河北省地熱資源分布規律

1 河北省地形地貌特征
  河北省環(huán)抱首都北京，地處東經(jīng)113°27′～119°50′，北緯36°05′～42°40′之間，總面積18.85萬(wàn)平方公里，省會(huì )石家莊市。北距北京283公里，東與天津市毗連并緊傍渤海，東南部、南部銜山東、河南兩省，西倚太行山與山西省為鄰，西北部、北部與內蒙古自治區交界，東北部與遼寧省接壤。

  河北省地勢西北高、東南低，由西北向東南傾斜。地貌復雜多樣，高原、山地、丘陵、盆地、平原類(lèi)型齊全，有壩上高原、燕山和太行山山地、河北平原三大地貌單元。壩上高原屬蒙古高原一部分，地形南高北低，平均海拔1200米～1500米，面積15954平方公里，占河北省總面積的8.5%。燕山和太行山山地，包括中山山地區、低山山地區、丘陵地區和山間盆地4種地貌類(lèi)型，海拔多在 2000米以下，高于2000米的孤峰類(lèi)有10余座，其中小五臺山高達2882米，為河北省最高峰。山地面積90280平方公里，占河北省總面積的48.1%。河北平原區是華北大平原的一部分，按其成因可分為山前沖洪積平原，中部中湖積平原區和濱海平原區3種地貌類(lèi)型，全區面積81459平方公里，占河北省總面積的43.4%。

  河北省屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，大部分地區四季分明。年日照時(shí)數2303.1小時(shí)；年無(wú)霜期81～204天；年均降水量484.5毫米；一月平均氣溫在3℃以下，七月平均氣溫18℃至27℃，四季分明。

  2 河北省區域構造概況
  河北省大地構造的基本輪廓：在河北省的最北部，大致以北緯42度線(xiàn)為界，以北為蒙滿(mǎn)地槽區，沉積了自震旦、寒武、奧陶直至石炭二迭紀的海相地槽型沉積，沉積總厚度達數萬(wàn)米，并有多期海相火山巖。42度線(xiàn)以南至張家口、豐寧、隆化以北為內蒙臺背斜，侏羅紀以前一直是一個(gè)剝蝕區，燕山運動(dòng)以來(lái)才形成了一系列斷陷盆地，接受了一套陸相山間盆地沉積。內蒙臺背斜以南，徠源、保定、大興、寶坻、灤南以北為燕山褶皺帶，接受了震旦、寒武、奧陶、石炭紀海相地臺型沉積和二迭、三迭、侏羅紀陸相山前坳陷和山間盆地型沉積，燕山期發(fā)生了強烈的斷塊和褶皺運動(dòng)，形成了一系列東西向和北東、北東東向地塹、地壘和褶曲。沫源、保定以南為太行臺背斜，背斜的核心是前震旦紀變質(zhì)巖，之上沉積了震旦、寒武、奧陶、石炭紀海相地臺型沉積，二迭、三迭紀陸相沖洪積平原型沉積；大背斜形成于燕山運動(dòng)，走向北北東、斷裂構造發(fā)育。太行臺背斜以東、燕山褶皺帶以南為華北臺向斜，新生代以前的沉積和燕山、太行山基本一致；第三紀以來(lái)發(fā)生了強烈的斷塊運動(dòng)，急速沉降接受了數千至近萬(wàn)米陸相、濱海相和淺海相沉積，構造線(xiàn)方向主要為北北東，并受北西向和東西向斷裂切割。

  河北省現階段的深部構造，主要為中生代以來(lái)地殼變動(dòng)與演化的結果，所以對中生代以來(lái)的巖漿活動(dòng)有著(zhù)明顯的控制作用，對中生代以前的巖漿巖則起著(zhù)破壞與改造的作用。燕山期侵入巖體大量分布在太行山一燕山深部構造變異帶中。紫荊關(guān)大海陀巖漿巖帶主要展布在變異帶的西側，與壩上高原上地幔坳陷區的交接部位；豐寧隆化巖漿巖帶，八達嶺青龍巖漿巖帶分別與次一級的東西向變異帶基本一致。

  地質(zhì)構造可參考圖1，地層分布可參考圖2、圖3。
 

  圖1 河北省地質(zhì)構造簡(jiǎn)圖

  圖2 河北省地層分布圖

  圖3 河北省地層柱狀剖面圖

  3 河北省地熱溫泉分布概況（已探明的）
  河北省境內地熱資源比較豐富，其成因既有對流型，也有傳導型，或是多種成因迭加復合，地熱田的分布主要受控于斷裂帶、巖漿巖體、基底構造等。根據區域地質(zhì)構造及地形地貌，冀內地熱資源可劃分為冀北山地區、冀西山地區、冀西北山間盆地、河北平原區四大熱水區（圖4）。

  圖4 河北省主要構造及地下熱水分區簡(jiǎn)圖

  （1）冀北山地區地下熱水區
  該區包括壩上高原，地處板緣地體拼貼帶及燕山斷褶帶的北部。水溫大于60℃的熱水溫泉大多分布于尚義-赤城斷裂以北，由西而東分布有赤城城關(guān)湯泉68℃；東萬(wàn)口鄉塘子營(yíng)熱水泉68.5℃；隆化縣湯池子北湯泉79℃；大廟鄉小廟湯泉71.5℃；二道河鄉開(kāi)湯泉78.5℃；圍場(chǎng)山灣子熱水泉82℃等。古北口-平泉斷裂以南的興-平復向斜內（地處燕山斷褶帶北部）所分布熱泉，水溫均低于60℃，以溫水或溫熱水為主。例如承德頭溝鄉湯溝泉40.8℃；青龍白家店鄉湯丈子溫泉39.4℃；撫寧縣溫泉寺溫泉38℃；盧龍縣崔莊溫泉50℃等。

  （2）冀西山地區地下熱水區
  地下熱水區地處太行山斷褶帶，為板內區塊體II級構造單元。區內溫水或溫熱水溫泉大多出露于古老的花崗片麻巖與中元古界白云質(zhì)灰巖和巖漿巖的接觸帶上。如阜平縣城南莊溫泉56℃；吳王口鄉溫塘溫泉59℃；下堡溫泉40℃；平山縣溫塘溫泉56℃；邢臺朱莊水庫溫泉42℃等，在阜平等地沿河流小溪斷裂帶附近還分布著(zhù)眾多水溫介于20～25℃之間的低溫泉。

  （3）冀西北山間盆地地下熱水區
  該熱水區主要是指冀西北所分布的蔚縣-陽(yáng)原山間盆地、趙川山間盆地、懷來(lái)山間盆地并包括冀東北部的遵化山間盆地等四個(gè)地下熱水亞區。在大地構造上它們同處板內區塊體北部的燕山斷褶帶上。由于此區地質(zhì)構造復雜，地層破碎，因斷裂切割而形成了一系列的盆地，其中部分斷裂為深循環(huán)的地下熱水提供了良好通道并使其得以保存。例如分布于北東向與北北東向構造交匯處的陽(yáng)原縣三馬坊鄉洗澡塘熱水井，其井深僅470m，取水層位為第四系砂礫層，但井口水溫達到41℃；趙川盆地東南邊緣的寵家堡白廟溫泉出露于太古界地層之中，水溫44℃；懷來(lái)盆地內即有溫泉出露（其水溫一般為36～55℃），又有地下熱水淺井分布，該井井深80m，取水層位為太古界片麻巖，1996年5月我們測取的井口水溫為83.5℃；遵化盆地內地下熱水資源僅分布在遵化市湯泉鄉附近，湯泉水溫56℃，距其150m處施工的熱水淺井，井口水溫可以達到62℃。

  （4）河北平原地下熱水區
  該熱水區分布在冀東、冀中及冀南一帶，在大地構造位置上為冀東南沉降帶。地下熱水資源主要分布于沉降帶中的次級正向構造上，例如斷隆構造、斷陷中的低凸起和古潛山等構造部位。根據地下熱水分布狀況自西北向東南可進(jìn)一步劃分出：牛駝低凸起、文安斜坡、任丘古潛山、高陽(yáng)-博野低凸起、肅寧斷裂帶、河間-深縣斷裂潛山帶、大城-獻縣低凸起、興劑凸起、孔店-徐楊橋低凸起、埕寧斷隆、寧晉-隆堯凸起、新河凸起、景縣明化鎮凸起、百尺口斷裂帶、廣宗凸起、灤河凸起等16個(gè)地下熱水資源分布亞區。該區內地下熱水賦存存在雙層結構，除分布有第三系孔隙熱儲層之外，基巖熱儲層中同樣賦存有熱水資源，3000m以下井口水溫一般為60～70℃，高者可達80℃以上，流量都在1500m3/d左右。雄縣古莊雄3石油孔，孔深1283m，見(jiàn)基巖深度1073m，基巖層位為中元古界長(cháng)城系。該井自1996年5 月又開(kāi)始恢復自流，水溫82℃，經(jīng)我們取樣測試：礦化度為2.75g/L，K++Na+含量881.67mg/L，約占陽(yáng)離子的90.02%，CI-含量1121.86mg/L，HCO3-含量666.21mg/L，分別占陰離子含量的74.27%和25.63%。獻縣熱水區地熱井深度1800m，井口水溫達97℃，高陽(yáng)熱水區地熱井深度1800m，井口水溫78℃。

  4 河北省地熱資源類(lèi)型與分布情況
  河北省地處華北平原地區，地熱資源主要分布在第三系孔隙熱、基溶裂隙和巖溶熱儲層，其地溫狀況分布規律是從西部向東部遞減。河北省境內賦存和分布有多種成因的地下熱水資源，按地質(zhì)構造和地貌可劃分冀北山地區、冀西山地區、冀西北山間盆地區、河北平原區等四大地下熱水區。檢測表明，這些地熱資源含有豐富的氯化鈉、鐵等20多種元素，具有面積廣、貯量大、埋藏淺、溫度高、水質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn)，被國家確定為“全國中低溫熱地熱資源綜合開(kāi)發(fā)利用示范區”。其中以雄縣為典型，其地熱資源主要分布在上第三系熱儲和基巖熱儲層，儲量達821.78億立方米。地熱資源分布及主要數據指標如下：
 

  5 河北省地熱分布與地質(zhì)構造的聯(lián)系
  河北省地熱分布建立在地質(zhì)構造的組織結構之中，尤其是構造運動(dòng)伴隨的巖漿活動(dòng)，在河北平原一些上地幔凸起之間的次一級深部構造變異帶上，基巖隆起，淺層構造復雜，新生代巖漿活動(dòng)劇烈，形成重要的地熱異常區和熱水田（雄縣等）。

  華北臺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，渤東上地幔凸起和淺層構造的冀中坳陷、黃弊坳陷，渤東坳陷也基本對應。燕山一太行山深部構造變異帶比較復雜，在太行山區淺層構造和深部構造走向基本一致，并有一系列北北東、北東向大斷裂發(fā)育；在燕山地區深部構造變異帶斜切了東西向的燕山褶皺帶、內蒙臺背斜和蒙滿(mǎn)槽向斜，并使變異帶寬度明顯加大，生成次一級小變異帶和上地幔四陷和凸起，這些次一級變異帶和淺層構造斷裂帶也有明顯的對應。壩上高原上地幔坳陷區，南部界線(xiàn)和內蒙臺背斜南界基本一致，東界斜切內蒙臺背斜和蒙滿(mǎn)槽向斜；西部上地幔坳陷區的內蒙臺背斜，和東部深部構造變異帶中的內蒙臺背斜有明顯差異，西部形成面積較大、堆積較厚的侏羅白噩紀盆地，并沉積了較好的煤層；東部則為面積較小，構造形態(tài)復雜的沉積盆地，巖漿活動(dòng)也有明顯差異。