地質(zhì)構(gòu)造對(duì)黃河下游(河南段)地?zé)岱植嫉挠绊懛治?/h1>
2020-11-10 04:22:34齊玉峰王文娟李堯
齊玉峰，王文娟，李堯
(1.河南省地礦局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450053； 2.河南省地?zé)崮荛_發(fā)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450053)
黃河流域與黃河所經(jīng)地區(qū)在國家發(fā)展中具有極為重要的戰(zhàn)略地位，河南省是黃河流域的第一人口大省和全國的第五經(jīng)濟(jì)大省，黃河流經(jīng)三門峽、濟(jì)源、焦作、洛陽、鄭州、新鄉(xiāng)、開封、濮陽8 市中的26個(gè)縣(市、區(qū))[1-2]。河南省黃河下游的鄭州市、新鄉(xiāng)市、開封市是我省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)，也是地?zé)衢_發(fā)利用程度較高的區(qū)域。由于對(duì)該區(qū)域地?zé)豳Y源時(shí)空分布及形成規(guī)律了解不透徹，導(dǎo)致在開發(fā)利用的過程中出現(xiàn)了諸多環(huán)境地質(zhì)問題。
地?zé)豳Y源時(shí)空分布及形成規(guī)律與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，本文將從此處入手進(jìn)行研究。前人針對(duì)地?zé)崤c地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作：姜寶良等[3]通過對(duì)豫北兩處地?zé)釁^(qū)的地質(zhì)背景分析，認(rèn)為在數(shù)條深大斷裂帶的交匯部位，地下熱巖漿與沿?cái)嗔哑扑閹B入地殼深處的大氣降水接觸后可形成地?zé)崴?；余晨[4]通過分析地質(zhì)構(gòu)造、鉆探、水文地質(zhì)以及水文地球化學(xué)資料，認(rèn)為五龍口地?zé)釁^(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為盤古寺斷裂帶和五龍口斷裂帶，其分布嚴(yán)格受斷裂的控制；王貴玲等[5]在總結(jié)研究鄂爾多斯及其周緣斷陷盆地地質(zhì)構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上，定性分析了大地?zé)崃?、地溫梯度和地溫場分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，認(rèn)為鄂爾多斯周緣地質(zhì)構(gòu)造控制著地?zé)豳Y源的形成；趙亞娟等[6]通過分析河北牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽镎共夹螒B(tài)、熱儲(chǔ)特征、地溫場分布特征，進(jìn)而探討了地幔熱柱控制下其熱源的形成、運(yùn)移及其地?zé)崽锏男纬?；李建鴻[7]根據(jù)次級(jí)斷裂構(gòu)造是江西省寧都縣龍歸山的主要導(dǎo)水、導(dǎo)熱構(gòu)造這一找礦理念和找礦模式，在次級(jí)斷裂構(gòu)造的延伸方向上進(jìn)行詳細(xì)的勘查，取得了較好的找礦成果；高亮等[8]基于晏家屯斷裂帶附近兩口地?zé)峋牡刭|(zhì)編錄、測溫和化驗(yàn)等數(shù)據(jù)，結(jié)合煤炭勘查資料，探討了晏家屯斷裂帶對(duì)邢東地?zé)崽锏目刂谱饔?，認(rèn)為晏家屯斷裂帶控制了邢東地?zé)崽锏奈鞑窟吔?；羅紹強(qiáng)等[9]結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和地?zé)崽锏刭|(zhì)及地球物理場的研究成果，分析了查孜地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的形成背景、賦存條件和分布規(guī)律。
本文以區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、資料收集和分析為基礎(chǔ)，探討活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)河南黃河下游熱儲(chǔ)溫度分布的影響及其與地?zé)岱植嫉年P(guān)系，為今后河南省黃河下游地?zé)衢_發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)及管理依據(jù)。
1 黃河下游主要的隱伏活動(dòng)斷裂構(gòu)造
河南黃河下游地?zé)犷愋椭饕獮槌练e盆地埋藏型，熱儲(chǔ)巖性以新生界砂巖為主?；椎貙佑汕靶律绾湎?、奧陶系、二疊系、侏羅—白堊系組成，與上覆新生界地層呈角度不整合接觸。自新生界以來，地殼下沉，接受巨厚層的沉積，沉積物厚度一般在3 000 m左右，凹陷區(qū)厚度達(dá)6 500 m左右，凸起區(qū)高度也有2 000余米。古近系和新近系巖性為黏土巖、砂質(zhì)黏土巖、砂巖、砂礫巖，其層位和厚度受古地形影響，產(chǎn)狀近于水平。基底斷塊被北東、北西和近東西向3組斷裂切割為不同的次級(jí)斷塊構(gòu)造格局，為典型的新華夏“多”字形構(gòu)造。黃河以北，北北東向斷塊最為發(fā)育；黃河以南，北西西向斷塊發(fā)育。河南省黃河下游主要深大斷裂見表1，基底斷裂分布如圖1所示。
新近系在新商斷裂以北的底界面埋深為1.1～1.5 km，在鄭州—蘭考斷裂以北、新商斷裂以南的底界面埋深為1.5～2.1 km，在鄭州—蘭考斷裂以南的底界面埋深為1.1～1.8 km；古近系在鄭州—蘭考斷裂以北、新商斷裂以南沉積厚達(dá)3 km，其底界面埋深為4～5 km，在新商斷裂以北的底界面埋深為2.4～3.4 km，而在鄭州—蘭考斷裂以南，可能缺失古近系。
續(xù)表
圖1 河南省黃河下游基底斷裂圖
2 活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)熱儲(chǔ)溫度分布的影響
河南省黃河下游屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)的南部，二級(jí)分區(qū)則為華北臺(tái)坳的中南部，由于基底構(gòu)造及斷裂活動(dòng)影響，形成一系列次級(jí)斷(坳)陷盆地和斷塊隆起[10]，新生代以來，巖漿活動(dòng)微弱，地?zé)豳Y源形成與巖漿活動(dòng)的關(guān)系較小。但是，在俯沖碰撞造山后的板內(nèi)演化階段，由于碰撞造山后的伸展作用，自白堊紀(jì)開始區(qū)域性斷塊作用極其強(qiáng)烈，深大斷裂發(fā)育，并發(fā)生繼承性活動(dòng)延續(xù)至新近紀(jì)時(shí)期，第三紀(jì)時(shí)期沿?cái)嗔褞У膸r漿活動(dòng)、新生代斷陷盆地的發(fā)育、第四系被錯(cuò)斷、近代地震活動(dòng)等充分說明第四紀(jì)時(shí)期河南黃河下游斷裂繼承性活動(dòng)強(qiáng)烈。
河南省黃河下游區(qū)域內(nèi)活動(dòng)性斷裂發(fā)育，來自河南省黃河下游區(qū)域外西部山區(qū)并賦存于灰?guī)r中的地下水經(jīng)加熱增溫，沿著斷裂和裂隙上升至古近系頂部，古近系頂部的熱水受弱透水層的阻礙對(duì)新近系及以上地層施加影響[11]，具備了形成地?zé)岙惓５膬?yōu)勢條件。
河南省黃河下游區(qū)域熱儲(chǔ)溫度分布與區(qū)內(nèi)構(gòu)造關(guān)系密切，高溫?zé)醿?chǔ)分布區(qū)恰好位于基底構(gòu)造較發(fā)育的開封和蘭考附近，低熱儲(chǔ)溫度分布區(qū)正是基底構(gòu)造不發(fā)育的鄭州市區(qū)。另外，高熱儲(chǔ)溫度分布區(qū)的展布方向?yàn)楸睎|向，與河南省黃河下游區(qū)域內(nèi)北東及北北東向構(gòu)造較發(fā)育基本一致；從河南省目前已發(fā)現(xiàn)的溫泉分布情況看，其分布主要受地質(zhì)構(gòu)造的控制，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造體系主要有東西向構(gòu)造帶、北西向構(gòu)造帶、華夏類型構(gòu)造，其中以東西向構(gòu)造和華夏類型構(gòu)造對(duì)溫泉分布的控制最為顯著[12-15]。
3 活動(dòng)斷裂構(gòu)造與地?zé)岙惓５年P(guān)系
河南省黃河下游區(qū)域地?zé)岱植贾饕芙鼥|西向和北東向斷裂控制，主要位于不同方向斷裂交匯部位，區(qū)域上沿東西向斷裂分布，這與河南省黃河下游區(qū)域新構(gòu)造活動(dòng)以北東向新華夏系構(gòu)造為主且活動(dòng)性最強(qiáng)的特征是一致的。這說明地?zé)岙惓Ｅc活動(dòng)斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，活動(dòng)斷裂是深部熱流向上運(yùn)移的重要通道，影響著現(xiàn)今地?zé)豳Y源的分布。
開封受多種構(gòu)造體系的影響，古近系及以下地層內(nèi)斷裂縱橫交錯(cuò)，裂隙發(fā)育，巖層破碎，深部地?zé)崃黧w沿?cái)嗔押突規(guī)r的裂隙、洞縫向上運(yùn)移，受上部透水性差的蓋層的阻礙而集中于古近系的頂部。熱水一方面通過蓋層的孔隙和細(xì)小裂隙極其緩慢地向上滲透，另一方面其熱量亦在不斷向周圍巖層傳導(dǎo)，于是在開封境內(nèi)就形成了熱儲(chǔ)溫度偏高的異常區(qū),該區(qū)域2 300 m深的地?zé)峋鏊疁囟雀哌_(dá)92 ℃；蘭考位于焦作—商丘大斷裂和蘭考—東明大斷裂的交匯部位，受集中于古近系頂部的沿?cái)嗔押土严渡仙纳畈繜崴绊懀瑹醿?chǔ)溫度也偏高,1 900 m深的地?zé)峋鏊疁囟葹?5 ℃；新鄉(xiāng)市西南大召營—朗公廟一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性新鄉(xiāng)—商丘斷裂、太行山東麓斷裂、湯東斷裂多條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，斷裂切穿地殼，熱儲(chǔ)溫度也偏高,1 350 m深的地?zé)峋鏊疁囟葹?3 ℃；鄭州市大部分區(qū)域基底斷裂不太發(fā)育，受深部地?zé)崃黧w的影響不大，正常情況下熱儲(chǔ)溫度偏低。
因此，河南省黃河下游區(qū)域地?zé)岱植疾坏芑讛嗔芽刂?，而且受蓋層斷裂的制約。由于盆地受不同時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)的影響，兩種類型斷裂可能存在不連通的現(xiàn)象，導(dǎo)致地?zé)崽锏姆植寂c兩種類型的斷裂分布存在一定差異。在基底斷裂帶，熱流體以對(duì)流形式由地殼深部向淺部運(yùn)移，當(dāng)接觸到封閉沉積蓋層時(shí)，熱能以傳導(dǎo)形式運(yùn)移；局部存在蓋層斷裂時(shí)，可能存在對(duì)流形式的運(yùn)移，熱能運(yùn)移形式為對(duì)流與傳導(dǎo)并存。地?zé)崮軄碓从诨讛嗔褞?，熱能量決定于基底斷裂帶的切割深度以及與多條斷裂交匯的強(qiáng)度。這說明深大活動(dòng)性斷裂常是地殼深處地?zé)崮苌仙耐ǖ?也是地?zé)岙惓Ｐ纬傻闹鲗?dǎo)因素。
本文依據(jù)地?zé)岙惓Ｅc活動(dòng)斷裂構(gòu)造的關(guān)系，結(jié)合地?zé)岙惓Ｐ纬傻臋C(jī)理，將地?zé)岙惓^(qū)劃分為三級(jí)，如圖2所示。
圖2 河南省黃河下游地?zé)岙惓D
3.1 一級(jí)異常區(qū)
劃分的一級(jí)地?zé)岙惓^(qū)有7個(gè)，分別是：鄭州市北郊異常區(qū)、鄭東蒲田集—?jiǎng)⒓惓^(qū)、開封市杏花營異常區(qū)、開封東八里灣—興隆異常區(qū)、蘭考西異常區(qū)、封丘縣異常區(qū)、新鄉(xiāng)市南郊異常區(qū)，詳細(xì)情況如下。
鄭州市北郊異常區(qū)(Ⅰ1)：位于鄭州市古滎—柳林一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向湯東斷裂、北西向鄭州—武陟斷裂等多條活動(dòng)斷裂，尤其是在不同方向斷裂的交匯部位，形成良好的深部熱能向淺表釋放的通道。
鄭東蒲田集—?jiǎng)⒓惓^(qū)(Ⅰ2)：位于鄭州市蒲田集—?jiǎng)⒓粠В瑓^(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向?？h—萬灘斷裂兩條活動(dòng)斷裂。
開封市杏花營異常區(qū)(Ⅰ3)：位于開封市西杏花營西部，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向長垣斷裂兩條活動(dòng)斷裂，尤其是在兩斷裂的交匯部位，形成良好的深部熱能向淺表釋放的通道。
開封東八里灣—興隆異常區(qū)(Ⅰ4)：位于開封縣東八里灣—興隆一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向次級(jí)斷裂兩條活動(dòng)斷裂，斷裂構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，第四紀(jì)時(shí)期深凹陷沉降幅度達(dá)數(shù)千米。
蘭考西異常區(qū)(Ⅰ5)：位于蘭考縣西部地區(qū)，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向聊城—蘭考斷裂、新鄉(xiāng)—商丘斷裂3條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，為多條區(qū)域性活動(dòng)斷裂交匯部位，斷裂切穿地殼，活動(dòng)強(qiáng)烈，異常區(qū)第四紀(jì)時(shí)期深凹陷沉降幅度達(dá)數(shù)千米，是河南省黃河下游區(qū)域異常最為顯著的地區(qū)。
封丘縣異常區(qū)(Ⅰ6)：位于新鄉(xiāng)市封丘縣縣城南部，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性新鄉(xiāng)—商丘斷裂、東濮斷陷東部邊界長垣斷裂兩條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，為開封斷陷、東濮斷陷、內(nèi)黃隆起3個(gè)構(gòu)造單元接觸部位，斷裂切穿地殼，活動(dòng)強(qiáng)烈。
新鄉(xiāng)市南郊異常區(qū)(Ⅰ7)：位于新鄉(xiāng)市西南大召營—朗公廟一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性新鄉(xiāng)—商丘斷裂、太行山東麓斷裂、湯東斷裂等多條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，為開封斷陷、湯陰地嵌、內(nèi)黃隆起多個(gè)構(gòu)造單元接觸部位，斷裂切穿地殼，活動(dòng)強(qiáng)烈。
3.2 二級(jí)異常區(qū)
二級(jí)地?zé)岙惓^(qū)只有1個(gè)，為黃河南岸鄭州—蘭考異常區(qū)(Ⅱ1)：位于黃河南岸鄭州—蘭考一線北部，為鄭州—蘭考東西向區(qū)域性深大斷裂帶發(fā)育區(qū)，在第四紀(jì)時(shí)期開封凹陷四周的邊界斷裂中，該斷裂活動(dòng)最為強(qiáng)烈，形成良好的深部熱能向淺表釋放的通道，除在與其他方向斷裂交匯部位為一級(jí)異常區(qū)外，沿該斷裂帶為二級(jí)地?zé)岙惓^(qū)。
3.3 三級(jí)異常區(qū)
三級(jí)地?zé)岙惓^(qū)有3個(gè)，分別為武陟東異常區(qū)、原陽—延津異常區(qū)、封丘南異常區(qū)，具體情況如下。
武陟東異常區(qū)(Ⅲ1)：位于武陟縣東部，呈北東向條帶狀展布，為濟(jì)源斷陷與開封斷陷的結(jié)合部位、太行山東麓山前斷裂的南延地帶。
原陽—延津異常區(qū)(Ⅲ2)：位于原陽西師寨—延津一帶，呈北東向條帶狀展布，為開封斷陷武陟斷凸與原陽—封丘斷陷次級(jí)構(gòu)造單元的結(jié)合部位，二次級(jí)構(gòu)造單元間差異性升降運(yùn)動(dòng)幅度巨大，為湯東斷裂的南延地帶，斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈。
封丘南異常區(qū)(Ⅲ3)：位于封丘縣南部堤角—司莊—曹崗一帶，沿北東向長垣斷裂南延部分和新鄉(xiāng)—商丘斷裂分布，為原陽—封丘斷陷與開封斷隆二次級(jí)構(gòu)造單元以及開封斷隆與東濮斷陷南端的結(jié)合部位，不同級(jí)構(gòu)造單元間差異性升降運(yùn)動(dòng)顯著，斷裂活動(dòng)較強(qiáng)烈。
4 結(jié)語
本文從地?zé)岙惓Ｐ纬傻膮^(qū)域構(gòu)造背景出發(fā)，分析探討了活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)河南黃河下游熱儲(chǔ)溫度分布的影響，劃分了三級(jí)地?zé)岙惓^(qū)，認(rèn)為河南省黃河下游區(qū)域地?zé)岙惓７植贾饕芙鼥|西向和北東向斷裂的控制。建議將黃河兩岸的鄭州市古滎—柳林一帶、新鄉(xiāng)市西南大召營—朗公廟一帶、封丘縣城南部和蘭考縣西部作為地?zé)岬闹攸c(diǎn)勘探開發(fā)前景區(qū)。
地?zé)嵫芯康哪康脑谟诶?，從河南省黃河下游區(qū)域地?zé)豳Y源與一定的構(gòu)造型式有著內(nèi)在聯(lián)系的觀點(diǎn)出發(fā)，今后河南省黃河下游區(qū)域的地?zé)衢_發(fā)利用，應(yīng)首先考慮那些位于構(gòu)造體系主干斷裂兩側(cè)及其與其它斷裂構(gòu)造交匯的區(qū)域。
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黃河流域與黃河所經(jīng)地區(qū)在國家發(fā)展中具有極為重要的戰(zhàn)略地位，河南省是黃河流域的第一人口大省和全國的第五經(jīng)濟(jì)大省，黃河流經(jīng)三門峽、濟(jì)源、焦作、洛陽、鄭州、新鄉(xiāng)、開封、濮陽8 市中的26個(gè)縣(市、區(qū))[1-2]。河南省黃河下游的鄭州市、新鄉(xiāng)市、開封市是我省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)地區(qū)，也是地?zé)衢_發(fā)利用程度較高的區(qū)域。由于對(duì)該區(qū)域地?zé)豳Y源時(shí)空分布及形成規(guī)律了解不透徹，導(dǎo)致在開發(fā)利用的過程中出現(xiàn)了諸多環(huán)境地質(zhì)問題。
地?zé)豳Y源時(shí)空分布及形成規(guī)律與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，本文將從此處入手進(jìn)行研究。前人針對(duì)地?zé)崤c地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作：姜寶良等[3]通過對(duì)豫北兩處地?zé)釁^(qū)的地質(zhì)背景分析，認(rèn)為在數(shù)條深大斷裂帶的交匯部位，地下熱巖漿與沿?cái)嗔哑扑閹B入地殼深處的大氣降水接觸后可形成地?zé)崴?；余晨[4]通過分析地質(zhì)構(gòu)造、鉆探、水文地質(zhì)以及水文地球化學(xué)資料，認(rèn)為五龍口地?zé)釁^(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為盤古寺斷裂帶和五龍口斷裂帶，其分布嚴(yán)格受斷裂的控制；王貴玲等[5]在總結(jié)研究鄂爾多斯及其周緣斷陷盆地地質(zhì)構(gòu)造特征的基礎(chǔ)上，定性分析了大地?zé)崃?、地溫梯度和地溫場分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，認(rèn)為鄂爾多斯周緣地質(zhì)構(gòu)造控制著地?zé)豳Y源的形成；趙亞娟等[6]通過分析河北牛駝鎮(zhèn)地?zé)崽镎共夹螒B(tài)、熱儲(chǔ)特征、地溫場分布特征，進(jìn)而探討了地幔熱柱控制下其熱源的形成、運(yùn)移及其地?zé)崽锏男纬?；李建鴻[7]根據(jù)次級(jí)斷裂構(gòu)造是江西省寧都縣龍歸山的主要導(dǎo)水、導(dǎo)熱構(gòu)造這一找礦理念和找礦模式，在次級(jí)斷裂構(gòu)造的延伸方向上進(jìn)行詳細(xì)的勘查，取得了較好的找礦成果；高亮等[8]基于晏家屯斷裂帶附近兩口地?zé)峋牡刭|(zhì)編錄、測溫和化驗(yàn)等數(shù)據(jù)，結(jié)合煤炭勘查資料，探討了晏家屯斷裂帶對(duì)邢東地?zé)崽锏目刂谱饔?，認(rèn)為晏家屯斷裂帶控制了邢東地?zé)崽锏奈鞑窟吔?；羅紹強(qiáng)等[9]結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景和地?zé)崽锏刭|(zhì)及地球物理場的研究成果，分析了查孜地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的形成背景、賦存條件和分布規(guī)律。
本文以區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、資料收集和分析為基礎(chǔ)，探討活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)河南黃河下游熱儲(chǔ)溫度分布的影響及其與地?zé)岱植嫉年P(guān)系，為今后河南省黃河下游地?zé)衢_發(fā)利用產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)及管理依據(jù)。
1 黃河下游主要的隱伏活動(dòng)斷裂構(gòu)造
河南黃河下游地?zé)犷愋椭饕獮槌练e盆地埋藏型，熱儲(chǔ)巖性以新生界砂巖為主?；椎貙佑汕靶律绾湎?、奧陶系、二疊系、侏羅—白堊系組成，與上覆新生界地層呈角度不整合接觸。自新生界以來，地殼下沉，接受巨厚層的沉積，沉積物厚度一般在3 000 m左右，凹陷區(qū)厚度達(dá)6 500 m左右，凸起區(qū)高度也有2 000余米。古近系和新近系巖性為黏土巖、砂質(zhì)黏土巖、砂巖、砂礫巖，其層位和厚度受古地形影響，產(chǎn)狀近于水平。基底斷塊被北東、北西和近東西向3組斷裂切割為不同的次級(jí)斷塊構(gòu)造格局，為典型的新華夏“多”字形構(gòu)造。黃河以北，北北東向斷塊最為發(fā)育；黃河以南，北西西向斷塊發(fā)育。河南省黃河下游主要深大斷裂見表1，基底斷裂分布如圖1所示。
新近系在新商斷裂以北的底界面埋深為1.1～1.5 km，在鄭州—蘭考斷裂以北、新商斷裂以南的底界面埋深為1.5～2.1 km，在鄭州—蘭考斷裂以南的底界面埋深為1.1～1.8 km；古近系在鄭州—蘭考斷裂以北、新商斷裂以南沉積厚達(dá)3 km，其底界面埋深為4～5 km，在新商斷裂以北的底界面埋深為2.4～3.4 km，而在鄭州—蘭考斷裂以南，可能缺失古近系。
續(xù)表
圖1 河南省黃河下游基底斷裂圖
2 活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)熱儲(chǔ)溫度分布的影響
河南省黃河下游屬中朝準(zhǔn)地臺(tái)的南部，二級(jí)分區(qū)則為華北臺(tái)坳的中南部，由于基底構(gòu)造及斷裂活動(dòng)影響，形成一系列次級(jí)斷(坳)陷盆地和斷塊隆起[10]，新生代以來，巖漿活動(dòng)微弱，地?zé)豳Y源形成與巖漿活動(dòng)的關(guān)系較小。但是，在俯沖碰撞造山后的板內(nèi)演化階段，由于碰撞造山后的伸展作用，自白堊紀(jì)開始區(qū)域性斷塊作用極其強(qiáng)烈，深大斷裂發(fā)育，并發(fā)生繼承性活動(dòng)延續(xù)至新近紀(jì)時(shí)期，第三紀(jì)時(shí)期沿?cái)嗔褞У膸r漿活動(dòng)、新生代斷陷盆地的發(fā)育、第四系被錯(cuò)斷、近代地震活動(dòng)等充分說明第四紀(jì)時(shí)期河南黃河下游斷裂繼承性活動(dòng)強(qiáng)烈。
河南省黃河下游區(qū)域內(nèi)活動(dòng)性斷裂發(fā)育，來自河南省黃河下游區(qū)域外西部山區(qū)并賦存于灰?guī)r中的地下水經(jīng)加熱增溫，沿著斷裂和裂隙上升至古近系頂部，古近系頂部的熱水受弱透水層的阻礙對(duì)新近系及以上地層施加影響[11]，具備了形成地?zé)岙惓５膬?yōu)勢條件。
河南省黃河下游區(qū)域熱儲(chǔ)溫度分布與區(qū)內(nèi)構(gòu)造關(guān)系密切，高溫?zé)醿?chǔ)分布區(qū)恰好位于基底構(gòu)造較發(fā)育的開封和蘭考附近，低熱儲(chǔ)溫度分布區(qū)正是基底構(gòu)造不發(fā)育的鄭州市區(qū)。另外，高熱儲(chǔ)溫度分布區(qū)的展布方向?yàn)楸睎|向，與河南省黃河下游區(qū)域內(nèi)北東及北北東向構(gòu)造較發(fā)育基本一致；從河南省目前已發(fā)現(xiàn)的溫泉分布情況看，其分布主要受地質(zhì)構(gòu)造的控制，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造體系主要有東西向構(gòu)造帶、北西向構(gòu)造帶、華夏類型構(gòu)造，其中以東西向構(gòu)造和華夏類型構(gòu)造對(duì)溫泉分布的控制最為顯著[12-15]。
3 活動(dòng)斷裂構(gòu)造與地?zé)岙惓５年P(guān)系
河南省黃河下游區(qū)域地?zé)岱植贾饕芙鼥|西向和北東向斷裂控制，主要位于不同方向斷裂交匯部位，區(qū)域上沿東西向斷裂分布，這與河南省黃河下游區(qū)域新構(gòu)造活動(dòng)以北東向新華夏系構(gòu)造為主且活動(dòng)性最強(qiáng)的特征是一致的。這說明地?zé)岙惓Ｅc活動(dòng)斷裂構(gòu)造關(guān)系密切，活動(dòng)斷裂是深部熱流向上運(yùn)移的重要通道，影響著現(xiàn)今地?zé)豳Y源的分布。
開封受多種構(gòu)造體系的影響，古近系及以下地層內(nèi)斷裂縱橫交錯(cuò)，裂隙發(fā)育，巖層破碎，深部地?zé)崃黧w沿?cái)嗔押突規(guī)r的裂隙、洞縫向上運(yùn)移，受上部透水性差的蓋層的阻礙而集中于古近系的頂部。熱水一方面通過蓋層的孔隙和細(xì)小裂隙極其緩慢地向上滲透，另一方面其熱量亦在不斷向周圍巖層傳導(dǎo)，于是在開封境內(nèi)就形成了熱儲(chǔ)溫度偏高的異常區(qū),該區(qū)域2 300 m深的地?zé)峋鏊疁囟雀哌_(dá)92 ℃；蘭考位于焦作—商丘大斷裂和蘭考—東明大斷裂的交匯部位，受集中于古近系頂部的沿?cái)嗔押土严渡仙纳畈繜崴绊懀瑹醿?chǔ)溫度也偏高,1 900 m深的地?zé)峋鏊疁囟葹?5 ℃；新鄉(xiāng)市西南大召營—朗公廟一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性新鄉(xiāng)—商丘斷裂、太行山東麓斷裂、湯東斷裂多條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，斷裂切穿地殼，熱儲(chǔ)溫度也偏高,1 350 m深的地?zé)峋鏊疁囟葹?3 ℃；鄭州市大部分區(qū)域基底斷裂不太發(fā)育，受深部地?zé)崃黧w的影響不大，正常情況下熱儲(chǔ)溫度偏低。
因此，河南省黃河下游區(qū)域地?zé)岱植疾坏芑讛嗔芽刂?，而且受蓋層斷裂的制約。由于盆地受不同時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)的影響，兩種類型斷裂可能存在不連通的現(xiàn)象，導(dǎo)致地?zé)崽锏姆植寂c兩種類型的斷裂分布存在一定差異。在基底斷裂帶，熱流體以對(duì)流形式由地殼深部向淺部運(yùn)移，當(dāng)接觸到封閉沉積蓋層時(shí)，熱能以傳導(dǎo)形式運(yùn)移；局部存在蓋層斷裂時(shí)，可能存在對(duì)流形式的運(yùn)移，熱能運(yùn)移形式為對(duì)流與傳導(dǎo)并存。地?zé)崮軄碓从诨讛嗔褞?，熱能量決定于基底斷裂帶的切割深度以及與多條斷裂交匯的強(qiáng)度。這說明深大活動(dòng)性斷裂常是地殼深處地?zé)崮苌仙耐ǖ?也是地?zé)岙惓Ｐ纬傻闹鲗?dǎo)因素。
本文依據(jù)地?zé)岙惓Ｅc活動(dòng)斷裂構(gòu)造的關(guān)系，結(jié)合地?zé)岙惓Ｐ纬傻臋C(jī)理，將地?zé)岙惓^(qū)劃分為三級(jí)，如圖2所示。
圖2 河南省黃河下游地?zé)岙惓D
3.1 一級(jí)異常區(qū)
劃分的一級(jí)地?zé)岙惓^(qū)有7個(gè)，分別是：鄭州市北郊異常區(qū)、鄭東蒲田集—?jiǎng)⒓惓^(qū)、開封市杏花營異常區(qū)、開封東八里灣—興隆異常區(qū)、蘭考西異常區(qū)、封丘縣異常區(qū)、新鄉(xiāng)市南郊異常區(qū)，詳細(xì)情況如下。
鄭州市北郊異常區(qū)(Ⅰ1)：位于鄭州市古滎—柳林一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向湯東斷裂、北西向鄭州—武陟斷裂等多條活動(dòng)斷裂，尤其是在不同方向斷裂的交匯部位，形成良好的深部熱能向淺表釋放的通道。
鄭東蒲田集—?jiǎng)⒓惓^(qū)(Ⅰ2)：位于鄭州市蒲田集—?jiǎng)⒓粠В瑓^(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向?？h—萬灘斷裂兩條活動(dòng)斷裂。
開封市杏花營異常區(qū)(Ⅰ3)：位于開封市西杏花營西部，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向長垣斷裂兩條活動(dòng)斷裂，尤其是在兩斷裂的交匯部位，形成良好的深部熱能向淺表釋放的通道。
開封東八里灣—興隆異常區(qū)(Ⅰ4)：位于開封縣東八里灣—興隆一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向次級(jí)斷裂兩條活動(dòng)斷裂，斷裂構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，第四紀(jì)時(shí)期深凹陷沉降幅度達(dá)數(shù)千米。
蘭考西異常區(qū)(Ⅰ5)：位于蘭考縣西部地區(qū)，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性鄭州—蘭考斷裂、北東向聊城—蘭考斷裂、新鄉(xiāng)—商丘斷裂3條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，為多條區(qū)域性活動(dòng)斷裂交匯部位，斷裂切穿地殼，活動(dòng)強(qiáng)烈，異常區(qū)第四紀(jì)時(shí)期深凹陷沉降幅度達(dá)數(shù)千米，是河南省黃河下游區(qū)域異常最為顯著的地區(qū)。
封丘縣異常區(qū)(Ⅰ6)：位于新鄉(xiāng)市封丘縣縣城南部，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性新鄉(xiāng)—商丘斷裂、東濮斷陷東部邊界長垣斷裂兩條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，為開封斷陷、東濮斷陷、內(nèi)黃隆起3個(gè)構(gòu)造單元接觸部位，斷裂切穿地殼，活動(dòng)強(qiáng)烈。
新鄉(xiāng)市南郊異常區(qū)(Ⅰ7)：位于新鄉(xiāng)市西南大召營—朗公廟一帶，區(qū)內(nèi)發(fā)育區(qū)域性新鄉(xiāng)—商丘斷裂、太行山東麓斷裂、湯東斷裂等多條區(qū)域性活動(dòng)斷裂，為開封斷陷、湯陰地嵌、內(nèi)黃隆起多個(gè)構(gòu)造單元接觸部位，斷裂切穿地殼，活動(dòng)強(qiáng)烈。
3.2 二級(jí)異常區(qū)
二級(jí)地?zé)岙惓^(qū)只有1個(gè)，為黃河南岸鄭州—蘭考異常區(qū)(Ⅱ1)：位于黃河南岸鄭州—蘭考一線北部，為鄭州—蘭考東西向區(qū)域性深大斷裂帶發(fā)育區(qū)，在第四紀(jì)時(shí)期開封凹陷四周的邊界斷裂中，該斷裂活動(dòng)最為強(qiáng)烈，形成良好的深部熱能向淺表釋放的通道，除在與其他方向斷裂交匯部位為一級(jí)異常區(qū)外，沿該斷裂帶為二級(jí)地?zé)岙惓^(qū)。
3.3 三級(jí)異常區(qū)
三級(jí)地?zé)岙惓^(qū)有3個(gè)，分別為武陟東異常區(qū)、原陽—延津異常區(qū)、封丘南異常區(qū)，具體情況如下。
武陟東異常區(qū)(Ⅲ1)：位于武陟縣東部，呈北東向條帶狀展布，為濟(jì)源斷陷與開封斷陷的結(jié)合部位、太行山東麓山前斷裂的南延地帶。
原陽—延津異常區(qū)(Ⅲ2)：位于原陽西師寨—延津一帶，呈北東向條帶狀展布，為開封斷陷武陟斷凸與原陽—封丘斷陷次級(jí)構(gòu)造單元的結(jié)合部位，二次級(jí)構(gòu)造單元間差異性升降運(yùn)動(dòng)幅度巨大，為湯東斷裂的南延地帶，斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈。
封丘南異常區(qū)(Ⅲ3)：位于封丘縣南部堤角—司莊—曹崗一帶，沿北東向長垣斷裂南延部分和新鄉(xiāng)—商丘斷裂分布，為原陽—封丘斷陷與開封斷隆二次級(jí)構(gòu)造單元以及開封斷隆與東濮斷陷南端的結(jié)合部位，不同級(jí)構(gòu)造單元間差異性升降運(yùn)動(dòng)顯著，斷裂活動(dòng)較強(qiáng)烈。
4 結(jié)語
本文從地?zé)岙惓Ｐ纬傻膮^(qū)域構(gòu)造背景出發(fā)，分析探討了活動(dòng)斷裂構(gòu)造對(duì)河南黃河下游熱儲(chǔ)溫度分布的影響，劃分了三級(jí)地?zé)岙惓^(qū)，認(rèn)為河南省黃河下游區(qū)域地?zé)岙惓７植贾饕芙鼥|西向和北東向斷裂的控制。建議將黃河兩岸的鄭州市古滎—柳林一帶、新鄉(xiāng)市西南大召營—朗公廟一帶、封丘縣城南部和蘭考縣西部作為地?zé)岬闹攸c(diǎn)勘探開發(fā)前景區(qū)。
地?zé)嵫芯康哪康脑谟诶?，從河南省黃河下游區(qū)域地?zé)豳Y源與一定的構(gòu)造型式有著內(nèi)在聯(lián)系的觀點(diǎn)出發(fā)，今后河南省黃河下游區(qū)域的地?zé)衢_發(fā)利用，應(yīng)首先考慮那些位于構(gòu)造體系主干斷裂兩側(cè)及其與其它斷裂構(gòu)造交匯的區(qū)域。
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