张林友1，李旭峰2，朱贵麟1，张盛生3，张超4，王璜5，冯庆达1，许文豪1，牛兆轩1，邓志辉11 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心
4 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)作者简介：张林友，博士，高级工程师，主要从事地热地质研究。青海共和盆地位于板块内部，远离东部沿海环太平洋和西南喜马拉雅高温地热带，与全球现有干热岩多集中于板块边缘和新生代裂谷区域的大地构造环境明显不同。因此，共和盆地新发现的高温干热岩体的形成机制成为研究热点。本文基于盆地内已开展的二维地震、电磁法和钻井等资料构建三维地热地质模型，厘定了共和盆地基底埋深特征，采用数值模拟方法，获取了盆地近东西向浅部地壳二维温度场分布。并在系统研究共和盆地地热地质特征的基础上，分析了共和盆地深部基底结构特征与高温地热分布规律，并评估了干热岩资源潜力；基于近年来地球物理、水化学等研究新成果，讨论了干热岩成藏要素。研究结果显示，共和盆地资源丰富，5千米以浅干热岩资源量估算为2.48×10²¹J（折合标准煤约为845x102亿t）。但盆地温度场东西向存在显著差异，盆地东北部新街-瓦里关隆起带周缘地区具有较好的地热地质条件。研究认为，共和盆地深部部分熔融持续供热，放射性花岗岩体增温导热，新构造抬升剥蚀释热控热，沉积盖层保温聚热等多种因素的影响，共同导致了盆地现今东西向差异明显的温度场特征和干热岩体的成藏就位。研究成果为共和盆地干热岩勘探提供了地质依据。基金资助：国家自然科学基金项目(批准号42202336)；中国地质调查局项目(批准号DD20190131，DD20211336，DD20230018)资助。
1 引言
2 地质背景
2.1 盆地区域地质特征
2.2 盆地地层格架
2.3 盆地基底形态
2.4 盆地新生代演化过程
3 共和盆地温度场分布规律
3.1 盆地地表地热显示
3.2 盆地钻井温度曲线
3.3 盆地大地热流特征
3.4 盆地二维地温场特征
4 共和盆地干热岩资源量评价
5 共和盆地干热岩成因机制讨论
5.1 干热岩热源机制
5.1.1 地幔热的影响
5.1.2 部分熔融
5.1.3 放射性生热
5.2 高温地热成藏控热因素
5.2.1 差异性抬升剥蚀对盆地温度场的影响作用
5.2.2 沉积盖层保温对盆地温度场的影响
5.2.3 断裂构造对地热资源形成的影响
5.3 共和盆地高温地热成藏模式
6 结论
随着人类对环境质量的重视度持续提升和科学技术水平的不断进步，越来越多的人开始关注可再生清洁能源的重要性。地热资源因具有清洁、稳定且灵活的优势，备受国际关注，开发利用力度不断增大。干热岩资源作为地热资源的重要组成部分，常指埋藏在深部不含或微含流体、高温(≥180℃)岩体内蕴藏的可被当前技术利用的能源，增强型或工程型地热系统(Enhanced/Engineering Geothermal System，EGS)是目前其进行开发利用的主要方式。干热岩资源潜力丰富，据估算全球EGS发电潜力可达到6-108TWe。作为未来能源安全的潜在可接替型清洁能源之一，干热岩勘查开发一直以来受到国际广泛关注。自20世纪70年代提出干热岩概念以来，美国、英国、法国、日本、中国等多个国家相继开展干热岩勘查开发工作，建立了超过60处的工程场地。经过五十余年的不断探索，干热岩资源开发利用前景进一步明朗，使其越来越有望成为一种经济、实用的新型清洁能源。
我国地热资源蕴藏丰富，其中印度-欧亚板块俯冲碰撞过程造就了青藏高原广阔的构造变形区域，强烈的构造活动使得该地区具有较高的热背景，是我国重要的高温热异常分布带，孕育了诸如羊八井、羊易等高温地热田。位于青藏高原东北缘的共和盆地地表地热显示丰富，沿共和盆地边缘断裂出露有大量温泉，最高温度可达96.6℃。超过当地沸点，被认为是深部存在高温地热资源的证据。2014年以来，共和盆地内实施了多眼地热探孔，揭示共和恰卜恰地区在3500米深度温度普遍超过180℃，贵德扎仓地区ZR2井在4092.8米深度钻获温度达180℃的高温岩体，证实了深部存在丰富的干热岩资源。共和盆地干热岩体的发现，使我们对中国内陆区域高温地热资源分布有了新的认识，成为研究我国盆地深部高温地热分布规律与成因机理的天然理想场地。
近年来，随着青海共和干热岩的勘查开发，诸多学者在共和盆地开展了大量与地热相关研究工作，其中，干热岩热成因机制分析是研究中的热点内容。李林果和李百祥(2017)认为花岗岩放射性生热对盆地高温地热资源的形成具有重要的贡献；严维德等(2013)、Fenga等(2018)基于地震波低速异常推测共和高温异常可能与地幔热柱相关；Zhao等(2020)、Zhang等(2018)、Pan等(2021)、唐显春等(2020)从大地电磁、地震波速等地球物理异常、水化学同位素及地温场理论计算等方面认识到共和盆地东部中-上地壳深度可能存在部分熔融，是盆地干热岩的重要热量来源。然而，已有认识多基于区域地球物理探测和热模拟计算等方法的推论，由于长期以来缺乏对共和盆地深部地质结构和温度场分布的整体认识，使得对共和盆地干热岩热成因机制还存在争议。因此，本文在综合盆地已有地球物理探测资料获取盆地地质结构的基础上，结合钻井实测温度数据，采用数值模拟方法拟合获取了盆地近东西向现今温度场分布特征，在此基础上探讨了影响盆地温度场的主要因素和干热岩成因模式，并初步评估了盆地干热岩资源潜力，以期为共和盆地干热岩资源勘查与评价工作提供有益借鉴。
共和盆地位于青藏高原东北缘，西秦岭和东昆仑的结合部位(图1a)，是在古生代基底上发育的中-新生代沉积盆地，四周被隆起的山地所围限，呈北西向的菱形展布，东西长约300千米，南北宽在30-95千米，面积达1.52万平方千米，是青海省第三大盆地(图1c)。 图1 a—共和盆地区域构造位置图；b—共和盆地及周缘地貌图；c—共和盆地及周缘地质简图。WQ-WHSF：温泉-哇洪山断裂；RYSF：日月山断裂；QHNSF：青海南山南缘断裂；GHNSF：共和南山断裂；DHMF：多禾茂断裂盆地北界和南界分别为北西西向的青海南山南缘和共和南山逆冲兼右行走滑断裂；东界和西界分别为北北西向的多禾茂和哇洪山-温泉右行走滑断裂（图1b）。盆地内以西部哇玉香卡附近低缓分水岭和中东部的新街-瓦里关隆起相隔，可划分为茶卡次级盆地、共和次级盆地和贵德次级盆地（图2）。共和盆地在元古代末至新生代初期漫长地质时期内受到南北向、北东向及东西向主应力的挤压，形成了北西西向、北西向的褶皱、压性断裂和近南北向、北东向张性断裂控制着盆地的基底形态。图2 共和盆地主要断裂构造及基底埋深等值线图
共和盆地内主要被新生代河湖相沉积覆盖，由老至新主要有古新统-渐新统西宁组、新近系中新统咸水河和中-上新统临夏组及第四系共和组等沉积地层。其中西宁组（EN1x）由棕红色泥岩、砂质泥岩与灰绿色、灰白色石膏夹砂岩、粉砂岩组成；咸水河组（N1x）以紫红、青灰色的泥岩、粉砂岩为主，含杂色杂砂岩；临夏组（N2l）主要为土黄、砖红色泥岩夹砂砾岩；第四系沉积以砂砾岩、砂泥岩混杂堆积为主。沉积层由盆地边缘到内部，沉积厚度逐渐增大，粒度变细。沉积层平均热导率在1.59 W・m-1k-1，是共和盆地高温地热形成的较好保温层。共和盆地基底主要由前三叠纪变质岩和侵入岩体构成，并广泛出露于周缘山脉（图1c）。共和地区岩浆活动频繁，活动时代跨度大、类型多样，经历了加里东、华力西、印支和喜山期等多期次的岩浆旋回，其中以印支期为主，侵入到早-中三叠纪浅变质沉积岩中，岩性以二长花岗岩、花岗闪长岩主，有中细粒-中粗粒似斑或斑状结构的变化特征，结晶年龄主体集中在220-245Ma，形成了干热岩主要赋存岩体。共和印支期花岗岩体相对高硅、富钾，呈现准铝质-弱过铝质I型花岗岩特征，推测岩体为同碰撞-后碰撞构造背景下，由下地壳基性岩为原岩部分熔融形成的。迄今为止，在共和盆地及周缘开展了大量包括重磁、二维地震和电磁法等在内的地球物理勘探工作，据此建立了盆地基底结构。勘探资料显示，经多期的构造叠加，共和次级盆地基底埋深呈西深、东浅的箕状特征，最深处位于盆地中西部切吉乡大水桥断裂附近，附近的共参1井5026m未钻穿新进纪地层，推测最大埋深超过6000米（图2），而东部龙羊峡地区盆地结晶基底已广泛出露至地表（图1c）。相对于东西向，共和次级盆地内部南北向地层起伏相对较弱。盆地边缘两侧受深大断裂控制，两侧山体沿断裂推覆到盆地内，最大垂直断距可达数千米，由西向东逐渐减小（图2）。茶卡次级盆地基底埋深由南向北逐渐加深，最大超过3000米。龙羊峡以东的贵德和贵南地区基底埋深相对较浅，深度普遍小于3000米。共和盆地是青藏高原北东缘内陆地区广泛发育的新生代沉积中心之一，渐新世晚期-中新世早期沉积了上千米的湖相和冲积相沉积物。随着印度-欧亚持续俯冲碰撞，青藏高原的不断向北东方向的增生和扩展，大约8MaB.P.起始的构造变形结束了青藏高原东北缘盆地的沉积，一系列北西西向的逆冲断裂错断隆起，导致了沉积盆地的消亡和山脉的隆起，形成现今盆岭地貌格局。新构造运动、地形地貌学等研究认为青藏高原东北缘是最近青藏高原最主要的隆升区域。共和盆地新近纪以来构造活动主要表现为强烈的垂向隆升。第三纪早期，盆地抬升遭受剥蚀，在基底上部形成一层数十米不等的风化壳。早第三纪末，周缘受山前深大断裂的控制，盆地发生断陷，山体急剧隆升，盆地内沉积了巨厚新生代河湖相沉积，由老至新依次为古-新近纪西宁组、临夏组和咸水河组及第四纪沉积地层。磁性地层学结果显示，茶卡次级盆地沉积序列的年龄在20Ma左右，古生物显示共和次级盆地西部在渐新世就己经有了沉积。至第三纪末，由于长期的剥蚀，周缘山地与湖盆高差大为缩减。上新世末，构造活动使盆地周缘山脉进一步上升，造成盆地边缘新近纪地层发生褶皱并与共和组形成不整合接触，古黄河切穿河卡山进入的共和盆地，经由东北端的瓦里关山流向贵德盆地。中更新世晚期以来，盆地进入到以强烈上升为主的构造运动时期，强烈的抬升，造成黄河急剧下切。黄河龙羊峡沿岸河流阶地恢复显示，更新世以来共和盆地经历了震荡式的抬升剥蚀过程，且上升速率具有不断加快的趋势，2.47Ma至今平均隆升速率在0.26mm/a，隆升幅度可达500-700米。在盆地抬升期间，河湖相地层遭受剥蚀，形成多级夷平面，造成了共和盆地现有的层状地貌特征。共和盆地周缘断裂带切割较深，新构造运动强烈，沿断裂岩浆岩体侵入，并出露大量高温温泉（图1b）。沿哇洪山一温泉断裂带由北西向南东，依次岀露乌兰县巴硬格里温泉群、兴海县青根河上游桑持温泉群和兴海县温泉镇温泉群，温泉水温由北西向南东有增高的趋势；沿新街-瓦里关由南东向北西依次岀露新街温泉群、贵德热水泉温泉群和曲乃亥温泉群，温泉水温由南东向北西递增。沿多禾茂断裂岀露有同仁县曲库温泉等。在共和盆地内部还有温泉零星岀露，均以低温为主，如阿乙亥温泉等。获取盆地现今温度场主要借助各种钻孔测温数据，常见的数据包括钻孔系统连续测温、地层试油温度（DST）、孔底温度（BHT）和地层随压测试温度（MDT）。其中钻井连续测温尤其是近稳态或准稳态连续测温，多是在静井之后数天至数十天测井获取的温度，由于井温基本恢复，接近真正的地层温度，可信度较高，温度数据连续，反映了盆地地温场的原始状态和类型，因此钻井连续测温，尤其是深度较大的钻井测温数据，是构建盆地现今温度场的理想基础数据，也是深部地热储层开发评价的必要条件。共和盆地至今实施了20余眼超过1000米的地热和石油勘探井，集中分布在共和恰卜恰和贵德等地区。本文收集现有钻井连续测温数据12眼，地层随压测试温度1眼（表1），以初步揭示共和盆地现今的温度场分布特征。钻井测温曲线显示共和盆地东西向温度场差异明显（图3），在共和次级盆地西部基底埋藏最深的切吉地区，5000米深度温度低于167℃。平均地温梯度仅为约30.8℃/km。东部基底埋深较浅的恰卜恰地区，平均3350米深度温度即可达到180℃，在南北向上，北部靠近山前断裂带，地温梯度相对较高，沉积盖层地温梯度最高可达81℃/km，花岗岩结晶基底地温梯度在39-45.2℃/km。进入到贵德次级盆地，深层同等埋深较共和次级盆地偏低，3000米井深温度仍未超150℃。图3 共和盆地钻井温度曲线。（钻井位置分布见图1，除GC1井为投测外，其余为近（准）稳态连续测温数据。）共和地区钻井测温多呈典型传导型特征（图3、图4a、b）。贵德次级盆地己有地热钻井由于多分布在断裂边缘，在不同层段揭示了多组中-高温水热型热储层。如在贵德扎仓地区先后施工的ZR1和ZR2井，受到断裂带影响，岩体中裂隙较为发育，水循环作用明显，钻井测温曲线显示出显著的对流传热特征，在浅部温度迅速上升（ZR1井20米温度达到102°C。ZR2井610米温度达到107°C，形成高温异常，体现了断裂构造在贵德地区的控热与导热作用。之后地温梯度与共和次级盆地逐渐一致（图4c和图4d）。
大地热流是地球内热在地表的一个综合反映，相对其他参数更能反映一个地区的地温场特征，为地温梯度和相对应深度的岩石热导率的乘积。基于共和次级盆地西部共参1井随钻测温数据计算地温梯度，结合邻区钻井岩心热导率数据，计算获得盆地沉积中心切吉凹陷地区大地热流在54.7mW・m-2，略高于典型克拉通平均热流值，并未表现岀明显的温度异常。盆地东北部隆起区数眼地热深井连续测温数据和实测岩心热导率数据计算显示，平均大地热流在102mW・m-2，远高于世界平均值，是典型克拉通盆地的2~3倍。西部贵德次级盆地测井数据显示大地热流在79.5mW・m-2，与周缘造山带热流值相近。由此可见，共和盆地东西向具有明显的地温场差异。备注：GC1采用地层随压测试温度计算地温梯度，采用邻区地层热导率计算大地热流值，因此归为C类数据；GH-01井大地热流基于为完井1个月后准稳态测温，及钻井岩心热导率数据，因此归为A类。分类依据参考（汪集旸等，1990）。
盆地现今温度场是古温度场演化的最后一幕，受到岩石圈深部热动力过程和浅部构造演化等多重作用过程的综合控制，温度场分布规律是探究干热岩资源成藏模式的重要内容。本文基于获取的盆地地层结构和钻井测温数据，对盆地深部温度场进行拟合计算，获得了盆地在二维空间上的温度剖面，弥补了共和盆地二维温度场研究上的不足。模拟采用二维稳态热传导方程，表述为：K为热导率（W·m-1·k-1)），T为温度（C），A为热源（放射性生热，pW・m-3），x为横向距离（km），z为垂向深度（km），采用的热物性参数如下：注：热导率和生热率据（Zhang et al.，2020），模型上边界地形起伏数据来自30米高程DEM数据。模型长为125千米，模型底界为-10千米（图5），边界条件为：式中：Z0模型表面，Zm模型底部，X。模型左边界，孔模型右边界，T0表面温度，Qm底部热流模型左右为绝热边界条件，上边界为恒温边界条件（取温度值15℃），底部为热流边界条件（Qm）。模拟过程中，通过不断调整迭代底部热流（Qm）以拟合地表钻井温度，最终获得盆地二维温度场（图5）。模拟结果如图5所示，共和盆地温度场变化与基底埋深整体形体特征相吻合，同等深度的温度场在东部隆起区高，西部凹陷区低，体现了基底起伏形态对现今温度场的影响作用。由二维温度剖面看岀，150℃等温线埋深约在4400-2270米，180℃等温线埋深约在3000-5760米，同等深度温度场最高值岀现在盆地东北部新街-瓦里关隆起西缘的达连海-共和地区。共和盆地基底主要由浅变质岩和花岗岩体构成，均可作为干热岩热储进行开发利用。本文采用热储法，重点对共和盆地5千米以浅、温度超过180℃的干热岩热储所蕴含的资源潜力进行初步评估，计算公式如下。Q热储中储存的热量（J）；p热储密度（kg・m-3）；$热储比热容（J・（gK）-1）；V热储体积（m3）；T热储温度（°C）：Tc可利用温度下限（取90℃作为参考温度）。根据钻井岩心和野外露头实测数据，岩体平均密度取值为2700x103kg・m-3，比热容满足式5。Cp=0.0614ln(T)+0.8536 （5）在计算过程中，首先基于共和盆地二维地震、电磁法和钻井等资料建立三维地热地质模型，将模型插值剖分成1千米的若干栅格，分别进行计算后再进行求和，最终获得盆地的干热岩资源量。经计算，共和盆地5千米以浅干热岩热储理论体积约为6.70x1012m3，估算资源量约为2.48x1021J，折合标准煤约为845x1010t。上述计算为共和盆地干热岩理论资源储量，实际上受制于实际开发过程中干热岩储层建造规模、裂隙网络复杂程度及取换热工艺等，可采资源量要显著低于理论计算值。全球现有干热岩相关试验场地多集中在板块边缘和新生代裂谷区域。深部地幔高热流供给以及新生代地质时期显著的构造、岩浆活动是该类干热岩形成的主要因素。然而共和盆地处于板块内部，远离东部沿海环太平洋和西南喜马拉雅高温地热带，盆地地壳厚度大，深部活动相对微弱，成因机制与上述明显不同。目前，对于共和盆地高温地热成因机制，提出了地幔热、部分熔融热、花岗岩放射性生热等认识。本文针对以上不同方面，结合盆地现今温度场分布特征，探讨分析共和盆地干热岩成藏要素。严维德等(2013)基于宽频地震探测认为共和盆地上地幔存在有低速带，并与巴颜喀拉地块地幔热柱相关联，该低速带的存在导致了在共和盆地及其周边一带形成高温异常区。Feng et al.(2018)基于地震波低速异常推测共和高温异常可能与地幔热柱相关。然而，盆地温泉3/4He比值在0.04~0.08Ra，反映热源主要源自地壳，不存在异常地幔热源叠加。岩石圈热结构研究研究显示，共和地区地幔热贡献仅占大地热流值的26%左右，并不是主导因素。此外，重力和航磁磁等地球物理显示，共和深部(＞30km)并不存在显著异常，来自深部的热可能不占据主导地位。青藏高原普遍存在低速高导层(LV-HCZs)，被认为是深部存在部分熔融。玛多—共和一雅布赖测线反演结果显示共和盆地区域在地面以下5-20km深度P波速度存在低速异常，并影响盆地内部中、上地壳之间的界限出现明显的缺失(图6a)。钱辉等(2001)利用青海共和-玉树测线数据，采用接收函数方法反演了共和-玉树测线的S波速度结构，结果显示表明共和盆地(36.3N，100.6E，199台)，在23-41km深度有一低速体(图6b)。大地电磁数据揭示，在共和盆地中-上地壳存在多个囊状低阻高导异常体，视电阻率小于10dm，深度在10-25km(图7，C1、C2、C3)，可能是部分熔融所导致，对地表热流的热贡献大致为30mW・m-2。图7 共和盆地大地电磁测深测线电阻率剖面图（位置见图1c）另外，Pan et al.(2021)基于水化学研究认为，高D、18O、Cl以及微量元素值指示共和盆地内地热水及其高温母源地热流体可能受到了岩浆流体的补给；Zhang et al.(2018)基于地温场计算发现共和盆地中-上地壳深度范围内温度达到了湿花岗岩部分熔融的温度，认为该深度范围内的低速高导体，可能与部分熔融有关，是盆地干热岩的重要热量来源。目前，壳内部分熔融为共和干热岩形成提供了额外的热源这一认识逐步得到大家的认可。但值得一提的是，岩浆(部分熔融)本身不是热量的本质来源，其热能来源于如深部供热增加、高放射性生热、构造活动等其他方式。对于共和盆地壳内部分熔融的成因解释，Pan et al.(2021)、蔺文静等(2023)、张森琦等(2021)认为中下地壳滑脱面发生韧性剪切滑动，为地壳提供了额外热量，致使在发生了中、上地壳尺度产生了部分熔融。地质体的放射性生热是盆地大地热流主要来源之一，放射性生热元素在岩石圈中丰度和分布对于岩石圈的温度场分布具有重要的影响。一般认为花岗岩富含铀系元素的矿物，放射性生热能产生并聚集大量的热量，在合适的条件下可能会形成较高的地热异常。澳大利亚库珀盆地具有较高的放射性生热率，侵位于石炭-二叠纪的BigLakeSuite岩体生热率在7-9.7uW/m3，被认为是该地区形成干热岩的主要因素。共和盆地沉积盖层平均生热率接近邻区沉积层生热率大小，没有提供额外的热供给。虽然己有放射性生热数据显示，共和花岗岩体并没有异常高的放射性生热率，略高于全球均值。然而近期地热探孔钻井岩心分析显示，岩体内存在多处高放射性段，生热率达7uW・m-3以上，接近Copper盆地干热岩试验场地花岗岩放射性大小。并且共和盆地花岗岩体分布广泛，在恰卜恰地区，花岗岩体延深至少可达10km，加上东北缘增厚的地壳厚度，放射生热对盆地干热岩形成热贡献占比达30~40%。据模拟计算，共和恰卜恰地区花岗岩体的存在可使得4000米深度增温幅度在36~66°C (待发表)，可见放射性生热对盆地整体大地热流及盆地高温热异常形成的贡献作用明显。热年代学和实验模拟研究均显示，构造隆升是将深部热快速带至地表的一种有效方式，能迅速提高地壳浅层温度场。青藏高原东北缘沉积盆地分别在~8±1Ma，3.6Ma，2.6Ma，1.8-1.7Ma，1.2-0.6Maand0.15Ma普遍发生了快速的阶段性抬升剥蚀过程。青藏高原东北缘垂向速率场显示共和盆地周缘地区正在持续隆升。钻井岩心角闪石的电子探针显示，共和盆地干热岩体中的角闪石均属于中低压类角闪石(1.91-3.52kpa)，中低温(681-693°C)，推算其岩体侵位深度在7.2-132km。现今花岗岩体已广泛出露至地表，测井和录井数据显示花岗岩顶界面发育数十米的风化壳，表明共和盆地深部地质体曾发生了向地表快速抬升过程，至少有千米量级的上覆盖层被剥露去顶。共和盆地东西向基底埋深差异最大可达6000余米，说明盆地东西向显著的沉降-抬升剥蚀过程。盆地东部瓦里关地区基岩已剥露到地表，剥蚀速率则可能达到了0.5mm/a。此外，盆地内还发育有三级湖相阶地和二十余级黄河阶地，ESR测年显示，盆地中更新世末至今经历了差异性快速抬升剥蚀过程，龙羊峡地区2.47Ma以来抬升量达到了647米，平均抬升速率为0.26mm/a，并且抬升速率有不断增大的趋势，0.41Ma至今抬升速率达到了0.35mm/a。快速隆升剥蚀，引起岩石冷却滞后，等温面抬升，产生等温降压过程，可以形成地表温度异常。另一方面，盆地同等深度的温度场变化与盆地基底埋深由西向东的整体形体特征相吻合(图6)，高温异常出现在盆地东北部抬升剥蚀强烈的新街-瓦里关隆起带周缘，体现了差异性的抬升剥蚀可能是造成共和盆地东西向温度场不同的重要因素之一。 低热导率的沉积盖层被认为是高温地热资源成因的重要因素之一，如Cooper盆地干热岩。共和盆地沉积盖层以新近纪河湖相沉积为主，岩性为泥岩、粉砂质泥岩、砂岩等，平均热导率在1.6W/(mK)，是花岗岩基底的0.67倍，为良好的保温层。盆地适宜厚度的沉积盖层使热量在基底积聚，形成高温异常。据计算，共和恰卜恰地区，1360米沉积盖层的存在可使得4000米深度增温幅度约20-30°C（待发表），虽然低热导率沉积盖层对干热岩热源没有直接贡献，但是对形成盆地高温异常具有重要原因。由钻井数据可知，共和盆地温度场分布和测温曲线类型在平面上差异极为明显，不仅表现在东西向区域方面，还表现在受断裂控制方面。共和盆周缘青海南山南缘断裂、温泉-哇洪山断裂、贵南南山断裂新街-瓦里关断裂、多禾茂断裂等断裂，切割深度较大，且晚中新世-上新世以来普遍发生了活化，作为通道可以流体为介质，通过深循环作用将深部热带到浅部，形成带状热异常区。如沿北北西和近东西断裂交汇处多出露高温温泉（图1a），且己有钻探（如ZR1）也显示了断裂段对高温地热形成重要影响（图4c、d）。综上，我们初步认为共和盆地干热岩成藏模式为：深部部分熔融持续供热，放射性花岗岩体增温导热，新构造抬升剥蚀释热控热，沉积盖层保温聚热多种因素的影响，共同导致了盆地东西向差异明显的温度场，和东北部隆起剥蚀区干热岩体的形成与就位。此外，盆地周缘的深大断裂沟通热储，形成局部对流型热循环通道，导致在周缘出现沿断裂分布的温泉群等地热异常。该模式可能也适用于青藏高原周缘新生代构造活跃型沉积盆地深层高温成藏（图8）。图8 青海共和盆地干热岩成藏模式图
(1)共和盆地东西向温度场存在显著差异，150°C等温线埋深约在4400-2270米，180°C等温线埋深约在3000-5760米，同等深度的温度场变化与盆地基底埋深由西向东的整体形体特征相似，暗示差异性抬升剥蚀可能对盆地温度场的具有重要的影响作用。(2)共和盆地地热资源丰富，5千米以浅干热岩资源量估算为2.48x1021J，盆地东北部具有较好的地热地质条件及资源潜力，是干热岩勘探的有利区。(3)综合前人研究认为，部分熔融持续放热(~30%)、花岗岩体放射性生热(~30%-40%)是共和盆地干热岩体形成主要热量来源，而新构造抬升剥蚀释热控热、沉积盖层保温聚热是形成共和盆地干热岩现今赋存特征的主要影响因素。多种因素综合影响下，共同控制了共和盆地现今干热岩形成与就位。原文来源：张林友，李旭峰，朱贵麟，张盛生，张超，王璜，冯庆达，许文豪，牛兆轩，邓志辉.青海共和盆地温度场特征、干热岩成因及资源潜力[J/0L].中国地质.https：//link.cnki.net/urlid/11.1167.p.20240520.1859.002
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唐显春等：发现青海共和盆地地热资源热源机制与聚热模式
大同阳高—天镇地区高温地热系统形成机制研究
我国干热岩资源勘探进展与启示
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