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[摘 要]随着全球地热勘探开发领域不断拓展，可供研究的地热田实例不断增加，需要进一步明确地热系统涵义，建立更为科学合理的地热系统分类体系。

[关键词]地热系统；类型划分；主控因素

中图分类号：P314 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0089-01

1 地热系统涵义及类型划分

1.1 地热系统的涵义

参考油气研究领域对含油气系统的认识，我们认为地热系统可以定义为一个相对独立的地质单元，它以热源为中心，包含热生成—运移—聚集—保持所需要的地质要素和地质作用，这些要素和作用组成了能形成热能聚集的功能单元。“地质要素”包括源（含热源和水源）、通道、储集体、盖层，“地质作用”则包含热的传输、储集、保存、散失。地热系统作为相对独立的地质单元，与地热田有所不同。国家标准中将地热田定义为“经地质勘查或研究证实，赋存有一定数量和质量并可供经济开发利用的地热资源的地区”。一个地热系统可以划分为多个地热田，而一个地热田也可以包含一个或多个地热系统。作为在地热单元划分体系相邻级别的地热单元，地热系统与地热带的关系在于地热带一般为大中型盆地中的隆起或坳陷带、小型盆地、山系、断裂带、地块等构造区带，一个地热带可能包含一个或多个地热系统；地热系统与地热藏的关系在于，地热藏以热储为主体，一个地热系统往往包含多个地热藏。作为中间环节的地热系统具有承上启下的作用，地热系统解剖和评价对于研究地热资源具有非常重要的意义。

1.2 地热系统类型划分

地热系统类型的划分，需要充分考虑地热系统作为地质单元的地质特性、作为热能单元的热的来源以及作为系统的热的赋存方式。因此，在综合分析国内外地热系统研究成果和认识的基础上，根据地热系统发育的地质构造背景、热源类型及热的赋存方式，提出将地热系统划分为两大类、4亚类、8种类型。

地热系统存在于一定的构造地质环境中，隆起山地区和沉积盆地区是两类分布广泛的构造类型，因此根据地热系统发育的构造环境将其划分为隆起山地型（Ⅰ型）和沉积盆地型（Ⅱ型）两大类。隆起山地区和沉积盆地区中都有部分地区存在岩浆等高温附加热源，在浅部即可形成高温地热资源，而另一些地区不存在岩浆等高温热源，在浅部只能形成中低温地热资源，只有埋深很大时才能形成高温地热资源。根据热源类型，可将地热系统分别进一步细分为隆起山地岩浆型地热系统（Ⅰ1型）、隆起山地非岩浆型地热系统（Ⅰ2型）、沉积盆地岩浆型地热系统（Ⅱ1型）、沉积盆地非岩浆型地热系统（Ⅱ2型）。地热资源开发利用千百年来一直以水热型地热资源为主体，但近些年干热岩研究和EGS（增强型地热系统）试验和研究不断进步，因此水热型地热资源和干热型地热资源都应该统筹考虑，所以依据热的赋存方式，将每一种地热系统进一步细分为干热型和水热型两种类型。

2 典型地热系统形成模式

2.1 岩浆热源水热型地热系统与干热型地热系统

在世界各地分布的板缘地热域构造活动剧烈区以及部分热点区，有着很多的岩浆热源，熔融态或半熔融态的熔岩，温度一般在900-1200度，对浅部岩石有比较好的烘烤作用，在水源充足的地方经常会出现水热对流现象。而且在比较合适的位置形成水热型地热系统。这样的以水热地流为主的能量传递方式，通常热源和热储是分离的，对流机是温差和压力差形成的自由对流。

2.2 非岩浆热源水热型地热系统与干热型地热系统

2.2.1 裂谷盆地

裂谷盆地属于伸展盆地的一种，是由于地壳或者岩石圈拉张的作用下破裂，沉陷形成的盆地。我们国家的大陆地区主要是裂谷盆地其中包含松辽盆地和渤海湾盆地。这种盆地里面一般都不存在附加热源，使非常正常的增温系统。渤海湾盆地因为地流流体过高，是我们国家使用地暖供热的主要地区，北京，河北，天津，山东等多个省都有使用地暖来代替燃煤供暖项目。

2.2.2 克拉通盆地

克拉通盆地在发育的过程当中有比较稳定的大地构造背景，长时间的下沉，构造运动不强烈，现在低温场和大地热流值不高。我们国家主要是克拉通盆地，因为地热流体温度不高，现在没有形成具体的地热开发利用项目，深部可能还存在的干热性地热系统没有进行侦查开发。

2.3.3 前陆盆地

前陆盆地是造山带前缘和克拉通之间的盆地。盆地中没有附加热源，热背景值一般都比较低，地热流体温度也非常低，有些地热资源没有得到开发使用，深部尽管可能有干热型地热系统，但是还没有进行考察和探究。

3 隆起山地水热型地热系统形成主控因素

3.1 水源充足

充足的水源不急對于隆起山地水热型地热系统的形成有很重要的意义。这种类型的地热系统的热存储主要氛围两种，高孔渗砂岩热储和基层裂隙型热储。因为你=这两种的热储体积都是比较小的，储存的地热流体梁也非常少，但是水循环的速度比较快，并且地热胸中的地热流体很大一部分都来源于大气降水，但是因为大量的开采水源就会出现补给不足的现象，加入不能进行人工回注补充，就不会实现稳定持续的开发和发展。美国的盖瑟尔斯地热田是一个典型的隆起山地行地热系统。地热田从1960年被开发，一直到1970年才进行地热尾水的回注，以后的尾水回注比例一直在逐渐升高，一直到1991年，注采比不到0.3.在1987年，盖瑟尔斯地热发电达到了巅峰，总装机容量可达2.43MW，但是在以后的八年里，因为开发过度引起了热储压力和蒸汽产量迅速下降。为了让热体产量得到保证，除了低热尾水之外，在1997年和2003年竣工的东南盖瑟尔斯尾水回注工程和圣罗莎盖瑟尔斯回注工程每天都给盖瑟尔斯地热田提供废水一桶鱼地热田回注，约1261万。因为持续开展回注工作，所以形成了比较稳定的低热循环系统，使地热田的蒸汽供应量得到了很大的提高，这样可以有效的控制盖瑟尔斯地热田蒸汽压力及产量的迅速减少。我们国家的羊八井地热田水热系统的开发也有着这种情况。有关研究发现，羊八井热天在1977年一号实验机组使用成功以来，进行了20年的地热开采，浅层地热井的地热流体压力和刘翔冥想降低，对现在的组长实践，满负荷发电，只有通过开采深部基岩裂隙热储中的地热流体进行补充。加入不能够使用地热尾水回注来解决出现的补给问题，对羊八井地热田的发展有着非常严重的影响。

3.2 断裂发育

对于隆起山地水热型地热系统，断裂不仅可以形成储层，还是水热运移通道，因此这对地热系统的形成有着非常大的影响。断裂断穿的深度比较大，可以进行更好的沟通水源和热源买这有利于形成更高温度的水热型地热体系。断裂带的宽度比较大，可以产生更为大的水热对流通道和热储层，这对于大规模的地热系统的形成有很大的帮助。我们国家的隆起山地水热型地热系统中，其中包含西藏羊八井地热田区，西藏羊易地热田区、福建漳州地热田区、内蒙古宁城地热田区、苏北老子山地热田区等，具有张兴或者是张扭性断裂的分布，断裂交汇出的地热更为显著。主要的因素就是两组交汇的地方，形成了比较大的断裂破碎带，深部给地热流体提供了通道，浅部成为了地热流体的重要存储空间。

4 结论

地热系统的形成的基础就是具有充足的热源。隆起山水热型地热系统的主要因素就是充足的水源补给和断裂的发育，沉积盆地水热型地热系统形成的主要原因就是埋藏较浅的渗透性。干热性地热系统形成的主要原因就是沉积盆地水热型地热系统。

参考文献

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[2] 王海明，马红.地暖采暖系统特点及管材选择[J].黑龙江科技信息.2010（04）.

[3] 谢华，高力强.低温热水地板辐射采暖技术问题分析[J].建筑技术.2011（01）.

作者简介

赵西岗（1970-），男（汉），河北枣强县人，中国矿业大学（北京）地质工程硕士，高级工程师，主要从事地热资源和水文地质勘查、煤田地质勘查及研究工作。E-mail：zhao-xigang@163.com。