雄安新区地热地质模型探究:来自地球物理的证据

雄安新区内地热资源丰富,区内有牛驼镇地热田、容城地热田和高阳地热田,地热资源开发利用较早,但是对其深部热源机制仍未形成统一观点.为了研究雄安新区内地热田深部热源机制,在新区及外围进行了深反射地震和长周期大地电磁探测,对取得的同剖面的深反射地震和大地电磁数据进行处理和综合解释,探明了研究区从地表至莫霍面范围内地质构造和电性结构.下地壳结构在深反射地震剖面与大地电磁剖面上有很好的对应关系.电阻率低值区对应着在深反射地震剖面上存在一系列反射同相轴,且同相轴可以延续到莫霍面,电阻率高值区对应着在深反射地震剖面上无明显连续反射同相轴,尤其是在莫霍面之上呈现地震反射近似"空白区".结合区域地热资料构建了研究区深部地热地质模型,对新区内深部地热机制进行了解释.该模型为"二元"生热模型,其热源包含两个部分,深部地幔热源和地壳放射性元素衰变生热.放射性元素衰变生热占地表热流的接近30％,而幔源热流在地表热流中的占比可达约70％.在牛驼镇下方,莫霍面以上,由于地幔热物质上涌造成下地壳上隆,幔源岩浆底侵作用于下地壳形成了局部热异常,该热异常具有低速高导的地球物理特征,认为是牛驼镇地热田和容城地热田的深部热源;以区域断裂为热通道,大地热流由深部向上传导、扩散到牛驼镇凸起和容城凸起顶部,对碳酸盐岩储水层进行加热,形成地热储层;上覆新近系沉积地层是良好的热盖层.