盆地岩石圈热结构的精确识别与模型验证——以青海贵德盆地为例

Abstract：The thermal structure of lithosphere controls the formation of geothermal resources. It has important implication for the development of geothermal resources. But, it is difficult to not only obtain thermophysical parameters but also toprove the accuracy of them in thermal structure study. So, in this study, on the basis of previous studies and the geothermal borehole in Zhacang (which is 3000m deep),a large number of field prospecting and rock sample tests; layer stripping method is used to calculate the heat generation rate and to analyse the deep thermal structure，the distribution of ground temperature and the ratio of mantle and crust flow. The thermal structure model in study area is built by tough2 to prove the accuracy of the thermophysical parameters obtained. Then it can provide the basic for the development of local geothermal resources and provide reference for research of geothermal resources in other basins in West China.

摘要：岩石圈热结构控制着地热资源的形成，对于地热资源、尤其是深部地热资源的开发利用具有重要意义。但是热结构研究中存在热物性参数获取困难，缺少验证方式等问题，因此，本课题以贵德盆地扎仓3000米地热钻孔为依托，借鉴前人研究成果，进行大量野外勘探及岩石样品测试的基础上，利用“剥层法”地热学方法精确计算研究区地下各结构层岩石生热率、分析深部热流结构组成、地温分布、壳幔热流配分；基于Tough2软件平台，建立研究区的热结构模型，与实际地温场拟合对所得数据进行分析验证；为当地地热资源开发提供依据，为我国西部其他盆地中地热资源的研究提供借鉴。

贵德盆地位于青藏高原东北缘，地热资源丰富，其西部山区的扎仓寺热田经勘查赋存可供发电的干热岩地热能，但是整个盆地内的地热研究程度较低，地热资源成因机制研究仍为空白，制约该区域地热资源的研究评价及开发利用。项目组首先在充分了解贵德盆地地热地质条件的基础上， 首先采集区内地热流体样品， 进行水化学全分析和氢氧同位素分析， 得到该区地热流体化学特征和氢氧同位素特征，分析结果表明: 该区高温地下热水的水化学类型主要为 SO4·Cl-Na 型， 低温水水化学类型较为复杂， 主要为 SO4-Na、 SO4·HCO3-Na 型。其后，项目组采集扎仓寺热田16块岩芯样品进行热物性参数测试与分析。利用钻孔（ZR1）的测温资料和热导率数据，根据热传导定理，获得当地大地热流值为79.5mW/m2，高于全球大陆地区平均热流值（（65±1.6）mW/m2）和中国大陆地区平均热流值（（61±15.5）mW/m2），为高热流值。.在以上工作基础上，通过取样测试、数据收集与分析，分析了研究区浅部-深部岩层放射性生热率与热导率分布特征，以此为基础建立了贵德盆地热结构概念模型，计算出其深部地温分布状态。研究得出贵德盆地地幔热流为35 mW/m2，壳幔热流比值为1.2,表明研究区为“热壳冷幔”结构。盆地1.5km,3km地温分别为72℃与115℃，通过温度分布计算得出当地居里面埋深为21-22.5km。.基于以上研究所得数据与资料，利用TOUGH2软件建立了贵德盆地地温场数值模型，与实际地温场拟合对所得数据进行分析验证，取得较好效果。研究成果可为当地地热资源开发提供依据，为我国西部其他盆地中地热资源的研究提供借鉴。