華北盆地區域地溫分布的基本特征

  在中國主要的大型盆地中，華北盆地是地溫數據最為豐富的地區之一。已知的各種測溫鉆孔共3409個(gè)，其中實(shí)測井溫的鉆孔228個(gè)。其余測溫鉆孔主要來(lái)自石油、煤炭和地質(zhì)勘探部門(mén)，其中，進(jìn)行順序測溫的鉆孔236個(gè)，試油靜溫2993個(gè)，流溫44個(gè)，準穩態(tài)測溫1 14個(gè)。由于所采用的測溫方法不同，精度各異，為了充分利用這些數據采用了統計分析、對比校正的辦法，利用統計規律與實(shí)測數據進(jìn)行對比，以使其更接近于客觀(guān)實(shí)際。通過(guò)整理分析編制了華北盆地lOOOm. 2000m和3000m深度的地溫分布圖和地溫梯度圖。這些圖件的總趨勢基本上反映了盆地區域地溫分布的基本特征。
 
  （一）不同深度的地溫分布。
 
  1.  1000m深地溫分布。
 
  從華北盆地1000m深地溫的分布圖低地溫分布區位于盆地的邊緣與山區相鄰的地段，這里1000m深地溫在30℃左右，由盆地邊緣往盆地中部方向地溫緩慢增高，但盆地中大多數地區1000n深地溫均在40-45℃之間，只有在盆地基底隆起部位或近隆起邊界斷裂的一側為較高地溫分布區。這些較高地溫分布區均呈北東或北北東方向的條帶狀延伸?！街修窒莺忘S驊拗陷之間的滄縣隆起，濟陽(yáng)拗陷和黃驊拗陷中的埕寧隆起都是較高地溫的分布區，1000m深地溫均大于45℃，最高在700℃以上。在拗陷中的凸起部位，也表現為較高的地溫分布區，如冀中拗陷的牛駝鎮凸起、任丘低凸起、高陽(yáng)，容城、大城等凸起；黃驊拗陷的孔店鹽山、徐揚橋、北大港等凸起；濟陽(yáng)拗陷的義和莊、濱縣、廣饒、孤島等凸起；臨清拗陷的聊東堂琶、廣宗、館陶等凸起，都具有較高的地溫。盆地南部的尉氏一商丘隆起及寶豐一沈丘拗陷中平頂山凸起及固始一霍丘等地區的地溫亦較高，多大于45℃。但從區域地溫分布特點(diǎn)分析，盆地南部的1000m深地溫較北部為低。盆地的高地溫分布區雖與隆起和凸起相應，但其多靠100起或凸起邊界斷裂的一側；而低地溫區則多分布于隆起或凸起之間的凹陷區，這生地區1000m深地溫一般在40- 45℃之間。而在盆地邊緣埋藏較淺的一些凸起部位，則表現為較低地溫的分布區，如北部的大興凸起。45℃以上的地溫分布范圍的大致輪廓，黃河以北盆地的北部和中部都呈條帶狀沿北東、北北東向延伸；黃河以南的開(kāi)封拗陷、尉氏一商丘隆起、寶豐一沈丘拗陷及盆地東部的濟陽(yáng)拗陷，其分布方向則呈近東西或北西西向，表明盆地南北兩部分在地溫分布上存在著(zhù)較為明顯的差異，同時(shí)也表明盆地基底構造對地溫分布產(chǎn)生的影響。
 
  2. 2000m深地溫分布。
 
  根據華北盆地2000m深地溫分布圖?？闯雠璧氐拇蟛糠值貐^2000m深地溫多在70—80℃，盆地北部的牛駝鎮、大城、王蘭莊、埕北及孤島、聊東等地區2000m深地溫大多在90℃以上。盆地中部的濮陽(yáng)、東明、長(cháng)垣及開(kāi)封一帶亦多在80。C以上；南部的通許一商丘、周口、商水、項城一帶及固始一霍丘和風(fēng)臺等地區的2000m深地溫亦多在70-80℃甚至80℃以上，其他地區多在70-80℃之間，較高地溫分布區在盆地的北部及中部多呈長(cháng)條狀分布，在盆地和東部的濟陽(yáng)拗陷及盆地南部主要包括河南南部地區，地溫則沿近東西向或北西西向展布，且多呈塊狀。與1000m深地溫分布類(lèi)似。大于80℃的地溫分布區多與隆起及次一級凸起構造的邊界斷裂相一致。而在盆地的邊緣地帶，2000m深的地溫則明顯偏低一般小于70℃，多在50-60℃左右。在盆地北部渤海拗陷的凸起部位，地溫亦較高，2000m深一般都在70-800.C之間，最高地溫可達90℃以上?？傆^(guān)華北盆地2000m深地溫分布的特點(diǎn)是：北部稍高，南部偏低。在盆地北部，陸地與海域的地溫分布特征基本一致。
 
  3.3000m深地溫分布。
 
  華北盆地3000m深地溫平均在90-100℃之間，最高可達120-130℃以上。盆地北部大于1 00℃的分布面積約占1/3，地溫等值線(xiàn)的延伸方向多為北東和北北東向，并與岔地中隆起和凸起的延伸方向一致，其中較高的地溫分布區多與其邊界斷裂相符合，并呈條帶狀分布。盆地北部3000m深地溫分布與1000m和2000m深地溫分布相似一致，均具有低、高、低相間分布的特點(diǎn)，與盆地的基底構造有著(zhù)很好的對應關(guān)系，如圖5-14所示。在保定凹陷高陽(yáng)低凸起、饒陽(yáng)凹陷、任丘低凸起、馬西凹陷、大城凸起，里坦凹陷、興濟凸起、滄東凹陷、港西低IOOo直至渤海之濱的岐日凹陷這一近東西向大剖面上表現的特別清楚。凸起上的地溫均大于100C，最高可達120-1300C以上。高地溫分布區明顯靠近邊界斷裂部位?；装枷輩^則表現為低地溫分布區，一般3000m深的地溫在90-IOOoC，個(gè)別地區可低于80℃。盆地東部的濟陽(yáng)拗陷，地溫分布多呈近東西向或北西西向，而廣饒、孤島、陳家莊、義和I莊及墾東等凸起地溫亦較高，并呈塊狀分布。在盆地南部的通許一商丘、周口一項城、固始一霍丘及鹿邑等地區較高地溫分布區的面積較小，且地溫偏低，地溫分布顯得較為均一。地溫的變化幅  度較盆地北部小。
 
  (二)地溫隨深度的變化。
 
  華北盆地的不同部位地溫隨深度的變化有明顯的差異。但它們卻有著(zhù)共同的規律，即隨著(zhù)深度的加大，地溫增長(cháng)的速率都有所降低，其區別在于降低的幅度大小因地而異。這與盆地各部位的基底構造及其活動(dòng)性密切相關(guān)?，F根據統計分析的結果，對盆地內不同區域地溫隨深度變化的特征討論如下。
 
  盆地北部冀中拗陷的地溫隨深度變化的規律十分明顯，但增溫率隨深度的變化又與基底．巖石的性質(zhì)及其埋藏深度有關(guān)。在巨厚的第三系地層中地溫隨深度而逐漸增長(cháng)，呈正相關(guān)關(guān)系；只有&．2000-3000m以下深處，其增溫速率才逐漸變小。即當深入基底古生代或震旦系霧迷山組的白云質(zhì)灰巖或硅質(zhì)灰巖中時(shí)，增溫速率才發(fā)生明顯的降低；隨著(zhù)基底的抬高即基巖埋藏深度的變淺，蓋層的地溫迅速增長(cháng)(圖5-15)。在正常的第三系地層中，lOOOm深地溫為38-52℃，而在2000m和3000m深則分別增長(cháng)到64-82C及85-1320C。在遇到基巖的4000m深處的地溫則為110-150℃;由此可知3000m以淺的第三系地層的平均增溫級為25-40m/℃，而3000-4000m深則為40-50m/℃。震旦系霧迷山組和奧陶系地層的埋深差異也影響了溫度隨深度的變化。圖5-15中3是奧陶系地層埋深和蓋層地溫的關(guān)系，它呈現為一微向下彎的曲線(xiàn)．表明隨埋藏深度的增加，其地熱增溫級逐漸增大的情況。例如當其埋深在1500m時(shí)，地溫為61-70℃；2500m深為82-98.5C，在1500-2500m的深度間隔內，增溫級為35. 1-47. 6m/℃;當深度分別為3000-3500m時(shí)，其地溫相應增至92-120℃和104-1300C,這時(shí)2500-3500m之間的增溫級為27. 7-45. 4m/℃，其中在3000-3500m的深度段間則為41. 7-50. 0m/℃。震旦系霧迷山組白云質(zhì)灰巖和砂質(zhì)灰巖的埋深對蓋層的地溫亦有隨深度和地層而變化的同樣趨勢。霧迷山組地層埋深與蓋層地溫變化的關(guān)系。牛駝鎮凸起是指震旦系霧迷山組白云質(zhì)灰巖組成的一個(gè)古潛山，它埋深在700m左右，這里700m以上增溫級可達12. 5-14. 3m/℃以上，當進(jìn)入基底之后增溫速率則迅速降低，而地熱增溫級則迅速增大。在那些埋深2000-3000m的拗陷中的低凸起上，其相應的地溫分別為77-91℃和105-131℃，增溫級為25.0-35. 7m／℃，當深至4000m時(shí)的增溫級則增至52. 6- 111.Om/℃。由上可知，除在個(gè)別深度段由于巖性或其他因素的影響，增溫級稍有降低外，一般都具有隨深度逐漸增加的趨勢。
 
  黃驊拗陷中的大港地區中新生代蓋層較厚，地溫隨深度的變化與冀中拗陷類(lèi)似。這里1 000-3000m深之間的平均增溫級為19. 6-33. 3m/℃其中100-1000m之間（溫度分別為17-20℃，44-52℃為24. 4-28. 6m/℃，1000-2000m之間（44-52℃；-73-87.3℃）為、28.33—34.5m／6，2000一3000m深的增溫級為28.6—33.3m／℃。
 
  盆地東部的濟陽(yáng)拗陷地區的地溫與深度的關(guān)系表示在圖5—16中。該區在200m深時(shí)地溫為18—22℃；1000m深為45—50℃，l500m深為72—96℃；當至3500m深時(shí)地溫為123.6一l52℃4000m時(shí)地溫變化在l37一I65℃之間，深達4500m處的地溫則為148.5一l76℃。據此可知在200一1500m、1500一3500m以及3500一4500m的深度間隔內的增溫級分別為l3.9—23.8m／℃，35.7—38.76m／℃及40.16—41.6m／℃。同樣表現出增溫級隨深度增大的規律。濟陽(yáng)拗陷的西北側，呈寧隆起上的增溫級較小，它在200一1000m之間可達l6m／℃以上，但當其深入基底之后也表現為迅速增大。
 
  華北盆地中部是臨清拗陷，區內多數鉆孔主要分布于東濃拗陷及其南部地帶。其地溫一深度圖呈一直線(xiàn)。地溫增長(cháng)速率較盆地北部的冀中、黃驊和東部的濟陽(yáng)等拗陷為低。
 
  本區500m地溫為32-34℃；1500m深為60-66℃，多為72℃, 2500m為82-106℃； 2500m為104-138℃多為132℃，4000m深為116-144℃，當至5000m深處時(shí)，地溫則上升到136-170℃，與上述深度段相應的地熱增溫級分別為35.7m／℃；29.4- 45.45m／℃；31.25-45.45m/℃；盆地的中南部，在黃河沿岸一帶的開(kāi)封拗陷內，地溫隨深度變化與東明拗陷的情況大致相當。處于東明拗陷和文留地區之間，拗陷中200m深處地溫變化范圍為21-22℃，1000m深為48. 5-51℃；2000m深為78-84.8℃，當深達3600m時(shí)地溫為115.6-134.5℃，其相應的增品級分別為27. 8-29. 4m/oC，29.58-33.9m/℃和32. 25-42.. 55m/℃。
 
  臨清拗陷和開(kāi)封拗陷都位于華北盆地的中部，其地熱增溫級雖有微弱的差異，但其總的趨勢是一致的，且變化幅度較小。1.67-45. 45 m/℃及38.46-50m/℃。同時(shí)區內的文留地區較東明地區的增溫級為小。
 
  區內100m深地溫為16-20℃；500m深為32-36 0C，并多在35℃左右，1 500m深為51. 8-73℃，主要集中于680C；當至3500m深時(shí)地溫為96-125℃，一般為104℃左右。在100-500m、500-1500m和1500-3500m的不同深度間隔上的地熱增溫級分別為1 8.87m/℃，27.03-50.50m/℃（一般在32.25m/℃）和38.46-45. 45m/℃。
 
  綜上所述，盆地的地溫隨深度的增長(cháng)有著(zhù)明顯的變化規律；通過(guò)分析可以發(fā)現由北向南地溫隨深度的增長(cháng)速率變慢，地熱增溫級逐漸增大，表明盆地北部的地溫較南部為高，這一特點(diǎn)反映了盆地南北兩部分的地質(zhì)構造及其活動(dòng)性的差異。由此可見(jiàn)，地溫在縱向上和平面上的分布規律是一致的。