内蒙古自治区地热资源分布规律

  内蒙古（Inner Mongolia）自治区位于中华人民共和国的北部边疆，由东北向西南斜伸，呈狭长形。经纬度东起东经126°04′，西至东经97°12′，横跨经度28°52′，东西直线距离2400多公里；南起北纬37°24′，北至北纬53°23′，纵占纬度15°59′，直线距离1700公里；全区总面积118.3万平方公里，占中国土地面积的12.3%，是中国第三大省区。东、南、西依次与黑龙江、吉林、辽宁、河北、山西、陕西、宁夏和甘肃8省区毗邻，跨越三北（东北、华北、西北），靠近京津；北部同蒙古国和俄罗斯接壤，国境线长4200km。内蒙古自治区地域辽阔，地层发育齐全，岩浆活动频繁，成矿条件好，矿产资源丰富。以北纬42°为界，可分为两个1级大地构造单元，以北为天山-内蒙古-兴安地槽区，以南为华北地台区。中、新生代时受太平洋板块向西俯冲的影响，内蒙古东部地区形成北-北东向的构造火山岩带，即新华夏系第三隆起带。全区地势较高，平均海拔高度1000米左右，基本上是一个高原型的地貌区。在世界自然区划中，属于著名的亚洲中部蒙古高原的东南部及其周沿地带，统称内蒙古高原，是中国四大高原中的第二大高原。内蒙古自治区的地貌以蒙古高原为主体，具有复杂多样的形态。除东南部外，基本是高原，占总土地面积的50%左右，由呼伦贝尔高平原、锡林郭勒高平原、巴彦淖尔-阿拉善及鄂尔多斯等高平原组成，平均海拔1000米左右，海拔最高点贺兰山主峰3556米。

 

  2 内蒙古地质构造概况

  内蒙古中新元古代-中生代大地构造单元划分为华北板块、西伯利亚板块、哈萨克斯坦（准噶尔盆地）板块和塔里木板块四个一级构造单元。并根据构造活动性质的不同，进一步划分为华北地块、华北板块北部陆缘增生带、西伯利亚板块东南陆缘增生带、哈萨克斯坦板块东南陆缘增生带和塔里木板块东部陆缘增生带五个二级构造单元。在二级构造单元划分的基础上，依据建造类型、总体构造特点的不同，陆缘增生带又可进一步划分为火山型和非火山型被动陆缘、华北地块划分为阴山隆起和鄂尔多斯拗陷等九个三级构造单元。其中华北板块北部陆缘增生带划分为宝音图-锡林浩特火山型被动陆缘，镶黄旗-赤峰非火山型被动陆缘。西伯利亚板块东南陆缘增生带可划分为额尔古纳非火山型被动陆缘，乌尔旗汉火山型被动陆缘，东乌珠穆沁旗-扎兰屯火山型被动陆缘。哈萨克斯坦板块东南陆缘增生带和塔里木板块东部陆缘增生带未能进一步划分、四个一级构造单元的分界线，分别由两条板块构造拼合带和一条深大断裂构成。西伯利亚板块与华北板块的分界线位于二连-贺根山一线，即著名的贺根山蛇绿岩带；塔里木板块和华北板块分界线为恩格尔乌苏蛇绿混杂岩带，位于巴月-吉林沙漠北部梭梭头-乌兰套海-恩格尔乌苏一线向北东延入蒙古国；哈萨克斯坦（准噶尔盆地）板块与塔里木板块的分界，位于甜水井-黑鹰山-额济纳旗-雅干一带，为一条深大断裂二级构造单元，华北地块与华北北部陆缘增生带的分界，也就是槽台界线，位于巴彦乌拉山北-乌拉特后旗-达茂旗北-化德县-赤峰南一线，为一规模巨大的深大断裂带。其他二级构造单元的分界线，也均由深大断裂构成与地层区划对比华北板块相当的地层分区。

  3.1 成因类型

  由于受深大断裂、盆地类型、火山活动、气候条件以及莫霍面的深浅等因素的控制与影响，区内地热资源的成因类型主要为隆起断裂型与沉降盆地型。

 

  3.1.1 隆起断裂型

  内蒙古深大断裂甚多，较大的有27条，它包括超岩石圈断裂、岩石圈断裂、硅镁层断裂与硅铝层断裂。而对地热形成影响大的深断裂为中生代形成至今仍有活动的断裂，以及新生代形成的断裂；其次是中生代前形成，而在新生代仍有活动的深断裂带。这些深断裂是沟通深部热能的主要通道，而热泉常出露在深断裂旁侧低级别、低序次的断裂上，以深断裂交汇处地热资源最为丰富。例如在赤峰市附近，为几组深断裂交汇处，热泉出露较多，是内蒙古自治区热泉分布最集中的地带。

 

  隆起断裂型地热的形成，主要受深大断裂的控制，特别是受中新生代深断裂的控制。影响现在热泉分布的中新生代断裂有4条：第一条是大兴安岭中脊深断裂带，长约1000km，呈北北东-南南西向分布，为张性断裂带。断裂形成于晚侏罗世，白垩纪后继续活动。在断裂带附近布格重力异常处于陡梯度带向缓梯度带变换部位，断裂总体向东倾，倾角60～80°，在断裂带附近晚侏罗世中酸性火山岩广泛分布，新生代玄武岩沿断裂带喷发，火山口沿断裂带密布，也是现今地震最活跃地带。阿尔山热水、克什克腾热水汤均分布在这个带附近；第二条是嫩江-八里罕断裂带，长约1000km，也呈北北东-南南西向分布，为张扭性断裂，形成时期与大兴安岭中脊断裂带相同。断裂以东为西辽河平原与松辽平原，西为大兴安岭，断裂倾向东，倾角60～80°，多处被北西向断裂与区域性断裂所截。断裂带局部地段有新生代玄武岩溢出，沿断裂带为强震带。敖汉旗与宁城县热水汤均在该断裂带附近；第三条是温都尔庙-西拉木伦河断裂带，为一压性断裂带，呈东西向分布，长约1100km，宽10-40km，形成时间为古生代。断裂南侧为加里东地槽褶皱带，北侧为晚华力西地槽褶皱带，北隆南坳，落差达2km，断裂带及其附近片理化、碎裂化、糜棱岩化特征明显。该深断裂带虽然形成时间较早，但在新生代比较活跃，第三系玄武岩常沿断裂带分布，断裂带东端有第四纪火山活动。该断裂带在地貌上也有显示，西拉木伦河、西辽河沿断裂带呈东西向直线分布，沿西拉木伦河两岸分布有东西向分布的山脊与悬崖陡壁。克什克腾旗热水汤就分布在该断裂带与大兴安岭中脊深断裂带复合部位；第四条为乌拉特后旗-化德-赤峰深大断裂带，呈东西向分布，长约2000km，形成于元古代，为先张后压的断裂带，是华北地台与天山-内蒙古中部-兴安古生代地槽分界线。在西段华力西中、晚期岩浆活动强烈，有大量酸性至基性岩浆喷发，直至新生代仍有活动，在东段赤峰一带，显露巨大的挤压破碎带，倾角陡立70-80°，倾向时南时北，破碎带宽数百米至数公里，推测有隐伏的地热资源存在。

 

  隆起断裂型热水除受以上4条深大断裂的控制外，还受其低级别的断裂带或多组断裂复合部的控制，如宁城县热水汤就处于嫩江-八里罕深断裂带次级南北向断裂上，也受东西向正断裂的控制，两断裂交汇处泉水温度可高达92-99℃，然后沿两断裂向外，温度逐渐降低，沿南北向断裂温度较高，一般为70-90℃，沿东西向断裂温度较低，为36-92℃，热水分布面积约0.4km2；敖汉旗热水汤位于东西向深断裂与北东向断裂复合部位，热水呈东西向分布，水温46-58℃；克什克腾旗热水汤位于北东、北北东、北西向3组断裂交汇处，热水主要沿次级北东-南西向断裂分布，长约900m，宽200-300m，面积约0.25km2，水温38-62℃，科右中旗阿尔山温泉位于次级北西向断裂阿尔山-伊尔施张扭性断裂与北东向压性断裂复合部位，热水主要沿北北西向断裂分布，长约500m，宽40～50m，水温20℃～48℃。

 

  此外，隆起断裂型热水还具有以下特点：

  ①地热资源多属于低温地热资源，以40℃～60℃的温热水居多，只有宁城县热水汤个别热水温度高达99℃，乌拉特前旗阿尔善热泉温度仅25℃。

  ②各热泉涌水量一般较大，日出水量为800～3200m3。

  ③热泉一般为矿化度0.4g/L～1.0g/L，含锂、锶、偏硅酸矿泉水，水化学类型为SO4·HCO3-Na，SO4-Na、Cl-Na型水。

 

  3.1.2 沉降盆地型

  一般分布在中新生界沉积盆地中，又可根据成因分为坳陷盆地和断陷盆地两类。

  坳陷盆地地热资源，主要分布在白垩系、第三系组成的盆地中。这个类型的地热资源主要分布在鄂尔多斯高原，它在构造上为一轴向南北，轴心偏西，东缓西陡的不对称向斜盆地。盆地中沉积有白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系等陆相地层及奥陶系、寒武系灰岩。目前已在盆地中发现热水，其中白垩系地层中的热水为低矿化的温水，且水量丰富。

 

  断裂盆地地热资源是内蒙古自治区主要的热储类型，如河套断陷盆地、西辽河断陷盆地、岱海断陷盆地等。在盆地周边有断裂分布，且常常是呈阶梯状断裂的断裂带。这类盆地热水主要靠盆地底部与盆地边部断裂沟通深部热水，其次为热流与岩体的热传导。地热的形成与分布也分两种类型，一是断裂构造型，常分布在盆地边缘；二是地热增温型，在整个盆地内分布。

 

  河套盆地断裂构造型热水主要分布在阴山山前断裂带附近，这些断裂为中生代形成的深断裂，新生代仍很活跃。它包括乌拉特前旗-呼和浩特深断裂带、巴音乌拉山-狼山-色尔腾山南缘深断裂带。在断裂带附近热异常显示非常明显，地热梯度4-16℃/100m。

 

  河套盆地断裂带热水呈带状分布，其特点是当断裂带北侧断裂未切至第三系、白垩系时，水质好，矿化度<1g/L。呼和浩特市西小瓦窑热水矿化度0.43g/L，为HCO3-Na型水。在北部山前断裂带南侧断裂常切至第三系、白垩系或元古界灰岩，水质都较差，如乌拉特前旗刁人沟沿山前断裂有热异常显示的地下水，矿化度达5.0-13.2g/L，为Cl-Na型水；后套沿黄河的西山咀隆起南侧断裂带附近，地下水矿化度>10g/L,最高达73.3g/L，形成一条宽5-10km，长100km的咸水带；在包头市东河区以东山前断裂带附近，100-200m深度范围内或更浅即可遇见沿断裂带上移的咸水。这是因为在北部山前断裂带南侧为断陷盆地最深地段，长期地表水与地下水汇集，盐份大量聚积，使地层与地下水含盐量很高，断裂带切至该地段水质就变差；而盆地南部边缘非盐份聚积带，地层盐份少，地下水矿化度低，如有热水显示的新地梁地下水矿化度仅为0.66g/L。

 

  河套断陷盆地增温型热水分布在整个河套断陷盆地地区，盆地内基底为太古界与元古界变质岩系，往上为侏罗系、白垩系、第三系与第四系，变质岩上覆地层厚度各处不一，一般为2000-4000m，在河套山前断裂带南侧厚度可达万米。热储层主要分布在第三系与白垩系砂岩中，尤以第三系最好。在河套断陷盆地热水赋存有利地段主要分布在近山较深部位，因这一地带热储层岩性颗粒相对较粗，第三系较厚，其次是南部近山地段，颗粒也相对较粗，只是第三系相对较薄。河套盆地哈素海往东，在盆地边缘，深3000-3500m以内，有太古界与元古界大理岩存在，为很好的热储层。

 

  西辽河盆地亦是中新生代断陷盆地。盆地底部由一系列近东西向与一系列北北东向断裂组成，它们相互切割，形成一系列基底隆起与基底断陷盆地。基底上部主要沉积第四系、第三系、白至系地层，局部有石炭-二叠系。第四系、第三系地层均不厚，总厚度一般<400m，下部白垩系厚度因地而异。在基底断陷盆地内，主要由上部碎屑岩中较松散的砂岩、砂砾岩与下部岩性较脆弱或较松散的火山岩组成。根据石油钻孔资料，在3000m深度处，地温可达97℃，地温梯度为3.2℃/100m。而在基岩隆起区，1000-1500m深度内可见下部基底深变质岩系，白垩系较薄，在白垩系下部，往往有石炭-二叠系灰岩，灰岩与基底风化壳可为热储层。

 

  在西辽河盆地中，因断裂较多，断裂带热水应相当丰富，尤其在深断裂带及基底隆起或基底断陷盆地边缘，推测应是热水富集地带。

 

  岱海盆地是新生代断陷盆地。由于盆地内第四系厚度不大，盆地中热水主要储存于白垩系砂砾岩与太古界变质岩断裂破碎带中，属于沉降盆地内断裂带水。