工程地質(zhì)

華北盆地地溫梯度的分布及其隨深度的變化

  (一)地溫梯度的分布。
 
  根據(jù)華北盆地地溫梯度分布圖其總的輪廓與地溫分布相類似。盆地北部及東部地溫梯度偏高,平均約在3.3-3.5℃/100m之間;盆地中部臨清拗陷、開封拗陷一,帶約在3.0-3.3℃/100m;盆地南部寶豐一沈丘拗陷(包括周口一項城一帶),尉氏一商丘隆起等地區(qū)的地溫梯度約在2.5-3. O℃/100m之間。高地溫梯度區(qū)分布于北部的埕寧隆起、滄縣隆起及拗陷中的凸起部位,如牛駝鎮(zhèn)、容城、高陽、任丘、埕東、墾東、孤島、大城、寧晉、廣宗、聊東及明化鎮(zhèn)等凸起,最高地溫梯度可達7-11℃/100m以上。
 
  低地溫梯度區(qū)分布于盆地的邊緣,一般在2.0-2. 5℃/100m,盆地中大干3.5℃/lOOm能較高地溫梯度分布區(qū),大部分呈條帶狀沿北東向或北北東向延伸,并和隆起及其邊界斷裂耗對應(yīng),它們與凹陷中的較低地溫梯度分布區(qū)相間分布。如盆地北部經(jīng)由保定、高陽、任丘、大城、興濟等凸起直至渤海灣的剖面盆地中部介于太行山隆起及魯西隆起之間的邯鄲凹陷一廣宗凸起一丘縣凹陷一館陶背斜一德州凹陷一唐邑背斜一莘縣凹陷等構(gòu)造,均顯示了地溫及地溫梯度的低一高一低相間分布的對應(yīng)關(guān)系。
 
  盆地東部的濟陽拗陷和盆地南部的尉氏一商丘隆起和寶豐一沈丘拗陷的地溫梯度具有與上述類似的特點,但其分布方向多為近東西向或北西西向,與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造方向一致;在盆到南部的尉氏一商丘隆起和寶豐一沈丘拗陷內(nèi),地溫梯度較盆地jE部為低;處于盆地中部的臨清拗陷和開封拗陷的地溫梯度成為北部和南部的過渡區(qū)。
 
  綜上所述,可將盆地地溫梯度的分布特點歸納如下:1)區(qū)域地溫梯度有由盆地北部向其中部和南部逐漸降低的趨勢,2)其展布方向在盆地北部多為北東向和北北東向,在盆地東部和南部為近東西向和北西西向;3)地溫梯度之高低與其展布方向常與基底構(gòu)造的方向一致,地溫梯度陡變帶(亦即梯度密集帶)常與基底斷裂相對應(yīng);4)因受隆起山區(qū)地下水徑流的影響,盆地邊緣常顯示為低地溫梯度分布區(qū),僅在構(gòu)造斷裂的作用下,使深部熱水上升并潛伏于地下時才能局部形成較高地溫梯度的分布區(qū)。
 
  (二)地溫梯度隨深度的變化。
 
  華北盆地的地溫梯度亦隨深度的增加而逐漸減小,但盆地不同的部位其減小的程度則有r所差異。華北盆地地溫梯度隨深度的變化與其在平面上的分布具有共同的特征,即由北到南,由淺到深逐漸減小。
 
  盆地北部的冀中拗陷和黃驊拗陷在1000m以上分別在2.8至6.0℃/lOOm以上和3.1至5.2℃/100m以上,其平均地溫梯度較高,當深度達到2000-3000m時,冀中拗陷區(qū)的地溫梯庭分別為2.61-4.5℃/100m和2.59-3.8℃/100m;黃驊拗陷區(qū)則分別為3.0-3.73℃/lOOm和2-94-3.61℃/100m冀中拗陷4000m深的地溫梯度為2.50-3.57℃/100m。薊縣系霧迷山白云質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)灰?guī)r與奧陶系灰?guī)r地層的埋深與蓋層的地溫梯度亦有十分密切的關(guān)系。隨其埋藏深度的增加,梯度亦隨之降低;其埋深在lOOOm以上,蓋層梯度均大于50C/100m,最高可達10℃/lOOm以上,埋深增大到3000-4000m時,其蓋層的地溫梯度則多在3.0-3.4℃/lOOm之間。盆地東部的濟陽拗陷與冀中拗陷和黃驊拗陷均具有相同的情況。盆地中部的臨清拗陷和開封拗陷,1000m深以淺的地溫梯度變化于2.8-4.5℃/100m,主要集中于:
 
  3.0-3.5℃/100m之間,1500m深處地溫梯度的范圍為2.5-4.2℃/100m;3000m深的地溫梯度三則降至2. 43-3.68℃/100m.其中東濮凹陷在4000m深處的地溫梯度則減小至2.41-3.35℃/,100m;5000m深為2.4-3.28℃/100m。在盆地中部不同的地帶其地溫梯度都有一定的差異,如區(qū)內(nèi)的東明、文留等地,都表明其梯度與深度關(guān)系的不同情況。
 
  地溫梯度隨深度的變化都表明為淺部大,深部小;但從其隨深度的變化趨勢分析,可以推斷在盆地的一定部位和一定深度上,其地溫梯度將接近于一定的值,這預(yù)示在深處有一個等溫面;此面的深度可由區(qū)域的深部地質(zhì)構(gòu)造及其活動性所決定。從地溫梯度的變化特點及分布情況判斷,華北盆地的南北兩個部分有著明顯的差別,這主要是由區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征所央定的。