地热田
地热田,是指现代地壳内占有一定空间位置,有利地质构造部位、具有一定的物理特性(温度、压力、相态)和特殊化学组分的地下热水和蒸汽。同时是大量富集的地域,可通过钻井钻取的合理深度内,可供经济利用的地热区。
它一般包括热储、盖层、热流体通道和热源四大要素,是具有共同的热源,形成统一热储结构,可用地质、物化探方法圈闭的特定范围。
基本信息
- 中文名
地热田
- 外文名
geothermal field
- 特点
采集的深度内
- 平均热流值
1.46热流单位
- 类型
形成统一热储结构
- 利用
发电等
构成
无论经历了多么长的历史时期以及多么复杂的地质过程,地热的热量能够富集在一起,和其他矿产一样若能构成一个“田”,就必须具备三个要素。即:有大量热输出的天然热源、有渗通性良好的热储层(含水层)和致密的盖层。
1、热源。
一般公认热源是地壳里发生的岩浆侵入活动,其深度通常在7~15km,其温度约在600-900℃。当前,世界各地所有著名的“商业性开发”热田都位处中新世到第四纪有过火山活动或仍然有火山活动的地区。有的热田如日本、墨西哥中部分布的热田,实际上就位于或者接近于火山,但另有一些热田,如意大利的拉德瑞罗与近代火山活动中心没有直接的区位联系,尽管如此,拉德瑞罗热田还是位于巨大的第勒尼安火山的北部范围内。因此,蒸汽田不是位于活火山区就是位于休眠火山区。
在活火山区,岩浆通过深大断裂系统侵人地表。简单地说,坚硬岩石的断裂为上升岩浆流提供了通道,而塑性岩石如黏土等则可能通过重力作用流入断层空隙,并从上方使之封闭。岩浆侵入的能量足以穿透坚硬岩石中的断层系统,但它不能穿透塑性岩石构成的覆盖层。在这种情况下,岩浆可能侵入至坚硬岩石与塑性岩石间的交接面而止步。这种潜火山作用可能在没有近代火山活动的地区发生,同时更有可能在巨厚层塑性岩层的构造单元中,如浊流岩系(复理岩、硬砂岩)中发现,拉德瑞罗和盖瑟尔斯两个主要的干蒸汽田均属此状。
岩浆侵入而未形成现代喷发活动,在酸性岩火山区普见,也可能在基性岩火山区出现。这样的岩浆侵入为位于火山之上或其附近的中部热田提供了热源。
2、储热层(简称热储)。
能够富集和储存地热能,并使载热流体做对流运动的地下场所。如果储存的热流体为蒸汽,则称蒸汽储,如果是热水,则可称热水储。热储的底部就是加热带的顶部。加热带一般都是具有强大而持续的传导热流为补充源。
任何透水的岩性均可作为良好的地下热储,岩石类型并不存在专属性。盖瑟尔斯热储层是具有裂隙透水性的硬砂岩;拉德瑞罗热田是具有岩溶透水性的碳酸盐岩;怀拉开热田是上覆有流纹岩及浮石角砾岩的裂隙熔结凝灰岩;大岳热田是透水的火山凝灰岩等。
3、盖层。
指储热层或含水层之上所覆盖的不透水或弱透水岩层,它在热田构成中主要起隔热隔水的圈闭作用。所有产出蒸汽的地热田都有盖层,有的热田盖层由原生的不透水层构成,如怀拉开热田的休卡湖相的构造,塞罗普列埃托热田的三角洲黏土等。也有一些热田原来无盖层,经过长期的水热活动,使上覆松散的沉积物发生水热蚀变,或热水所含的矿物质发生沉淀,使松散沉积物转变为不透水的泉胶岩层,形成自我封闭的盖层。1
形成原因
地热田的形成是经过一系列的地质作用,诸如火山作用、岩浆活动、断裂活动及沉积作用等因素综合影响的结果,同时也受地质、水文地质、地球热状态等因素的控制。
地热田形成特征和条件
分布在环球地热带的所有地热田,在形成过程中都具有很多共性特征及条件,那就是:
(1)地热田的浅部,存在着正在冷却的火山物质和侵入的岩浆体等,构成热田强大的热源;
(2)地热田的表部,有致密的火山岩等或塑性岩石所形成具有很强的隔热保温盖层书;
(3)盖层之下具有透水性良好的孔隙、裂隙或岩溶热储;