Los antecedentes geológicos y las características de la formación de recursos geotérmicos
Desde la Era Paleozoica, la evolución tectónica de China continental ha pasado por la etapa de diferenciación y oposición tierra-océano, la etapa de transformación de colisión suave Carbonífero-Pérmico y la etapa de confrontación cuenca-montaña Mesozoica y Cenozoica. . Desde la Era Mesozoica, los continentes han estado conectados como un todo, y la evolución y desarrollo del patrón cuenca-montaña ha controlado la evolución y desarrollo de las condiciones de almacenamiento de calor en varias regiones. Los movimientos tectónicos de múltiples ciclos y la superposición de cuencas de múltiples etapas forman diferentes campos geotérmicos. La evolución de las estructuras antes mencionadas, acompañada de actividad magmática en diferentes períodos, ha formado estratos con diferentes litologías y estructuras, dando una evidente regularidad a la distribución de los valores de flujo de calor geotérmico en mi país (Figura 1-3). Según "Recursos geotérmicos de China: evaluación de las características y el potencial estratigráficos" (Chen Moxiang, Wang Jiyun et al., 1994), los valores del flujo de calor geotérmico de China se pueden dividir en cinco regiones estructurales (Figura 1-4; Tabla 1- 1). Entre las cinco áreas estructurales de flujo geotérmico, el área estructural suroeste es la más alta, alcanzando 70 ~ 85 MW/m2; el área estructural noroeste es la más baja, con 43 ~ 47 MW/m2; El valor promedio del flujo de calor en la zona tectónica del norte de China y el noreste de China es de 59 ~ 63 MW/m2, que está cerca del promedio nacional. El flujo de calor promedio en la región tectónica del sur de China es de 66 ~ 70 MW/m2, ligeramente superior al promedio nacional. El flujo de calor promedio en el medio es de 40 ~ 60 mw/m2. En el suroeste, a lo largo de la zona de sutura de Yarlung Zangbo, el valor del flujo de calor es relativamente alto (91 ~ 364 MW/m2), que disminuye hacia el norte con los pasos estructurales, alcanzando sólo 33 ~ 44 MW/m2 en la cuenca de Jungar, convirtiéndose en un "cuenca fría". El este de China es la zona geográfica de la Placa de Taiwán, con un alto valor de flujo de calor de 80 a 120 MW/m2. Disminuye a 60 a 100 MW/m2 después de cruzar el Estrecho de Taiwán hasta el cinturón orogénico de Yanshan en la costa sureste. sólo 57 a 69 en la cuenca de Jianghan. Muestra un cambio gradual de una zona de alto flujo de calor con una fuerte actividad tectónica moderna a una zona de bajo flujo de calor con actividad tectónica débil. Además, en cuencas grandes, la distribución del flujo de calor geotérmico está directamente relacionada con la forma estructural del sótano. El área de elevación es un área de flujo de calor relativamente alto y el área de depresión es un área de flujo de calor relativamente bajo.
Figura 1-1 Mapa de distribución media de concha gruesa (según Yuan Xuecheng et al. 961)
Figura 1-2 Mapa de anomalía bougueriana media ponderada 1×1 de China (según Ma Xingyuan, Yin Xiuhua y otros 9871).
Figura 1-3 Mapa de valor del flujo de calor geotérmico de China continental (según Qiu Nansheng, Hu Shengbiao et al., 042)
Figura 1-4 Estructura estadística estadística del flujo de calor geotérmico de China continental mapa de zonificación (según Chen Moxiang et al., 1994).
Tabla 1-1 Tabla estadística de flujo geotérmico en China continental y varias regiones tectónicas Unidad: mW/m2
(Según Chen Mouxiang 1994)
El calor geotérmico se distribuye en Hasta cierto punto, refleja las características de las estructuras geotérmicas profundas y la historia de evolución de las estructuras geotérmicas, y es un parámetro básico para evaluar los recursos geotérmicos, delimitar áreas de anomalías geotérmicas y zonificar el desarrollo y utilización de los recursos geotérmicos. . De acuerdo con las características básicas de la distribución de la temperatura del suelo en China (miembro de ieee, Huang Shangyao et al., 1990), la distribución de la temperatura del suelo de mi país tiene una regularidad obvia: temperatura del suelo alta en el este, temperatura del suelo baja en el oeste, temperatura del suelo alta en el sur y suroeste, baja temperatura del suelo en el noroeste y norte montañoso. La temperatura del suelo es baja en las zonas montañosas y alta en las cuencas grandes y medianas; La temperatura del suelo en cada cuenca también se ajusta a la ley general de distribución de la temperatura del suelo, es decir, la temperatura del suelo en la cuenca oriental es más alta que la de la cuenca occidental, especialmente en las cuencas principales del noroeste, que es una de las más bajas. entre todas las cuencas de mi país (Tabla 1-2; Figura 1-5 ~ Figura 1-7).
Tabla 1-2 Características de la distribución geotérmica en China
Continuación
(Basado en IEEE Fellow y Huang Shangyao, 1990)
Diferentes regiones de mi país La distribución del gradiente geotérmico es diferente. La tendencia general es alta en el este y baja en el oeste, alta en el sur y baja en el norte. Esto es consistente con la ley de distribución del calor geotérmico (Figura 1-8). ).
Los recursos geotérmicos de China se pueden dividir en dos categorías según su distribución y condiciones de formación: recursos geotérmicos convectivos en montañas elevadas y recursos geotérmicos conductivos en cuencas sedimentarias. La formación de recursos geotérmicos está estrechamente relacionada con la estructura geológica, la actividad del magma, la litología de la formación y las condiciones hidrogeológicas. Según la "Evaluación de las características de formación y el potencial de los recursos geotérmicos en China" (Chen Moxiang, Wang Jiyun et al., 1994), el sistema geotérmico de China se puede dividir en dos tipos (convección geotérmica en áreas de levantamiento estructural y hundimiento estructural conductivo tipo) y cinco tipos (tipo volcánico, tipo no volcánico, tipo de circulación profunda, tipo cuenca de falla y tipo cuenca de depresión). En la Tabla 1-3 se muestran varios tipos de estructuras geológicas, fondo térmico, estructura y escala, fuente de calor y fuente de agua, salinidad del agua caliente, dirección de utilización de la energía geotérmica, áreas representativas y campos geotérmicos.
(1) Recursos geotérmicos conductivos en cuencas sedimentarias
Los recursos geotérmicos conductivos en cuencas sedimentarias son recursos geotérmicos conductivos de temperatura media-baja, que se distribuyen principalmente en la llanura del norte de China, cuenca de Weifen , Dinastía Song En grandes cuencas como la llanura de Liao, la cuenca de Jianghuai, la cuenca de Subei, la cuenca de Jianghan, la cuenca de Sichuan y la llanura de Hetao. La capa de sedimento es muy espesa. Entre ellos, no sólo hay un gran número de yacimientos de alta porosidad y alta permeabilidad compuestos de materiales clásticos gruesos, sino también un gran número de rocas de capa compuestas de materiales de grano fino, que desempeñan un papel en el almacenamiento de calor y el aislamiento de la embalses. Los depósitos de agua caliente de baja salinidad en las grandes cuencas sedimentarias mesozoicas y cenozoicas del este de China están compuestos estructuralmente de arena y lutita intercaladas. El espesor neógeno de la cuenca del norte de China, la cuenca de Subei y la cuenca de Jianghan oscila entre unos pocos cientos de metros y 2000 metros, respectivamente. El Cenozoico no se desarrolla en la Cuenca de Songliao, y el Cretácico Superior es el principal reservorio de agua caliente. Los sistemas Triásico y Jurásico, las fases del borde de la cuenca y las fases de arenisca del canal en la cuenca central de Ordos son adecuados para la aparición de agua caliente ligera y de baja salinidad. El Triásico en la cuenca de Sichuan se compone de arena marina, lutitas y rocas carbonatadas, mientras que el Jurásico se compone de rocas carbonatadas de lagos profundos y rocas clásticas, que son una capa rica en salmuera. Hay suficiente espacio en las cuencas grandes para que el entorno hidrodinámico muestre una zonificación obvia: la zona del anillo exterior es la zona de escorrentía alternante activa y la zona del anillo interior es la zona de escurrimiento lento. Después de que el agua subterránea que fluye hacia la cuenca pasa a través de la zona del anillo exterior, migra horizontalmente a lo largo de una larga distancia y ingresa a la zona del anillo interior. El agua subterránea puede absorber completamente el calor de la formación rocosa y mantener el agua y la roca a la misma temperatura. . Por tanto, la zona interior de grandes cuencas (como la cuenca del Norte de China) se convierte en un entorno ideal para la acumulación de calor. El yacimiento termal de lecho rocoso en la llanura del norte de China está compuesto por formaciones rocosas de carbonato del Paleozoico Inferior, Mesoproterozoico y Neoproterozoico, consistentes con una serie de áreas de elevación del basamento, y constituye muchos campos geotérmicos con valor económico. Además, la formación de recursos geotérmicos en cuencas sedimentarias está estrechamente relacionada con actividades magmáticas y tectónicas. Las primeras cuencas del este de China tenían las características de cuencas de rift, con actividad magmática de múltiples etapas y altos valores de flujo de calor. En la etapa posterior, se convirtió en una depresión fría y caliente. La capa de roca del depósito de calor, las estructuras de la cresta basal y las fallas profundas activas en el fondo de la cuenca estaban bien desarrolladas, formando canales regionales de escorrentía de agua caliente y convirtiéndose en un calor superpuesto de múltiples etapas. cuenca de agua. Según una investigación sobre la formación de energía geotérmica en Tianjin, su fuente de calor proviene del calor generado por la conversión de elementos radiactivos en la corteza de granito a una profundidad de 8 a 16 km en la corteza terrestre y el calor transferido a la parte poco profunda. de la corteza terrestre por flujos de lava en el manto superior (Wu Tiejun et al., 2004).
Figura 1-5 Mapa de distribución geotérmica de China a 1000 m de profundidad (basado en ieee Fellow y Huang Shangyao, 901).
Figura 1-6 Mapa de distribución geotérmica de China a 2000 m de profundidad (basado en IEEE Fellow y Huang Shangyao, 901).
Figura 1-7 Mapa de distribución geotérmica de China a una profundidad de 3000 m (basado en ieee Fellow y Huang Shangyao 901).
Figura 1-8 Mapa de distribución geotérmica de Guo Tiezhong (basado en ieee Fellow y Huang Shangyao, 901).
Tabla 1-3 Lista de tipos básicos de sistemas geotérmicos en China
(Según Chen Moxiang 941)
Los recursos geotérmicos de China y su desarrollo y utilización ( Tian Tingshan, Li Mingliang, etc.
, 2006), basándose en las propiedades mecánicas y las características de almacenamiento de calor de las cuencas, las reservas de calor en las cuencas sedimentarias de China se dividen en cuencas extensionales orientales, cuencas de depresión de cratón central y cuencas compresivas occidentales. Debido a que cada cuenca es un sistema completo de almacenamiento de calor, se puede dividir en subáreas de almacenamiento de calor independientes y subáreas de almacenamiento de calor (Tabla 1-4).
Tabla 1-4 Descripción de las condiciones de zonificación de recursos geotérmicos de China
Continuación
Continuación
Continuación
( Según Tian Tingshan et al., 2006)
El área total de las cuencas Mesozoica y Cenozoica en China es de 340×104km2. Entre ellas, hay 9 cuencas grandes con áreas de cuenca superiores a 5×104 km2 y 39 cuencas de tamaño mediano con áreas de cuenca de 1×104 km2 (Figura 1-9). Las condiciones de almacenamiento de calor en las cuencas de este a oeste de China varían de buenas a malas. La cuenca oriental es una cuenca "caliente" con múltiples capas de reservorios térmicos, la cuenca central es una cuenca de salmuera caliente y la cuenca occidental es básicamente una cuenca "fría". De sur a norte, las montañas se extienden desde zonas de agua de alta temperatura hasta zonas de agua de baja temperatura.
(2) Recursos geotérmicos convectivos en áreas montañosas elevadas
Las áreas montañosas elevadas se refieren a áreas donde la elevación ha sido la principal actividad tectónica desde el Mioceno. Las áreas montañosas son el esqueleto de los accidentes geográficos modernos. , incluidas las discontinuidades montañosas y los valles. El agua caliente se forma y distribuye a lo largo de zonas de fallas grandes y profundas. Generalmente es un sistema de convección de circulación profunda de pulso abierto. También existen sistemas de conducción-convección con bloques de fallas en capas que se desbordan a lo largo de las fallas. ballestas. La manifestación del calor superficial en la mayoría de las zonas hidrotermales de mi país se manifiesta en forma de un único punto de manantial o de un grupo de manantiales. En algunas zonas coexisten manantiales hirvientes, fuentes hirvientes, respiraderos y explosiones hidrotermales. Los recursos geotérmicos y su desarrollo y utilización en China (Tian Tingshan, Li Mingliang et al., 2006), según las características estructurales y la intensidad de la actividad hidrotermal de las montañas de mi país, los depósitos de calor convectivo en las montañas elevadas se dividen en calor de alta temperatura. reservorios en zonas modernas de colisión de placas, fallas profundas montañosas Reservas de calor de temperatura media en fallas grandes, reservas de calor de temperatura media en montañas kársticas de bloques de fallas, reservas de calor de temperatura media del calor residual volcánico cuaternario y reservas de calor de baja temperatura en montañas de meseta plegadas por fallas (Tabla 1-4). Según la exposición de las aguas termales, hay cuatro zonas de actividad hidrotermal intensiva en China: ① Tíbet meridional-Sichuan occidental-Yunnan occidental; ② Zona intensiva de actividad hidrotermal en la provincia de Taiwán; ③ Zona intensiva de actividad hidrotermal en las zonas costeras del sureste; y Liaojiao La zona de actividad hidrotermal de la península.
Los recursos geotérmicos convectivos se distribuyen principalmente en el sur del Tíbet, el oeste de Sichuan, el oeste de Yunnan y la provincia de Taiwán. Los recursos geotérmicos de temperatura media y baja se distribuyen principalmente en las zonas costeras del sureste y la península de Jiaodong. La formación de recursos geotérmicos en montañas elevadas está estrechamente relacionada con la estructura. China está situada en la parte oriental de la Placa Euroasiática, intercalada entre la Placa India, la Placa del Pacífico y la Placa del Mar de Filipinas. Desde el Cenozoico, debido a la colisión de la placa india y la placa euroasiática, se ha formado en el suroeste de China la zona de actividad del margen continental convergente del sur del Tíbet. En el lado este, el límite de colisión entre la placa euroasiática y la placa del mar de Filipinas se forma a ambos lados de la cadena montañosa central de la provincia de Taiwán. Aunque las características de los dos límites de colisión y sus áreas adyacentes son diferentes, ambas son áreas con el movimiento tectónico más fuerte del mundo en la actualidad. En conjunto, presentan anomalías de alto flujo de calor y tienen las condiciones estructurales geológicas necesarias para generar y alimentar altas temperaturas. recursos geotérmicos. Lejos del límite de la placa, la actividad tectónica se debilita o se convierte en un bloque estable, el fondo térmico es normal o incluso bajo y la actividad hidrotermal se debilita. Generalmente se forman recursos geotérmicos de media y baja temperatura, en su mayoría recursos geotérmicos de baja temperatura. . La formación de recursos geotérmicos en montañas elevadas está estrechamente relacionada con la actividad magmática. La mayoría de las fuentes termales de baja temperatura en mi país son consistentes con el área de distribución de rocas carbonatadas, mientras que las fuentes termales con temperaturas más altas están expuestas en su mayoría en rocas no carbonatadas o en la interfaz de contacto entre rocas carbonatadas y granito. Según "Recursos de aguas termales de China" (Huang Shangyao et al., 1993), los tipos geológicos de los recursos de aguas termales de China se dividen en tres categorías principales y sus características de formación se muestran en la Tabla 1-5.