露巨大的擠壓破碎帶，傾角陡立70-80°，傾向時(shí)南時(shí)北，破碎帶寬數百米至數公里，推測有隱伏的地熱資源存在。

 

  隆起斷裂型熱水除受以上4條深大斷裂的控制外，還受其低級別的斷裂帶或多組斷裂復合部的控制，如寧城縣熱水湯就處于嫩江-八里罕深斷裂帶次級南北向斷裂上，也受東西向正斷裂的控制，兩斷裂交匯處泉水溫度可高達92-99℃，然后沿兩斷裂向外，溫度逐漸降低，沿南北向斷裂溫度較高，一般為70-90℃，沿東西向斷裂溫度較低，為36-92℃，熱水分布面積約0.4km2；敖漢旗熱水湯位于東西向深斷裂與北東向斷裂復合部位，熱水呈東西向分布，水溫46-58℃；克什克騰旗熱水湯位于北東、北北東、北西向3組斷裂交匯處，熱水主要沿次級北東-南西向斷裂分布，長(cháng)約900m，寬200-300m，面積約0.25km2，水溫38-62℃，科右中旗阿爾山溫泉位于次級北西向斷裂阿爾山-伊爾施張扭性斷裂與北東向壓性斷裂復合部位，熱水主要沿北北西向斷裂分布，長(cháng)約500m，寬40～50m，水溫20℃～48℃。

 

  此外，隆起斷裂型熱水還具有以下特點(diǎn)：

  ①地熱資源多屬于低溫地熱資源，以40℃～60℃的溫熱水居多，只有寧城縣熱水湯個(gè)別熱水溫度高達99℃，烏拉特前旗阿爾善熱泉溫度僅25℃。

  ②各熱泉涌水量一般較大，日出水量為800～3200m3。

  ③熱泉一般為礦化度0.4g/L～1.0g/L，含鋰、鍶、偏硅酸礦泉水，水化學(xué)類(lèi)型為SO4·HCO3-Na，SO4-Na、Cl-Na型水。

 

  3.1.2 沉降盆地型

  一般分布在中新生界沉積盆地中，又可根據成因分為坳陷盆地和斷陷盆地兩類(lèi)。

  坳陷盆地地熱資源，主要分布在白堊系、第三系組成的盆地中。這個(gè)類(lèi)型的地熱資源主要分布在鄂爾多斯高原，它在構造上為一軸向南北，軸心偏西，東緩西陡的不對稱(chēng)向斜盆地。盆地中沉積有白堊系、侏羅系、三疊系、二疊系等陸相地層及奧陶系、寒武系灰巖。目前已在盆地中發(fā)現熱水，其中白堊系地層中的熱水為低礦化的溫水，且水量豐富。

 

  斷裂盆地地熱資源是內蒙古自治區主要的熱儲類(lèi)型，如河套斷陷盆地、西遼河斷陷盆地、岱海斷陷盆地等。在盆地周邊有斷裂分布，且常常是呈階梯狀斷裂的斷裂帶。這類(lèi)盆地熱水主要靠盆地底部與盆地邊部斷裂溝通深部熱水，其次為熱流與巖體的熱傳導。地熱的形成與分布也分兩種類(lèi)型，一是斷裂構造型，常分布在盆地邊緣；二是地熱增溫型，在整個(gè)盆地內分布。

 

  河套盆地斷裂構造型熱水主要分布在陰山山前斷裂帶附近，這些斷裂為中生代形成的深斷裂，新生代仍很活躍。它包括烏拉特前旗-呼和浩特深斷裂帶、巴音烏拉山-狼山-色爾騰山南緣深斷裂帶。在斷裂帶附近熱異常顯示非常明顯，地熱梯度4-16℃/100m。

 

  河套盆地斷裂帶熱水呈帶狀分布，其特點(diǎn)是當斷裂帶北側斷裂未切至第三系、白堊系時(shí)，水質(zhì)好，礦化度<1g/L。呼和浩特市西小瓦窯熱水礦化度0.43g/L，為HCO3-Na型水。在北部山前斷裂帶南側斷裂常切至第三系、白堊系或元古界灰巖，水質(zhì)都較差，如烏拉特前旗刁人溝沿山前斷裂有熱異常顯示的地下水，礦化度達5.0-13.2g/L，為Cl-Na型水；后套沿黃河的西山咀隆起南側斷裂帶附近，地下水礦化度>10g/L,最高達73.3g/L，形成一條寬5-10km，長(cháng)100km的咸水帶；在包頭市東河區以東山前斷裂帶附近，100-200m深度范圍內或更淺即可遇見(jiàn)沿斷裂帶上移的咸水。這是因為在北部山前斷裂帶南側為斷陷盆地最深地段，長(cháng)期地表水與地下水匯集，鹽份大量聚積，使地層與地下水含鹽量很高，斷裂帶切至該地段水質(zhì)就變差；而盆地南部邊緣非鹽份聚積帶，地層鹽份少，地下水礦化度低，如有熱水顯示的新地梁地下水礦化度僅為0.66g/L。

 

  河套斷陷盆地增溫型熱水分布在整個(gè)河套斷陷盆地地區，盆地內基底為太古界與元古界變質(zhì)巖系，往上為侏羅系、白堊系、第三系與第四系，變質(zhì)巖上覆地層厚度各處不一，一般為2000-4000m，在河套山前斷裂帶南側厚度可達萬(wàn)米。熱儲層主要分布在第三系與白堊系砂巖中，尤以第三系最好。在河套斷陷盆地熱水賦存有利地段主要分布在近山較深部位，因這一地帶熱儲層巖性顆粒相對較粗，第三系較厚，其次是南部近山地段，顆粒也相對較粗，只是第三系相對較薄。河套盆地哈素海往東，在盆地邊緣，深3000-3500m以?xún)?，有太古界與元古界大理巖存在，為很好的熱儲層。

 

  西遼河盆地亦是中新生代斷陷盆地。盆地底部由一系列近東西向與一系列北北東向斷裂組成，它們相互切割，形成一系列基底隆起與基底斷陷盆地?；咨喜恐饕练e第四系、第三系、白至系地層，局部有石炭-二疊系。第四系、第三系地層均不厚，總厚度一般<400m，下部白堊系厚度因地而異。在基底斷陷盆地內，主要由上部碎屑巖中較松散的砂巖、砂礫巖與下部巖性較脆弱或較松散的火山巖組成。根據石油鉆孔資料，在3000m深度處，地溫可達97℃，地溫梯度為3.2℃/100m。而在基巖隆起區，1000-1500m深度內可見(jiàn)下部基底深變質(zhì)巖系，白堊系較薄，在白堊系下部，往往有石炭-二疊系灰巖，灰巖與基底風(fēng)化殼可為熱儲層。

 

  在西遼河盆地中，因斷裂較多，斷裂帶熱水應相當豐富，尤其在深斷裂帶及基底隆起或基底斷陷盆地邊緣，推測應是熱水富集地帶。

 

  岱海盆地是新生代斷陷盆地。由于盆地內第四系厚度不大，盆地中熱水主要儲存于白堊系砂礫巖與太古界變質(zhì)巖斷裂破碎帶中，屬于沉降盆地內斷裂帶水。