梁學(xué)堂，劉 磊，李 義，吳 軍，楚德亮，張海強

(1．湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊，湖北武漢 430056;2．湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，湖北武漢 430034)

隨著全球化工石油燃料總量的減少及其開發(fā)利用帶來的環(huán)境惡化程度加劇，可再生且無污染的能源倍受人們關(guān)注;但是氣候的變化、季節(jié)的變換，在一定程度上給人們利用這些新能源帶來諸多不便。因此，在有利的地區(qū)，通過地球物理深部探測技術(shù)，勘探無污染且少受諸如氣候等外界條件變化干擾的新能源——干熱巖，成為很多發(fā)達國家積極開展試驗研究的新課題。

“干熱巖”是一種沒有水或蒸汽的熱巖體，主要是各種變質(zhì)巖或結(jié)晶巖類巖體;干熱巖普遍埋藏于距地表2～6 km的深處，其溫度范圍一般在150～650℃之間。從現(xiàn)階段來說，干熱巖地?zé)豳Y源是專指埋深較淺、溫度較高、有經(jīng)濟開發(fā)價值的熱巖體。干熱巖貯存的熱能是一種取之不盡、可以循環(huán)利用、沒有污染的清潔能源?？茖W(xué)家預(yù)測，2030年左右人類完全可以掌握必要的技術(shù)，利用干熱巖大規(guī)模發(fā)電。早在1970年，美國人莫頓和史密斯就提出利用地下干熱巖發(fā)電的設(shè)想。2014年，中國在青藏高原腹地——共和盆地地下2．23 km處成功鉆獲溫度高達153℃的干熱巖，這是中國首次發(fā)現(xiàn)大規(guī)?？衫玫母蔁釒r資源。目前，中國地質(zhì)調(diào)查局在東南沿海第一口干熱巖科學(xué)鉆探工程在龍海已開工鉆探，其它干熱巖調(diào)查項目也正在持續(xù)展開;而湖北省在尋找、開發(fā)利用干熱巖等方面的研究工作還是空白。因此，利用湖北省航磁資料來反演居里面，結(jié)合深部地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石熱導(dǎo)率等，來預(yù)測干熱巖可能的隱伏位置具有重要的科研及現(xiàn)實意義。

1 湖北居里面埋深計算方法

巖石圈居里面是地殼上部埋深幾十千米處存在的一個高低起伏不平的等溫面。該處的溫度使巖石中的鐵磁性礦物失去磁性，也就是從鐵磁性轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的溫度(純磁鐵礦約578℃)。在居里面以下，巖石剩余磁化和感應(yīng)磁化強度均發(fā)生突變性銳減，磁化強度驟然降低。這樣以來，在居里等溫面以上存在的具有磁性的侵入巖及火山巖、磁性變質(zhì)巖、磁性基底等各類磁性地質(zhì)體，會產(chǎn)生一個明顯的磁性底界面。所以說居里面不但是個溫度界面，也是個磁性界面。這個磁性界面埋深可以利用航磁異常反演計算出來，通過研究磁性界面(即居里面的熱構(gòu)造特征)，進而對“干熱巖”可能的隱伏區(qū)域進行科學(xué)的預(yù)測。

利用航磁異常反演居里面埋深，首先要對航磁異常(圖1)進行低通濾波，求得反映湖北省基底區(qū)以下、居里面以上垂直磁化條件下的區(qū)域磁異常，運用空間域連續(xù)模型居里面反演法［1］，以重力、人工地震測深及地質(zhì)資料得出的基底深度和基底磁性參數(shù)為定解條件，反演計算出磁性層下界面，即為所求居里面溫度的埋深。

居里面反演具體方法如下(采用重磁數(shù)據(jù)處理軟件:RGIS—2012)。

(1)對湖北省航磁異常進行變緯度、經(jīng)度化磁極處理。

圖1 湖北省航磁△T異常圖(變緯度、變經(jīng)度化磁極)Fig．1 Anomaly map of airborne magnetic △T

圖2 湖北省居里面等深圖Fig．2 Isobath map of Curie depth interface in Hubei Province

(2)對化磁極處理后的航磁異常按5 km×5 km進行網(wǎng)格化處理，共取數(shù)14 688個。

(3)計算湖北全省航磁異常三階趨勢面，并求其剩余值，即消除了長波異常的背景干擾。

(4)采用圓滑濾波處理，濾掉三個點距范圍(即15 km)的干擾異常，基本消除了頻率域計算的局部干擾。

(5)對經(jīng)過濾波處理的剩余場，按100 km×100 km的窗口進行滑動平均。

(6)采用有限項調(diào)和級數(shù)表示水平方向起伏連續(xù)變化的磁性體下界面，界面模型采用直立水平柱體組合模型，計算居里面埋深采用高斯法解方程。

(7)計算時湖北全省平均磁化強度取300×10-3A/m，居里面平均深度根據(jù)全國計算結(jié)果、地溫平均梯度值及重力、人工地震測深等綜合考慮取25 km。

(8)根據(jù)反演結(jié)果繪制湖北省居里面等深圖(圖2)。

從居里面反演結(jié)果來看，揚子地臺武漢地區(qū)、鄂西南地區(qū)及南秦嶺造山帶鄂西北地區(qū)為深居里溫度深度區(qū)，揚子地臺鐘祥—京山地區(qū)、巴東—石首地區(qū)及南秦嶺造山帶桐柏大別地區(qū)為淺居里溫度深度區(qū)。這些特征與湖北省區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征大致相吻合。另外，為了印證反演結(jié)果是否正確，根據(jù)揚子地區(qū)(湖北)平均地溫梯度 23．4℃/km［2］計算，取居里面平均深度 25 km，反算出居里溫度為585℃，與理論值相當(dāng)(578℃)，這說明反演方法和參數(shù)選取正確。

2 湖北居里面特征與地殼熱狀態(tài)分析

從居里面等深圖上可以看出，湖北省居里面表現(xiàn)出隆起和凹陷相間的團塊狀構(gòu)造，深度在23～26．8 km范圍內(nèi)變化，最淺在英山縣北部，埋深約23 km;最深在黃陂縣、咸豐縣及竹山縣附近，埋深約26．8 km。根據(jù)居里面所反映的結(jié)構(gòu)特征，將湖北省分成4個隆起區(qū)(或帶)、4個凹陷區(qū)(或帶)，具體詳見表1，各區(qū)塊解釋如下。

表1 居里面構(gòu)造分區(qū)略表Table 1 Table of tectonic division of Curie depth interface

2．1 東大別居里面隆起區(qū)(Ⅰ區(qū))

該區(qū)大致呈北西走向?qū)?yīng)桐柏—大別造山帶北緣，區(qū)內(nèi)燕山期中酸性巖漿巖發(fā)育，說明該區(qū)地?zé)峄顒訌娏?，地幔熱流上涌，進而形成了居里面隆起區(qū)。隆起中心位于英山縣東北，最淺埋深為23 km，是湖北省最淺的居里面。另外，該區(qū)北西向與北東向區(qū)域性斷裂構(gòu)造發(fā)育，也是地殼斷裂熱對流的理想?yún)^(qū)域。

區(qū)內(nèi)熱泉分布廣泛，且規(guī)模大、溫度高，如英山—羅田地?zé)崽?圖3)、河南信陽的商城地?zé)崽锏龋耘c區(qū)內(nèi)燕山期強烈的地?zé)峄顒佑嘘P(guān)。特別是桐柏—大別區(qū)西段南陽盆地區(qū)是全國地溫梯度高值區(qū)［3］，達38．2℃/km(居里面埋深僅20 km)，僅次于滇西及藏南瑪曲，遠遠高于全國平均值33℃/km，這些與該區(qū)強烈的斷裂活動引起的地?zé)崃魃嫌糠植婚_的。

2．2 襄樊—隨縣—黃陂凹陷帶(Ⅱ區(qū))

該區(qū)沿襄樊—隨縣—黃陂一線呈西小東大的勺狀，基本上與揚子地臺北緣推覆構(gòu)造區(qū)(帶)相對應(yīng)。該區(qū)居里面深度變化范圍約26～26．8 km，其中對應(yīng)黃陂縣地區(qū)為居里面深凹區(qū)，凹陷中心深度約26．8 km。

據(jù)中國大陸各地現(xiàn)代地溫梯度值資料，武漢地區(qū)、襄樊、江漢盆地及其它鄂北地區(qū)，地溫梯度值＜30℃/km，特別是江漢盆地只有28．4℃/km，遠遠低于全國平均值33℃/km。這說明該區(qū)地?zé)峄顒酉鄬^弱，居里面相對凹陷，與地表熱泉稀少是吻合的。

2．3 竹山—竹溪地區(qū)居里面凹陷區(qū)(Ⅲ區(qū))

該區(qū)大致對應(yīng)竹山、竹溪地區(qū)，處于神農(nóng)架基底西北緣。居里面深度變化范圍在26～26．5 km，總體走向北西向，因處于鄂—陜省界，居里面等深線未封閉，但總體與該區(qū)地層及主要構(gòu)造線一致。區(qū)內(nèi)地層為南華系—青白口系弱變質(zhì)地層，為南秦嶺造山外帶的組成部分。區(qū)內(nèi)北西向淺層斷裂構(gòu)造發(fā)育(印支造山期)，但缺少活動性深大斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)航磁異常為平靜的低值區(qū)，只有侵入前志留系地層的基性—超基性巖及基性火山巖地層產(chǎn)生的局部高磁異常，以高頻成分疊加在區(qū)域低磁異常背景之上。區(qū)內(nèi)在印支造山期，因揚子板塊向北插入，據(jù)該區(qū)深部地球物理資料［7］來看，青白口系武當(dāng)群下部可能存在揚子地臺古生界地層，陸陸碰撞造成了地殼增厚，增厚的地殼又有效阻止了來自地幔的熱流擴散，因而形成了居里面下凹區(qū)，故區(qū)內(nèi)少見有熱泉分布。從中國大陸各地現(xiàn)代地溫梯度值可知，該區(qū)作為四川盆地北部大巴山向東延伸的部分，地溫梯度值只有18℃/km，遠遠低于全國平均值33℃/km。這說明該區(qū)地?zé)峄顒雍苋?，居里面為深度凹陷，與地表熱泉稀少是吻合的。

圖3 湖北省溫泉分布圖Fig．3 Distribution map of spings in Hubei Province

2．4 武當(dāng)山—保康地區(qū)居里面次隆區(qū)(Ⅳ區(qū))

該區(qū)分隔Ⅲ、Ⅴ兩個居里面凹陷區(qū)，是Ⅲ區(qū)、Ⅴ區(qū)中間相對隆起的部分，南北向呈長條狀對應(yīng)十堰—武當(dāng)山—?？狄痪€，居里面埋深約25～25．5 km，等值線變化平緩。該區(qū)與十堰—?？怠宸逯亓μ荻葞?yīng)，為太行—武陵深部構(gòu)造變異帶的組成部分，也是中國西部大陸型巖石圈與東部大陸—海洋過渡型巖石圈的分界線，是中生代以來地殼均衡調(diào)整形成的深部構(gòu)造格架。當(dāng)然，伴隨著深部構(gòu)造的形成，也為地幔熱流上升提供了通道。另外，該區(qū)東西向區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，如青峰、陽日等活動性斷裂經(jīng)過該區(qū)中部。從航磁異常圖上也可看出，對應(yīng)該區(qū)存在低緩磁異常帶，說明該區(qū)深部存在巖漿活動，為地?zé)岙惓^(qū)，與房縣、保康地區(qū)熱泉發(fā)育相吻合。

2．5 南漳—荊門居里面次凹區(qū)(Ⅴ區(qū))

該區(qū)位于太行武陵構(gòu)造變異帶的東緣，居里面呈長條狀南北向展布，凹陷深度約25．5～26 km，地質(zhì)上對應(yīng)荊當(dāng)盆地和南漳荊門斷陷盆地。區(qū)內(nèi)中生代以來幾乎沒有巖漿活動，并因接受了巨厚的陸源碎屑沉積物，特別是部分地區(qū)白堊系沉積厚度達數(shù)千米，有效阻隔了地殼深部的熱流上涌，是典型的冷盆，故地表少有溫泉分布。

有關(guān)學(xué)者根據(jù)收集到的湖北中新生代盆地9口鉆井的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)和124塊巖石熱導(dǎo)率，結(jié)合已有資料對江漢盆地及周邊地溫梯度和大地?zé)崃鬟M行了系統(tǒng)分析，結(jié)果顯示中新代盆地內(nèi)熱流41．9～60．9 mW/m2，平均52．3 mW/m2，低于全國大陸平均熱流密度(65 mW/m2)，與四川盆地大地?zé)崃飨嘟?，低于下?lián)P子地區(qū)大地?zé)崃髦?，高于上揚子大地?zé)崃髦?，反映了該盆地從中生代以來由于?gòu)造活動減弱，大地?zé)崃髦悼焖傧陆?，?dǎo)致盆地不斷冷卻。

2．6 鐘祥—京山居里面隆起區(qū)(Ⅵ區(qū))

該區(qū)位于江漢盆地北緣的鐘祥市、京山縣，居里面呈圓形分布，深度變化范圍約24～25 km，隆起中心對應(yīng)鐘祥市東橋鎮(zhèn)地區(qū)，最淺埋深為24 km，與周圍相比為弱隆起區(qū)。該區(qū)北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，其中漢江斷裂從北向南穿過該區(qū)西半部。斷裂之東從老至新分布隨縣群變質(zhì)地層—三疊系地層，斷裂之西則為三疊系—白堊系中生代地層。對應(yīng)居里面隆起部位，該區(qū)磁異常呈低緩特征，預(yù)示該區(qū)深部有巖漿活動，可能存在沿深大斷裂侵入的巖漿房或隱伏大型巖體。區(qū)內(nèi)東北部鐘祥、京山、大洪山等地區(qū)，廣布熱泉，說明該區(qū)地?zé)峄顒訌娏遥蟮責(zé)崃髦递^高，是熱泉形成的有利區(qū)域。

2．7 沿長江居里面隆起區(qū)(Ⅶ區(qū))

該區(qū)為淺居里面深度區(qū)，以24．5 km為等值線圈閉，沿巴東—宜昌—監(jiān)利—嘉魚—咸寧一線呈向南突出的弧形，弧形西段為北西西走向，過監(jiān)利后走向轉(zhuǎn)北東東，基本與長江延伸方向相吻合。居里面深度變化范圍約23．5～25 km，最淺與黃陵背斜南端的三斗坪巖體相對應(yīng)，大部分地區(qū)居里面深度在24 km左右變化。區(qū)內(nèi)印支運動以來，在宜昌以東地區(qū)中酸性侵入巖、火山巖發(fā)育、分布廣泛。從重力及航磁資料推斷，在湖北境內(nèi)，沿長江存在一條切穿巖石圈的深大斷裂，利于巖漿活動，同時也是傳遞地球內(nèi)部熱能的有利通道。區(qū)內(nèi)洪湖、嘉魚及咸寧地區(qū)熱泉分布多，規(guī)模大，這種現(xiàn)象與淺居里深度相對應(yīng)，說明本區(qū)確為相對高地?zé)釁^(qū)。但該區(qū)洪湖以西至長陽區(qū)段，因地表水(長江及湖泊水豐富)阻隔或地下熱流被擴散，在地表則難以形成熱泉。

2．8 鄂西南居里面凹陷區(qū)(Ⅷ區(qū))

該區(qū)大致對應(yīng)五峰、恩施、咸豐地區(qū)。居里面深度變化范圍約25～26．5 km，總體走向北東向，與該區(qū)地層及主要構(gòu)造線一致。區(qū)內(nèi)地層為古生界、中生界地層，為上揚子穩(wěn)定地臺區(qū)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造(特別是深大斷裂)不甚發(fā)育，主要為一系列北東走向隔擋式褶皺構(gòu)造。區(qū)內(nèi)為莫霍面深凹區(qū);航磁異常則為平靜的低值區(qū)，地表未見巖漿巖出露;另外區(qū)內(nèi)少見熱泉分布，從全國大地?zé)崃髦祦砜?，該區(qū)大地?zé)崃髦担?0 mW/m2，遠遠低于全國平均值(63 mW/m2)。以上諸多證據(jù)說明該區(qū)巖石圈厚度大，巖漿活動弱，也是地?zé)峄顒酉鄬θ醯牡貐^(qū)。

“我特別喜歡聽盛老師講課……”筆者走進七師高級中學(xué)，說出“盛慶余”的名字時，大家你一句我一句，滿口稱贊。

3 居里面與干熱巖的關(guān)系

3．1 干熱巖的形成

巖石圈內(nèi)的大地?zé)崃髦刀际怯蔁醾鲗?dǎo)方式所造成。一般認為傳導(dǎo)熱中的60%左右是由地幔熱流所提供的，另外的40%左右則是地殼放射性元素蛻變所產(chǎn)生的熱。若地幔熱流密度值高和相對份額大說明中地殼以下能量與物質(zhì)活躍，可能存在巖漿底侵等較強的殼幔作用。高的地幔熱流帶常有流體活動伴隨，將導(dǎo)致地殼中的低阻帶作為熱流及流體上涌帶，這樣就有可能在中上地殼某個有利部位形成可供人類利用的“干熱巖”。

從巖石的熱導(dǎo)率測定結(jié)果可知(表2)，橄欖巖和榴輝巖等地幔巖石熱導(dǎo)率高于片麻巖和角閃巖，石英巖的熱導(dǎo)率最高。橄欖石、鈣鋁榴灰石等地幔常見礦物的熱導(dǎo)率較長石類礦物高1～3倍，因此，斜長巖等含長石較多的地殼巖石熱導(dǎo)率較低。由于地殼巖石的熱導(dǎo)率普遍低于上地幔巖石，來自地幔的熱流可以在莫霍面下方聚集而誘導(dǎo)局部熔融，產(chǎn)生高溫的幔源巖漿的底侵;還可以使地殼升溫變質(zhì)并使其中角閃巖類熔融，在地殼內(nèi)部產(chǎn)生花崗巖類;若巖漿沿地殼薄弱地帶上浸，就形成了地?zé)岙惓^(qū)。

干熱巖的熱能賦存于巖石中，較常見的巖石有黑云母片麻巖、花崗巖、花崗閃長巖以及花崗巖小丘等［8］。一般干熱巖上覆蓋有沉積巖或土等隔熱層。

表2 東海縣鉆孔巖心熱導(dǎo)率測量結(jié)果［4］Table 2 Measurement results of heat conductivity of drill core in Donghai county

3．2 居里溫度面與干熱巖的關(guān)系

人們?yōu)榱死酶蔁釒r儲存的熱能，查明干熱巖的隱伏位置和深度是必須的。但采用常規(guī)地質(zhì)調(diào)查手段則無法完成該項任務(wù)，因溫度達到150～250℃的干熱巖隱藏深度至少要2～6 km，所以采用反演居里面埋深的方法間接解決這個問題是最簡單和經(jīng)濟的。湖北居里面的埋深通常在25 km上下，顯然居里面的深度要比能被開發(fā)利用的干熱巖埋深要大得多。但通過居里面的結(jié)構(gòu)特征，可以間接反映出巖石圈的熱活動狀態(tài)。在居里面隆起區(qū)，預(yù)示著地殼深部熱傳導(dǎo)、沿深大斷裂的熱對流、局部的放射性熱效應(yīng)和上地幔熱輻射等巖石圈熱活動強烈;居里面凹陷區(qū)，巖石圈熱活動則相對較弱。一般來說，現(xiàn)今的居里面特征，基本反映了新生代以來的構(gòu)造活動及由此引起的熱事件。因此，那些被來自地殼深處的熱能加熱或自身放射性元素蛻變所產(chǎn)生的所謂“干熱巖”，其隱伏位置與居里面就存在著某種聯(lián)系，那就是居里面隆起位置更有利于干熱巖的形成，或者說是干熱巖可能的“藏身”之地。

4 湖北干熱巖分布預(yù)測

4．1 干熱巖選區(qū)原則

干熱巖溫度隨著埋藏深度的增加而升高，資源量也與深度呈正比。但和其它地區(qū)相比埋藏深度一定要淺些。只要巖體溫度高、埋藏深度合理、內(nèi)含流體較少(或不含流體)、能用干熱巖技術(shù)來提取巖體中的熱量的巖體即可被人類開發(fā)利用。

地?zé)崽荻群蜔崃髦递^高的地方最有利于干熱巖的開發(fā)利用，因此，應(yīng)選擇板塊碰撞地帶、大陸內(nèi)部的斷陷盆地等地區(qū)。

從巖石本身的物理性質(zhì)考慮，應(yīng)選擇密度大、熱傳導(dǎo)率高的巖石。一般來說，花崗巖和花崗閃長巖類優(yōu)于其他的巖石(如輝長巖、玄武巖類)。此外，花崗巖本身含有較高濃度的放射性元素，這些放射性元素不斷地衰變并釋放能量，從而增加干熱巖的熱量供應(yīng)。因而，選址時還應(yīng)注意花崗巖生成的時間，生成時間越長，其損失的能量越多。

4．2 湖北干熱巖分布預(yù)測

前已述及，干熱巖“隱身”位置與居里面隆起有著某種直接或間接地聯(lián)系。另外，在地表水文地質(zhì)、大地?zé)崃鞯确矫嫱瑯右矔兴聚?。一般來說，地表大面積的熱泉分布及大地?zé)崃髦蹈叩膮^(qū)域，預(yù)示著該區(qū)為地?zé)岙惓^(qū)，是干熱巖形成的有利區(qū)域。

根據(jù)干熱巖選區(qū)原則，結(jié)合湖北居里面特征、大地?zé)崃髦导暗孛鏌崛植记闆r，初步預(yù)測符合干熱巖分布特征的共有兩處:其一為東大別居里面隆起區(qū)(Ⅰ區(qū));其二為鐘祥—京山居里面隆起區(qū)(Ⅵ區(qū))。

4．2．1 東大別居里面隆起區(qū)(Ⅰ)

位于英山縣九資河、石頭咀一帶，為大別造山帶的核心部位。該區(qū)北東及北西向深大斷裂構(gòu)造發(fā)育，具有地幔熱流上升的有利通道;在印支造山后期拉張環(huán)境下，區(qū)內(nèi)分布眾多燕山期中酸性侵入巖(圖4)。因花崗巖含有大量的石英，有較高的熱導(dǎo)率，為深部熱流上涌提供了良好的儲存載體;另外，花崗巖放射性元素含量高，自身也可產(chǎn)生可觀的熱能。該區(qū)地表分布熱導(dǎo)率較低的古老片麻巖，具備了較好的封蓋條件。因此，從干熱巖形成的生、儲、蓋條件來講，該區(qū)是尋找干熱巖的理想?yún)^(qū)域。

從湖北熱泉分布圖上也可以看出，該區(qū)40～90℃中低溫?zé)崛植加袛?shù)十處，這是該區(qū)地?zé)峄顒訌娏业挠辛ψC據(jù)，這也間接證明了該區(qū)是干熱巖形成的有利部位。

圖4 東大別地區(qū)溫泉分布與構(gòu)造關(guān)系圖Fig．4 Relation graph of thermal spring distribution and structure in eastern Dabie area

4．2．2 鐘祥—京山居里面隆起區(qū)(Ⅵ區(qū))

主體位于江漢盆地北緣的鐘祥市、京山縣一帶，向南呈半島狀延伸至江漢盆地內(nèi)。該區(qū)北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育(圖5)，在江漢盆地區(qū)亦有隱伏北東向深大斷裂，具備深部熱流上涌的通道。航磁異常顯示該區(qū)深部存在巖漿活動，可能存在沿深大斷裂侵入的巖漿房或隱伏中酸性大型巖體，是深部熱能儲存的良好載體。該區(qū)分布熱導(dǎo)率較低的沉積蓋層(如:隨縣群變質(zhì)地層、中新生代地層)，具有較好的封蓋條件。以上諸多證據(jù)說明該區(qū)具有干熱巖形成的生、儲、蓋條件，也是尋找干熱巖的理想?yún)^(qū)域。

據(jù)秦嶺及南北陸塊地區(qū)上地幔低阻層與大地?zé)崃髦捣謪^(qū)資料，湖北鐘祥、京山、隨縣為湖北高熱流值區(qū)(q＞50 mW/m2)。另外，從圖3可看出，該區(qū)各類熱泉分布廣泛，是湖北分布有T＞90℃的中高溫地?zé)豳Y源的地區(qū)之一。以上兩條也是干熱巖形成的有力證據(jù)。

圖5 鐘祥—京山地區(qū)溫泉與構(gòu)造關(guān)系圖Fig．5 Relation graph of thermal spring structure in Zhongxiang-Jingshan area

5 結(jié)語

利用航磁異常反演居里面的方法研究，國內(nèi)地球物理學(xué)家早有嘗試，其中以侯重初［9］直接計算磁性下界面深度的功率譜法最為典型。但各種方法反演結(jié)果相差較大，甚至有反演的居里面深度超過了莫霍面深度，這顯然是不合乎地質(zhì)邏輯的。本文依據(jù)湖北省的航磁資料，采用空間域連續(xù)模型居里面反演程序，得出的居里面構(gòu)造特征與湖北省區(qū)域地質(zhì)情況基本吻合;根據(jù)湖北平均地溫梯度及居里面平均深度，反算出的居里溫度與理論值相符，這說明本次反演采用的技術(shù)方法及參數(shù)是正確的;另外，最值得一提的是，反演得出的居里面隆起區(qū)，竟然與湖北熱泉分布高度吻合。以上情況說明，用居里面來揭示地殼的熱結(jié)構(gòu)，是科學(xué)可行的。

湖北省居里面表現(xiàn)出隆起和凹陷相間的團塊狀構(gòu)造，每個構(gòu)造塊體地質(zhì)特征及地球物理特性上又具有明顯的差異，這反映出湖北揚子板塊和中央造山帶都是由若干小陸塊拼合而成，每個小陸塊邊緣由斷裂切割圍限，深大斷裂往往成為熱對流的通道。因此，居里面雖然受到莫霍面的熱傳導(dǎo)影響，但更重要的是受到地殼斷裂熱對流所控制，所以從形態(tài)上它與地質(zhì)構(gòu)造單元并不一一對應(yīng)(比如:武漢地區(qū)為莫霍面隆起區(qū)，但它卻是居里面凹陷區(qū))，它是地殼深部熱傳導(dǎo)、沿斷裂的熱對流、局部的放射性熱效應(yīng)和上地幔熱輻射的綜合作用的結(jié)果。

理論上，大陸地殼任何部位都有可能作為干熱巖的候選地，但實際開發(fā)干熱巖的經(jīng)濟可行性因素對選址起著重要影響。如何準確選取最佳鉆探與開發(fā)地，仍是干熱巖研究的一個前沿性課題。湖北居里面深度超過20 km以上，其相對起伏變化范圍達2～5 km，顯然居里面構(gòu)造特征不能完全反映出干熱巖的分布狀態(tài)，因為目前干熱巖的定義只局限于埋深＜6 km、溫度達到150～650℃之間，能被開發(fā)利用的地?zé)岙惓^(qū)。顯然，二者并不是一個概念。盡管如此，通過研究居里面特征來揭示出巖石圈的熱活動狀態(tài)，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、大地?zé)崃髦导暗乇頍崛姆植记闆r，進而預(yù)測出相對較淺的、目前能被人類利用的干熱巖可能的隱伏位置，對未來尋找、開發(fā)利用干熱巖具有非常重要的示范和引導(dǎo)意義。

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