浅析福建与台湾海峡深部高温岩体地热异常地质响应

庄庆祥 庄公勋 郑霜高 姜兆钧

（1 福建省能源研究会 福建福州 350001 2 漳州市老科技工作者协会 福建漳州 363000 3 福建省祥和地热开发有限公司院士专家工作站 福建漳州 363000）

研究区地下3 km～10 km 段中的干热岩热储主要是大面积高热导率、大生热率的各期次花岗岩，但由于花岗岩热储介质的不均匀性、各向异性、非线性的特性，干热岩热储热流运移规律决定着地下深部干热岩地热资源分布极不均匀。热流运移规律决定了干热岩地热资源一般会高度集中于具镜像倒影特征的地堑式负地形的活裂谷中，如台湾海峡沉降带、沿海的海湾平原、河口平原、大型断陷盆地和西部内陆山区的小型、中小型断陷山间盆地等的地下。

1 台湾海峡沉降带地热异常地质响应

台湾海峡形成于新生代早期，沉降带面积10 余万km2。新生代以来，台湾海峡沉降带最大沉降幅度近10 km，一般2 km～5 km，新构造断裂与岩浆活动十分剧烈，大、中、小浅源地震频繁不断。沉降带内上地壳内岩浆房低速热源体星罗棋布，巨厚的新生代碎屑岩盖层保温性能极佳，地壳内能量释放以地震能释放为主，加上海水淹没和尚未开展深层勘查与矿产资源开采，至今没有温泉、地热孔资料。但海峡内石油化学勘查调查资料查明沉降带盖层内蕴藏的油气资源为热解成因［3］，有别于我国其他地区油气田的生物化学分解成因，结合地震、地球物理、活动裂谷地形地貌、新生代火山与岩浆强烈活动、新构造活动深大断裂裂通、热源、热储、热盖等干热岩关键地质问题的综合分析研究，判断出台湾海峡沉降带在其两侧第四系新构造活动断裂夹持下，深部热物质上涌、运移等活动十分剧烈。油气热解成因表明深部高温岩体地热异常地质响应十分剧烈，地下3 km～10 km 段干热岩热储温度可能会高达300 ℃以上，超高温、高压纯蒸气干热岩地热资源会十分丰富，可能是中国第一个纯蒸气的过热（273 ℃以上）高温高产地热田。第二、三空间幔源多金属、稀有、稀土、放射性矿产资源和第一空间的油气、煤等矿产资源可能会非常丰富，综合开发利用潜力无限，有望成为我国乃至全球不可多得的大型聚宝盆。此判断结论还可从台湾岛西岸新竹油田勘探岸上钻孔平均地温梯度2 ℃/100 m，进入台湾海峡东部近岸处石油勘探孔平均地温梯度达4 ℃/100 m 之多佐证。据珠江口石油勘探和台湾海峡东部石油勘探资料，均揭露有中、新生代高温花岗岩热储体和基性、超基性火山变质岩体，与台湾海峡深部高温岩体的地震异常剧烈地质响应、火山与岩浆异常剧烈地质响应、成岩、成矿异常地质响应、地形地貌反差异常剧烈地质响应及壳幔地球物理、地球化学剧烈异常地质响应等吻合一致。由此可见台湾海峡沉降带新生代以来，新构造断裂裂通发育，活动剧烈，大、强地震频繁，小微地震频繁不断，油气资源热解成因证据充分，形成一条台湾海峡新生代沉降带深部高温岩体地热异常剧烈的地质响应完整的证据链条。

2 闽台梯级过渡带地热异常地质响应

闽台梯级过渡带内陆地面积约55 000 km2，占全省陆地总面积的44.5%，出露温泉158 个，温泉星罗棋布，占全省温泉总数217 个的72.86%；天然温泉最高水温91.5 ℃，其中≥60 ℃的热泉61 个，占全省热泉84 个的72.62%。天然温泉最高水温91.5 ℃，浅层地热水孔口最高水温105 ℃～122.4 ℃（漳州热田工人疗养院详查孔孔深99 m，孔底温度121.5 ℃，孔口水温105 ℃；漳州五中ZK2 开采孔孔深199 m，孔口水温122.4 ℃，估计孔内最高温度可达140 ℃）［1-4］。漳州热田中心、福州热田中心、厦门杏林热田中心500 m 深度浅层热储温度均大于100 ℃，热田规模大、水温最高、水量最大。

闽台梯级过渡带西部裸露大面积火山岩，厚达1 km～2 km，保温性能良好，温泉、热泉主要出露在沿深大断裂侵入花岗岩分布的山间断陷盆地中，地下3 km～10 km 干热岩往往有岩浆房低速热源体和高导、低阻、弱磁花岗岩热储体分布地热能。除以温泉、热泉释放外，还侧向补给东部地区。中高温、高温地热资源丰富，干热岩地热潜能巨大，第二、三空间幔源多金属、稀有、稀土、放射性等矿产资源可能会很丰富，综合开发利用潜力大。

闽台梯级过渡带东部裸露大面积的燕山期花岗岩热储，火山岩、第四系碎屑岩盖层分布面积小，厚度薄，保温性差，以热泉为主的温泉星罗棋布，但干热岩地热资源分布极不均匀，多富集于有众多岩浆房低速热源体和高导低阻弱磁高温干热岩热储体分布的地堑式海湾平原、河口平原、大型断陷盆地中。该构造单元获得东侧邻区台湾海峡沉降带和西邻闽台梯级过渡带西部干热岩热储、热源体热能的源源不断补给，成为地热能的集中排泄带。高温、中高温干热岩地热资源丰富，干热岩热潜能巨大，第二、三空间幔源多金属、稀有金属、稀土等矿产资源可能也会很丰富，综合开发利用潜力很大［2］。

3 闽台梯级过渡带温泉分布规律

3.1 东西向温泉分布规律

自西往东分别是北东向福安－南靖断裂地热异常带（过渡带西部）、北东向长乐－诏安断裂异常带（过渡带东部）。

（1）福安-南靖断裂地热异常带。面积约23 500 km2，占整个过渡带总面积5 500 km2的40%，温泉60 个，占整个过渡带温泉总数158 个的37.97%，其中热泉23 个，占整个过渡带热泉总数61 个的37.7%。

（2）长乐-诏安断裂地热异常带。面积约33 500 km2，占整个过渡带总面积的60%，温泉984 个，占整个过渡带温泉总数的62.03%，其中热泉38 个，占整个过渡带热泉总数的62.3%。

3.2 南北向温泉分布规律

（1）过渡带北部断块（宁德市）。温泉分布主要受三都澳北西向断裂带的控制，面积13 500 km2，占过渡带陆地面积55 000 km2的24.55%，温泉1 个，占过渡带温泉总数的0.63%，无热泉出露。

（2）过渡带中部断块（包括福州、莆田2 市）。温泉分布主要分别受北西向闽江下游断裂带和木兰溪下游断裂带的控制。面积16 280 km2，占过渡带总面积的33.6%。温泉39 个，占过渡带温泉总数的24.68%，热泉9 个，占过渡带热泉总数的14.75%。

（3）过渡带南部断块规律（包括泉州、厦门、漳州3 市）。温泉分布主要受北西向的九龙江下游断裂和北西向晋江下游断裂的控制。面积24 600 km2，占过渡带总面积的43.16%，温泉119 个，占过渡带温泉总数的75.32%，热泉52 个，占过渡带热泉总数的85.25%。

由此可见，闽台梯级过渡带自西往东、由北向南深部高温岩体浅层地热异常地质响应强度增强趋势十分显着。

4 福建西部内陆地热异常地质响应

4.1 闽西北隆起区（包括南平市和宁德市的西部一部分）

位于福建西北部，面积约30 000 km2，占全省陆地面积24.19%，温泉4 个，占全省温泉的1.84%，全是30 ℃～40 ℃的低温温泉。干热岩地热潜能中等，低温、中低温干热岩地热资源丰富，第二、三空间多金属、稀有金属、稀土、放射性等幔源矿产资源较丰富，有一定综合开发利用价值。

4.2 闽西南拗陷区（包括三明、龙岩2 市）

面积约40 000 km2，占全省陆地总面积的32.26%，温泉65 个，占全省温泉点数的29.96%，热泉17 个，占全省陆地热泉总数的21.79%，大于80 ℃的热泉3 处，占全省陆地大于80 ℃热泉总数的18.75%。该拗陷区中、新生代断陷山间盆地下地壳中往往有二层低速岩浆房热源体，新构造断裂热通发育、活动强烈，干热岩热盖厚度适中，深部热物质上涌、运移、分异、变异、活动（能量）和深部高温岩体地热异常地质响应强烈，中温、中高温干热岩地热资源丰富，第二、三空间多金属、稀有金属、稀土、放射性等幔源矿产资源和煤炭等壳源矿产资源丰富，具较高的综合开发利用价值。

5 结语

闽西北隆起区深部热物质活动与深部高温岩体地热异常地质响应强度最弱；闽西南拗陷区深部热物质活动与深部高温岩体地热异常地质响应强度较强烈；闽台梯级过渡带深部热物质活动与深部高温岩体地热异常地质响应强度强烈；台湾海峡沉降带深部热物质活动与深部高温岩体地热异常地质响应最剧烈。昭示研究区深部热物质上涌、运移、调整、分异、变异、交换（能量）活动与深部高温岩体地热异常地质响应强度自西往东、由北向南梯度增强趋势十分明显。