在開展大量的水文地質、地球物理與地球化學等工作基礎上，我們建立了以牛駝鎮(zhèn)地熱田為代表的雄安新區(qū)地熱資源的“二元聚熱”成因模式（圖1），其中的“一元”是巖石熱導率因素，另外“一元”是盆地尺度地下水循環(huán)因素，渤海灣盆地豐富的地熱資源正是在此雙重機制耦合作用下導致的地熱再分配而聚集形成的。雄安新區(qū)地熱資源熱源是裂谷盆地型較高的熱流背景，其傳熱方式在新生界蓋層以傳導為主，在基巖儲層以對流為主。因此，屬于“對流-傳導型地熱系統(tǒng)”。大型巖溶熱儲層以薊縣系為主，上覆第四系和新近系為其蓋層。其中的地下水循環(huán)屬于相對獨立的系統(tǒng)。對于地熱資源形成條件的認識，為雄安新區(qū)的地熱開發(fā)利用規(guī)劃提供了科學依據(jù)，并為超深層地熱資源勘探提供了前瞻性信息。

圖1   雄安新區(qū)深層地熱資源“二元聚熱”成因模式圖

最近完成的針對雄安新區(qū)地熱流體的地球化學和同位素研究，提供了地熱系統(tǒng)物質來源和形成條件的重要信息，以及估算超深層地熱儲層溫度的機會。筆者認為，地熱田地熱氣體以殼源成因為主。氣體中氦的體積含量比較高（0.08%—0.52%），其中?5%—8%?源于地幔。霧迷山組碳酸鹽巖儲層地熱水化學類型為?Cl-Na?型，氣體主要成分為CH₄、N₂、CO₂，其中CO₂為碳酸鹽巖熱變質的成因。熱成因?CO₂的加入對深部碳酸鹽巖儲層的巖溶發(fā)育起到了促進作用。根據(jù)氦同位素組成，該區(qū)殼幔熱結構中幔源熱流占地表熱流的比例為?48%—51%。根據(jù)化學熱力學地溫計的計算結果，目前開采層位地熱水溫度為?66℃—108℃。依據(jù)?CO₂/N₂氣體相對組分地溫計和CO₂-CH₄間碳同位素地溫計，地熱田深部儲層溫度的平均值分別為?163℃?和?153℃。深部儲層溫度為超深層勘查提供了新的信息。

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