山西省地熱資源分布規律

  1.山西省地形地貌特征
  山西省是內陸省份，位于黃河中游東岸，華北平原西面的黃土高原上。省境四周山環(huán)水繞，與鄰?。▍^）的自然境界分明。東以太行山與河北為鄰；西、南隔黃河與陜西、河南相望；北以外長(cháng)城為界與內蒙古毗連。全境總面積為15.6萬(wàn)平方千米，占全國總面積的1.6%。疆域輪廓呈東北斜向西南的平行四邊形，南北間距較長(cháng)，縱長(cháng)約682千米。最南端在芮城縣南張村南，北緯34°34′；最北端在天鎮縣遠頭村北，北緯40°44′。東西間距較短，寬約385千米。最東端在廣靈縣南坑村東，東經(jīng)114°33′；最西端在永濟市長(cháng)旺村西，東經(jīng)110°14′。

  山西是典型的為黃土廣泛覆蓋的山地高原，地勢東北高西南低。境內大部分地區海拔在1500米以上，最高點(diǎn)為五臺山主峰葉斗峰，海拔3061.1米，為華北最高峰，有“華北屋脊”之稱(chēng)；最低點(diǎn)在垣曲縣境內西陽(yáng)河入黃河處，海拔僅180米。高原內部起伏不平，河谷縱橫，地貌類(lèi)型復雜多樣，有山地、丘陵、臺地、平原，山多川少，山地、丘陵面積占全省總面積的80.1%，平川、河谷面積占總面積的19.9%。山西境內主要山脈：太行山、呂梁山、恒山、五臺山、中條山、太岳山等。山西境內六大盆地：大同、忻州、太原、臨汾、運城、長(cháng)治盆地；此外，東部還散布著(zhù)陽(yáng)泉、壽陽(yáng)、襄垣、黎城、澤州等小盆地。

  2.山西省地質(zhì)構造概況
  山西省在地貌上為高原，境內群山連綿，河溝縱橫，地形十分復雜，與華北平原一望無(wú)際的平坦地形相比顯然不同。但縱觀(guān)全區仍明顯地可分為東部山區、西部山區和中部狹長(cháng)盆地三大部分。東部山區有恒山、五臺山、系舟山、太行山、太岳山、中條山展布。西部山區自北而南有蘆牙山、云中山、呂梁山等山脈展布。中部盆地則有運城、臨汾、太原、大同、靈邱等一連串狹長(cháng)盆地展布，并有汾河、津沱河、桑干河三大河流從中經(jīng)流。這些山脈和盆地有一個(gè)共同的特點(diǎn)，它們在總體走向上均呈北北東、北東、北東東向斜列展布。地貌上這些特點(diǎn)，在某種程度上反映了山西地區地質(zhì)構造及新構造運動(dòng)的特征，實(shí)質(zhì)上是在老的地質(zhì)構造基礎上、在新生代構造運動(dòng)作用下發(fā)展形成的。

  就大地構造而言，山西絕大部分地區處于中朝地臺西部一個(gè)相對隆起的構造單元——山西臺背斜之上，其南北介于秦嶺地軸與內蒙地軸之間，東西介于河淮臺向斜與鄂爾多斯臺向斜之間。從地質(zhì)力學(xué)角度看，它處于陰山和秦嶺兩大緯向構造體系之間，我國東部新華夏構造體系第三隆起帶之上，同時(shí)又跨有祁呂系東翼大部分。在地層上，屬于一個(gè)較發(fā)育的地區，境內除缺少上奧陶系、志留系、泥盆系和下石炭系外，其它各系地層均有所分布。其中太古界為片麻巖、片巖、混合巖等一套深變質(zhì)巖系，主要出露于五臺、呂梁、中條等各大山系的核心地區，厚大于一萬(wàn)米，元古界為片巖、板巖、大理巖、石英礫巖等一套淺變質(zhì)巖系，厚2100-5600米；下古生界除寒武系下部有部分砂頁(yè)巖外，均為海相石灰巖、白云巖類(lèi)地層，厚720-1437米；上古生界為一海陸交互相沉積的砂頁(yè)巖夾灰巖煤系地層和陸相砂頁(yè)巖系地層，厚790-1800米；中生界為一套陸相沉積形成的砂頁(yè)巖系及砂頁(yè)巖煤系地層，厚1400-2000米；新生界為沖積、洪積、湖積、坡積形成的一套砂礫石及黃色、紅色土層，厚度各處極其不一，一般厚幾米-幾百米，盆地內厚度大，可達幾千米。此外各地還有一部分各時(shí)代形成的巖漿巖分布。這些地層或巖層由于受后期構造運動(dòng)的影響，均發(fā)生了程度與范圍不同的褶皺、斷裂，形成了各種各樣的構造。

  3.山西地熱資源分布
  全省調查、勘探、開(kāi)發(fā)利用的地熱能資源僅限于熱水型地熱的熱效益。主要分布在省內中部大同、忻州、太原、臨汾、運城等5大盆地的夏縣、襄汾、曲沃、太原、清徐、忻州、定襄、原平、陽(yáng)高、天鎮、渾源等32個(gè)縣市區內。其中大同市共有地下熱水區3處，分別位于天鎮縣、陽(yáng)高縣和渾源縣；忻州市有地下熱水區6處，分別位于忻州市城區西北19km奇村、忻州市城區北8km頓村、忻州市城區西北部盧野村、忻州市長(cháng)征路西途家莊、定襄縣受錄鄉湯頭村、原平市沿溝鄉大營(yíng)村；太原市有地熱區3處，分別位于萬(wàn)柏林區、晉源區和小店區；陽(yáng)泉市有地熱區1處，位于孟縣；白汾市有地熱區6處，分別位于古縣、洪洞、堯都區、襄汾、候馬、曲沃；晉城市有地熱區1處，位于沁源縣；運城市共有地熱區4處，分別位于夏縣、新降縣、萬(wàn)榮縣、臨椅縣。

  從已發(fā)現的上述地熱田中地熱水出露點(diǎn)看，相對集中在運城、臨汾、忻州、大同4大盆地中。全省勘探考察發(fā)現水溫在20℃以上的地熱水出露點(diǎn)200多處，其中天然出露的溫泉25個(gè)，水溫以0-20℃的熱水為主，41-60℃的熱水次之，61℃以上的地熱水點(diǎn)較少。

  4.山西省地熱資源成礦類(lèi)型
  山西具有較豐富地熱能資源。山西地熱資源的形成、類(lèi)型與分布受本省地質(zhì)構造、水文地質(zhì)條件等諸多因素的控制。全省地熱資源形成類(lèi)型按地熱水資源形成的地質(zhì)作用和賦存條件，可分為新生代沉積斷陷盆地型和褶皺隆起斷裂型兩種類(lèi)型的中低溫地熱資源。新生代沉積斷陷盆地型為山西省地下熱水資源的主要類(lèi)型，山西地質(zhì)構造的特點(diǎn)是受祁呂賀系前弧東翼的控制，又遭到新華夏體系的干擾，在山西中部形成了呈多字型雁行排列的新生代沉積斷陷盆地，自北而南為大同盆地、忻州盆地、太原盆地、臨汾盆地、運城盆地。臨汾盆地人工地震測探資料說(shuō)明，汾河斷裂已切至莫霍界面。

  一系列深大斷裂，形成溝通熱源和熱水活動(dòng)的通道。盆地上覆巨厚的松散細粒堆積，形成很好的保溫蓋層。大氣降水滲入及地表水滲漏補給，水量較大，地下水的補給、徑流和排泄條件較好。深部的地熱以傳導的方式向地表運動(dòng)，并將巖石及其充填的孔隙水、裂隙水、經(jīng)深部熱能加熱而形成地熱水，貯存在松散沉積層的孔隙熱儲層內，或貯存于盆地基底的基巖裂隙巖溶熱儲層內，通過(guò)傳導或水熱對流，向地面運動(dòng)。因此，在盆地邊緣斷裂帶及盆地基底部分隆起部位，形成與分布著(zhù)30多處地熱導常區，地熱梯度一般為3.5℃/100m，高者可達7℃/100m，北起天鎮縣長(cháng)城腳下，南至臨椅縣黃河岸邊，均有溫泉，地熱井出露，水溫在20-89℃之間，最高達104℃。褶皺隆起構造類(lèi)型地熱水資源，主要分布在構造隆起地區，受斷裂構造控制，活動(dòng)性斷裂發(fā)育。大氣降水和河水滲入補給經(jīng)深循環(huán)而形成地熱水，水溫較高，礦化度一般小于1mg/L。如渾源縣湯頭溫泉區，位于恒山隆起帶東端與唐河斷裂帶復合部，溫泉水溫在60℃以上。孟縣寺平安溫泉區，構造單元屬五臺山隆起帶南端，太行山斷裂隆起中斷西側，與濾沱河谷三組斷裂帶的交匯處，總礦化度0.77-0.89mg/L。但是迄今為止，山西還沒(méi)有發(fā)現近代火山或巖漿活動(dòng)類(lèi)型的中、高溫地熱資源。
 

圖1  山西主要構造體系及地熱關(guān)系略圖