华北盆地区域地温分布的基本特征

  在中国主要的大型盆地中，华北盆地是地温数据最为丰富的地区之一。已知的各种测温钻孔共3409个，其中实测井温的钻孔228个。其余测温钻孔主要来自石油、煤炭和地质勘探部门，其中，进行顺序测温的钻孔236个，试油静温2993个，流温44个，准稳态测温1 14个。由于所采用的测温方法不同，精度各异，为了充分利用这些数据采用了统计分析、对比校正的办法，利用统计规律与实测数据进行对比，以使其更接近于客观实际。通过整理分析编制了华北盆地lOOOm. 2000m和3000m深度的地温分布图和地温梯度图。这些图件的总趋势基本上反映了盆地区域地温分布的基本特征。
 
  （一）不同深度的地温分布。
 
  1.  1000m深地温分布。
 
  从华北盆地1000m深地温的分布图低地温分布区位于盆地的边缘与山区相邻的地段，这里1000m深地温在30℃左右，由盆地边缘往盆地中部方向地温缓慢增高，但盆地中大多数地区1000n深地温均在40-45℃之间，只有在盆地基底隆起部位或近隆起边界断裂的一侧为较高地温分布区。这些较高地温分布区均呈北东或北北东方向的条带状延伸。’冀中拗陷和黄骅拗陷之间的沧县隆起，济阳拗陷和黄骅拗陷中的埕宁隆起都是较高地温的分布区，1000m深地温均大于45℃，最高在700℃以上。在拗陷中的凸起部位，也表现为较高的地温分布区，如冀中拗陷的牛驼镇凸起、任丘低凸起、高阳，容城、大城等凸起；黄骅拗陷的孔店盐山、徐扬桥、北大港等凸起；济阳拗陷的义和庄、滨县、广饶、孤岛等凸起；临清拗陷的聊东堂琶、广宗、馆陶等凸起，都具有较高的地温。盆地南部的尉氏一商丘隆起及宝丰一沈丘拗陷中平顶山凸起及固始一霍丘等地区的地温亦较高，多大于45℃。但从区域地温分布特点分析，盆地南部的1000m深地温较北部为低。盆地的高地温分布区虽与隆起和凸起相应，但其多靠100起或凸起边界断裂的一侧；而低地温区则多分布于隆起或凸起之间的凹陷区，这生地区1000m深地温一般在40- 45℃之间。而在盆地边缘埋藏较浅的一些凸起部位，则表现为较低地温的分布区，如北部的大兴凸起。45℃以上的地温分布范围的大致轮廓，黄河以北盆地的北部和中部都呈条带状沿北东、北北东向延伸；黄河以南的开封拗陷、尉氏一商丘隆起、宝丰一沈丘拗陷及盆地东部的济阳拗陷，其分布方向则呈近东西或北西西向，表明盆地南北两部分在地温分布上存在着较为明显的差异，同时也表明盆地基底构造对地温分布产生的影响。
 
  2. 2000m深地温分布。
 
  根据华北盆地2000m深地温分布图。看出盆地的大部分地区2000m深地温多在70—80℃，盆地北部的牛驼镇、大城、王兰庄、埕北及孤岛、聊东等地区2000m深地温大多在90℃以上。盆地中部的濮阳、东明、长垣及开封一带亦多在80。C以上；南部的通许一商丘、周口、商水、项城一带及固始一霍丘和风台等地区的2000m深地温亦多在70-80℃甚至80℃以上，其他地区多在70-80℃之间，较高地温分布区在盆地的北部及中部多呈长条状分布，在盆地和东部的济阳拗陷及盆地南部主要包括河南南部地区，地温则沿近东西向或北西西向展布，且多呈块状。与1000m深地温分布类似。大于80℃的地温分布区多与隆起及次一级凸起构造的边界断裂相一致。而在盆地的边缘地带，2000m深的地温则明显偏低一般小于70℃，多在50-60℃左右。在盆地北部渤海拗陷的凸起部位，地温亦较高，2000m深一般都在70-800.C之间，最高地温可达90℃以上。总观华北盆地2000m深地温分布的特点是：北部稍高，南部偏低。在盆地北部，陆地与海域的地温分布特征基本一致。
 
  3.3000m深地温分布。
 
  华北盆地3000m深地温平均在90-100℃之间，最高可达120-130℃以上。盆地北部大于1 00℃的分布面积约占1/3，地温等值线的延伸方向多为北东和北北东向，并与岔地中隆起和凸起的延伸方向一致，其中较高的地温分布区多与其边界断裂相符合，并呈条带状分布。盆地北部3000m深地温分布与1000m和2000m深地温分布相似一致，均具有低、高、低相间分布的特点，与盆地的基底构造有着很好的对应关系，如图5-14所示。在保定凹陷高阳低凸起、饶阳凹陷、任丘低凸起、马西凹陷、大城凸起，里坦凹陷、兴济凸起、沧东凹陷、港西低IOOo直至渤海之滨的岐日凹陷这一近东西向大剖面上表现的特别清楚。凸起上的地温均大于100C，最高可达120-1300C以上。高地温分布区明显靠近边界断裂部位。基底凹陷区则表现为低地温分布区，一般3000m深的地温在90-IOOoC，个别地区可低于80℃。盆地东部的济阳拗陷，地温分布多呈近东西向或北西西向，而广饶、孤岛、陈家庄、义和I庄及垦东等凸起地温亦较高，并呈块状分布。在盆地南部的通许一商丘、周口一项城、固始一霍丘及鹿邑等地区较高地温分布区的面积较小，且地温偏低，地温分布显得较为均一。地温的变化幅  度较盆地北部小。
 
  (二)地温随深度的变化。
 
  华北盆地的不同部位地温随深度的变化有明显的差异。但它们却有着共同的规律，即随着深度的加大，地温增长的速率都有所降低，其区别在于降低的幅度大小因地而异。这与盆地各部位的基底构造及其活动性密切相关。现根据统计分析的结果，对盆地内不同区域地温随深度变化的特征讨论如下。
 
  盆地北部冀中拗陷的地温随深度变化的规律十分明显，但增温率随深度的变化又与基底．岩石的性质及其埋藏深度有关。在巨厚的第三系地层中地温随深度而逐渐增长，呈正相关关系；只有&．2000-3000m以下深处，其增温速率才逐渐变小。即当深入基底古生代或震旦系雾迷山组的白云质灰岩或硅质灰岩中时，增温速率才发生明显的降低；随着基底的抬高即基岩埋藏深度的变浅，盖层的地温迅速增长(图5-15)。在正常的第三系地层中，lOOOm深地温为38-52℃，而在2000m和3000m深则分别增长到64-82C及85-1320C。在遇到基岩的4000m深处的地温则为110-150℃;由此可知3000m以浅的第三系地层的平均增温级为25-40m/℃，而3000-4000m深则为40-50m/℃。震旦系雾迷山组和奥陶系地层的埋深差异也影响了温度随深度的变化。图5-15中3是奥陶系地层埋深和盖层地温的关系，它呈现为一微向下弯的曲线．表明随埋藏深度的增加，其地热增温级逐渐增大的情况。例如当其埋深在1500m时，地温为61-70℃；2500m深为82-98.5C，在1500-2500m的深度间隔内，增温级为35. 1-47. 6m/℃;当深度分别为3000-3500m时，其地温相应增至92-120℃和104-1300C,这时2500-3500m之间的增温级为27. 7-45. 4m/℃，其中在3000-3500m的深度段间则为41. 7-50. 0m/℃。震旦系雾迷山组白云质灰岩和砂质灰岩的埋深对盖层的地温亦有随深度和地层而变化的同样趋势。雾迷山组地层埋深与盖层地温变化的关系。牛驼镇凸起是指震旦系雾迷山组白云质灰岩组成的一个古潜山，它埋深在700m左右，这里700m以上增温级可达12. 5-14. 3m/℃以上，当进入基底之后增温速率则迅速降低，而地热增温级则迅速增大。在那些埋深2000-3000m的拗陷中的低凸起上，其相应的地温分别为77-91℃和105-131℃，增温级为25.0-35. 7m／℃，当深至4000m时的增温级则增至52. 6- 111.Om/℃。由上可知，除在个别深度段由于岩性或其他因素的影响，增温级稍有降低外，一般都具有随深度逐渐增加的趋势。
 
  黄骅拗陷中的大港地区中新生代盖层较厚，地温随深度的变化与冀中拗陷类似。这里1 000-3000m深之间的平均增温级为19. 6-33. 3m/℃其中100-1000m之间（温度分别为17-20℃，44-52℃为24. 4-28. 6m/℃，1000-2000m之间（44-52℃；-73-87.3℃）为、28.33—34.5m／6，2000一3000m深的增温级为28.6—33.3m／℃。
 
  盆地东部的济阳拗陷地区的地温与深度的关系表示在图5—16中。该区在200m深时地温为18—22℃；1000m深为45—50℃，l500m深为72—96℃；当至3500m深时地温为123.6一l52℃4000m时地温变化在l37一I65℃之间，深达4500m处的地温则为148.5一l76℃。据此可知在200一1500m、1500一3500m以及3500一4500m的深度间隔内的增温级分别为l3.9—23.8m／℃，35.7—38.76m／℃及40.16—41.6m／℃。同样表现出增温级随深度增大的规律。济阳拗陷的西北侧，呈宁隆起上的增温级较小，它在200一1000m之间可达l6m／℃以上，但当其深入基底之后也表现为迅速增大。
 
  华北盆地中部是临清拗陷，区内多数钻孔主要分布于东浓拗陷及其南部地带。其地温一深度图呈一直线。地温增长速率较盆地北部的冀中、黄骅和东部的济阳等拗陷为低。
 
  本区500m地温为32-34℃；1500m深为60-66℃，多为72℃, 2500m为82-106℃； 2500m为104-138℃多为132℃，4000m深为116-144℃，当至5000m深处时，地温则上升到136-170℃，与上述深度段相应的地热增温级分别为35.7m／℃；29.4- 45.45m／℃；31.25-45.45m/℃；盆地的中南部，在黄河沿岸一带的开封拗陷内，地温随深度变化与东明拗陷的情况大致相当。处于东明拗陷和文留地区之间，拗陷中200m深处地温变化范围为21-22℃，1000m深为48. 5-51℃；2000m深为78-84.8℃，当深达3600m时地温为115.6-134.5℃，其相应的增品级分别为27. 8-29. 4m/oC，29.58-33.9m/℃和32. 25-42.. 55m/℃。
 
  临清拗陷和开封拗陷都位于华北盆地的中部，其地热增温级虽有微弱的差异，但其总的趋势是一致的，且变化幅度较小。1.67-45. 45 m/℃及38.46-50m/℃。同时区内的文留地区较东明地区的增温级为小。
 
  区内100m深地温为16-20℃；500m深为32-36 0C，并多在35℃左右，1 500m深为51. 8-73℃，主要集中于680C；当至3500m深时地温为96-125℃，一般为104℃左右。在100-500m、500-1500m和1500-3500m的不同深度间隔上的地热增温级分别为1 8.87m/℃，27.03-50.50m/℃（一般在32.25m/℃）和38.46-45. 45m/℃。
 
  综上所述，盆地的地温随深度的增长有着明显的变化规律；通过分析可以发现由北向南地温随深度的增长速率变慢，地热增温级逐渐增大，表明盆地北部的地温较南部为高，这一特点反映了盆地南北两部分的地质构造及其活动性的差异。由此可见，地温在纵向上和平面上的分布规律是一致的。