孫少川 國殿斌 李令喜 李江龍 高山林 宿 賽 張 斌

1. 中國石化新星石油公司 2. 中國石化中原油田分公司 3. 中國石化東北油氣分公司4. 中國石化油田勘探開發(fā)事業(yè)部 5. 中國石化勘探分公司

0 引言

沉積盆地型地?zé)豳Y源是一種隱伏的地?zé)豳Y源，具有分布面積廣、資源潛力豐富的特點(diǎn)。

我國沉積盆地型地?zé)豳Y源儲存量（折合標(biāo)準(zhǔn)煤）1.06×1012t[1]，熱盆資源量占54%，溫盆資源量占42%，冷盆的資源量僅占4%。我國沉積盆地型地?zé)豳Y源的勘探和開發(fā)規(guī)模還比較小，尤其對中低溫地?zé)豳Y源和較深層的隱伏性沉積盆地型地?zé)豳Y源利用十分少。沉積盆地型地?zé)豳Y源一般發(fā)育于較穩(wěn)定的盆地中，構(gòu)造活動一般較弱，熱能傳遞以熱傳導(dǎo)方式為主，一般不具有向上運(yùn)移的流體循環(huán)，熱背景值較低，目前開發(fā)的沉積盆地型地?zé)豳Y源依然主要集中在斷陷盆地，與多級斷層和深大斷裂密切相關(guān)[2-4]。

四川盆地是在前震旦系基底上發(fā)育起來的多旋回構(gòu)造疊合盆地，經(jīng)歷了早期海相克拉通內(nèi)裂陷和陸相前陸盆地演化兩個(gè)階段，經(jīng)歷多期構(gòu)造抬升、剝蝕、沉降過程，盆地構(gòu)造演化復(fù)雜，地層埋藏深度大，巖性組合差異明顯，具有良好的地?zé)豳Y源背景和多種地?zé)嵯到y(tǒng)類型，地?zé)豳Y源勘探開發(fā)潛力巨大。四川盆地的地溫場和大地?zé)崃餮芯渴加?0世紀(jì)80年代，基于大量的測溫?cái)?shù)據(jù)和巖石熱物理測試數(shù)據(jù)，對四川盆地現(xiàn)今熱狀態(tài)有了基本的認(rèn)識：徐秋晨[5]、邱楠生等[6]認(rèn)為四川盆地大地?zé)崃髦到橛?7 ～53.2 mW/m2，四川盆地處于低地溫、低大地?zé)崃鞯臒釥顟B(tài)，川中古隆起因基底埋深較淺屬于盆地內(nèi)的高溫區(qū)；徐明等[7]認(rèn)為川中及川西南地區(qū)大地?zé)崃鬏^高，川北地區(qū)較低。李香蘭等[8]對上揚(yáng)子地區(qū)進(jìn)行溫度估算認(rèn)為四川盆地整體呈現(xiàn)出“東北低、西南高”的分布趨勢；朱傳慶等[9]認(rèn)為四川盆地基底隆起區(qū)的大地?zé)崃鬏^高、坳陷區(qū)較低，川中和川西南大地?zé)崃鬟_(dá)到60 mW/m2以上，川西北大地?zé)崃鳛?0～60 mW/m2，川東地區(qū)的熱流較低。目前對四川盆地地?zé)豳Y源的分布、演化、形成機(jī)制與地?zé)嵯到y(tǒng)評價(jià)方面還缺乏系統(tǒng)的相關(guān)研究，根據(jù)國能發(fā)新能規(guī)〔2021〕43號文件“關(guān)于促進(jìn)地?zé)崮荛_發(fā)利用的若干意見”[10]中關(guān)于深化地?zé)豳Y源勘查工作的要求，本文通過對四川盆地這一隱伏型中低溫沉積盆地進(jìn)行大地?zé)崃鞣植肌⒅骺匾蛩胤治?、熱儲系統(tǒng)類型、有利地?zé)豳Y源配置與分布進(jìn)行研究，期望能夠?qū)λ拇ㄅ璧氐牡責(zé)豳Y源勘查與評價(jià)工作起到積極的促進(jìn)作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地位于揚(yáng)子地塊西部，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)根據(jù)其基底性質(zhì)一般將其劃歸為上揚(yáng)子地塊。盆地北與秦嶺造山帶南部為鄰，西以龍門山為界，東南與滇黔川鄂構(gòu)造帶為邊界, 西南以峨眉山古隆起為邊界，盆地為一個(gè)軸向呈北東向延展的沉積盆地，盆地面積約19.1×104km2，盆地內(nèi)部主要分為川西坳陷、川北構(gòu)造帶、川中構(gòu)造帶、川東構(gòu)造帶和川東南構(gòu)造帶五個(gè)構(gòu)造單元。

四川盆地是在前震旦系變質(zhì)巖地層基礎(chǔ)上發(fā)育起來的多旋回構(gòu)造疊合盆地。四川盆地的形成與演化總體上可分為兩個(gè)階段：第一階段為克拉通盆地階段，在前震旦紀(jì)變質(zhì)巖基底上沉積了巨厚的震旦紀(jì)—中三疊世海相碳酸鹽巖，主要受加里東運(yùn)動和海西運(yùn)動兩次大規(guī)模海侵影響；第二階段是以前陸盆地演化為主的盆地定型階段，晚三疊世以來的印支運(yùn)動使四川盆地隆升，海水由東向西逐漸退出盆地結(jié)束了海侵的歷史。經(jīng)燕山運(yùn)動繼承發(fā)展與喜山運(yùn)動強(qiáng)烈改造，盆地周緣造山帶繼續(xù)隆起，產(chǎn)生多個(gè)大斷層，如西部的龍門山大斷層和東部的華鎣山大斷層，四川盆地經(jīng)喜山運(yùn)動后定型為現(xiàn)今盆地構(gòu)造（圖1）。

圖1 四川盆地構(gòu)造分區(qū)及基巖地層分布圖

2 四川盆地的熱學(xué)性質(zhì)與大地?zé)崃鞣植?/h2>

2.1 地溫?cái)?shù)據(jù)與地?zé)釁?shù)的獲取與計(jì)算

地溫?cái)?shù)據(jù)與地?zé)釁?shù)的獲取一般采取實(shí)驗(yàn)室測試，這種方法獲得的數(shù)據(jù)質(zhì)量高，但對具有代表性的實(shí)驗(yàn)樣品的數(shù)量需求很大，尤其是在盆地深層獲得一定數(shù)量巖心的成本很高，不適合盆地級別的地?zé)嵫芯?。近年來，四川盆地進(jìn)行了大量的油氣鉆探，獲得了大量的巖心數(shù)據(jù)、穩(wěn)態(tài)溫壓數(shù)據(jù)與自然伽馬能譜測井?dāng)?shù)據(jù)，為獲取沉積地層的地溫?cái)?shù)據(jù)與地?zé)釁?shù)提供了可能，尤其是進(jìn)行了試油、試氣作業(yè)的鉆井，能夠提供更多的穩(wěn)態(tài)地溫?cái)?shù)據(jù)與地溫梯度數(shù)據(jù)，為盆地級的地?zé)崞詹檠芯康於嘶A(chǔ)。

油氣鉆井中對目的層段進(jìn)行試氣作業(yè)中的電子壓力計(jì)可以準(zhǔn)確獲得多種類型的溫度、壓力數(shù)據(jù)以及地溫梯度與壓力系數(shù)，如DST鉆桿測試，RFT、MDT、FMT等模塊式地層動態(tài)測試，都會獲得某一具體深度的地層溫度，但由于測溫時(shí)鉆孔周圍的地溫場會受到擾動，所以盡量選擇試油試氣時(shí)的穩(wěn)態(tài)測溫?cái)?shù)據(jù)，本文所采用的地溫?cái)?shù)據(jù)主要為試油試氣井鉆遇目的層之后兩周以上的DST測試數(shù)據(jù)，以盡可能地獲得能夠代表沉積地層真實(shí)的地溫?cái)?shù)據(jù)與地溫梯度。在實(shí)際試油試氣作業(yè)中，對目的層段的不同深度進(jìn)行了多次作業(yè)，例如川北構(gòu)造帶的元壩3井，其在二疊系棲霞組、吳家坪組，三疊系的雷口坡組、須家河組，侏羅系的自流井組地層均進(jìn)行了地層溫度的測試，本文對同一年代地層的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)平均處理，對三疊系碎屑巖地層（T3x）與碳酸巖地層（T1—2）區(qū)分計(jì)算。

地層生熱率與熱導(dǎo)率是重要的地?zé)釁?shù)，是評價(jià)盆地?zé)嵝再|(zhì)的最主要參數(shù)。地層生熱率與熱導(dǎo)率的獲取主要通過巖心的實(shí)驗(yàn)測試獲得，但對于盆地級的地?zé)崞詹椴⒉贿m用。地層生熱率是單位體積巖石中所含放射性元素在單位時(shí)間內(nèi)衰變所釋放的能量，其與放射性元素有關(guān)，為此國內(nèi)外學(xué)者將鉆井中的自然伽馬能譜測井（GR）與生熱率（A）進(jìn)行了大量的關(guān)聯(lián)研究[3-6]，并與實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對照，建立了可靠的GR—A經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，在塔里木盆地[11]，準(zhǔn)噶爾盆地[12]、四川盆地[13]和瓊東南盆地[14]得到了廣泛應(yīng)用與校驗(yàn)，本文生熱率的計(jì)算采用最為廣泛應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)公式：A=0.0158[GR(API)－0.8]（A：巖石生熱率；GR自然伽馬測井?dāng)?shù)據(jù)）以及部分的實(shí)驗(yàn)室實(shí)測數(shù)據(jù)。巖石熱導(dǎo)率數(shù)據(jù)主要采用前人的實(shí)驗(yàn)室測試成果[7]。本文對四川盆地234口鉆井的試油試氣資料進(jìn)行了地?zé)釁?shù)的計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，表1列出了部分井的數(shù)據(jù)。

表1 四川盆地各構(gòu)造帶部分井的地?zé)釁?shù)與大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)表

2.2 沉積地層的熱結(jié)構(gòu)

沉積盆地的地?zé)醿映３＞哂卸鄬有?、面狀分布的特點(diǎn)，其演化與構(gòu)造活動和地質(zhì)年代密切相關(guān)，演化具有明顯的階段性。早期碳酸鹽巖沉積地層的平均生熱率均小于0.8 μW/m3（圖2-a），陸相前陸盆地的平均生熱率遠(yuǎn)大于海相克拉通盆地，平均生熱率大于1 μW/m3，平均生熱率隨地層深度的增加表現(xiàn)出了快速的減小，四川盆地呈現(xiàn)出早期克拉通“冷盆”與晚期前陸盆地“暖盆”的“冰火兩重天”的差異。生熱率代表著沉積地層生成熱量的總和，表征著沉積地層自身生熱能力的高低，陸相地層自身生熱能力高于海相地層。然而從現(xiàn)今地層溫度上看，侏羅系地層平均溫度74.78 ℃，震旦系地層平均地層溫度154.55 ℃，溫度隨著埋藏深度的增加而增加（圖2-b），雖然四川盆地普遍經(jīng)歷了埋藏、壓實(shí)和再抬升的過程，但溫度與埋深之間呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，淺層陸相地溫梯度明顯高于深部的海相地層（圖2-c），反映出熱傳導(dǎo)是四川盆地沉積地層主要的熱傳遞方式。四川盆地內(nèi)的大地?zé)崃髦狄话阍?0～80 mW/m2之間（圖2-d），加里東運(yùn)動之前的熱狀態(tài)較為穩(wěn)定,熱流值較低。平均大地?zé)崃鞯姆逯导谐霈F(xiàn)在海西期的二疊紀(jì)—早中三疊世，此后熱流持續(xù)降低直到現(xiàn)今，并逐漸進(jìn)入相對平穩(wěn)階段（圖3），根據(jù)大地?zé)崃鞯难莼^程，四川盆地沉積地層可以劃分為三類熱結(jié)構(gòu)：早期克拉通低大地?zé)崃鞯募永飽|熱結(jié)構(gòu)，中期高大地?zé)崃骱Ｎ鳠峤Y(jié)構(gòu)以及晚期造山期熱階段。

圖2 四川盆地不同時(shí)代地層的地?zé)釁?shù)圖

圖3 典型井大地?zé)崃餮莼瘓D

2.3 沉積地層的大地?zé)崃髌矫娣植?/h3>

大地?zé)崃魇潜碚鲄^(qū)域地?zé)釥顟B(tài)的綜合性熱參數(shù)，它能確切地放映一個(gè)地區(qū)地?zé)釄龅奶卣?，同時(shí)又是能反映發(fā)生在地層深處各種作用過程同能量平衡的信息。四川盆地的大地?zé)崃鞣植季哂忻黠@的差異性。除峨眉大火成巖省的火山活動形成的異常大地?zé)崃鞲咧低?，全盆地大地?zé)崃髌骄禐?8.21 mW/m2，略低于全國大地?zé)崃髌骄?3 mW/m2[15]，與下?lián)P子地臺60 mW/m2[16]的大地?zé)崃髦迪喈?dāng)，高于中揚(yáng)子地區(qū)江漢盆地的52.3 mW/m2[17]以及準(zhǔn)噶爾盆地23.4～53.7 mW/m2[18]的大地?zé)崃髦怠?/p>

四川盆地加里東運(yùn)動熱結(jié)構(gòu)的大地?zé)崃鞑町愝^小，熱狀態(tài)穩(wěn)定，大地?zé)崃髦捣植贾饕植荚?5～60 mW/m2之間，平面分布明顯受古裂陷槽的影響，受拉張作用影響，裂陷槽內(nèi)大地?zé)崃髦递^低，拉張槽兩側(cè)高部位呈現(xiàn)高值。加里東運(yùn)動時(shí)期四川盆地西部為綿陽—長寧裂陷槽，東北部處于鄂西古裂陷槽，在裂陷槽兩側(cè)形成高大地?zé)崃髦祬^(qū)。該階段的大地?zé)崃髟谄矫嫔暇哂胁町愋?，低大地?zé)崃鞯摹袄渑琛碧卣鳎▓D4-a）。

圖4 四川盆地大地?zé)崃髌矫娣植紙D

海西期峨眉大火成巖省強(qiáng)烈活動，該階段火山活動具有差異、多期、噴發(fā)規(guī)模大的特點(diǎn)，空間上西強(qiáng)東弱、南強(qiáng)北弱，時(shí)間上西早東晚、南早北晚。四川盆地南部在晚二疊世—中晚三疊世期間地幔柱強(qiáng)烈上升引起的火山噴發(fā)使地殼抬升，同期川西、川東地區(qū)火山噴發(fā)產(chǎn)生持續(xù)性的拉張作用使該時(shí)期大地?zé)崃鬟_(dá)到了四川盆地大地?zé)崃餮莼姆逯?。該階段的大地?zé)崃髦翟?5～103 mW/m2之間。大地?zé)崃鞯母咧抵饕植荚诖ㄎ髂喜亢痛|構(gòu)造帶北部（圖4-b）。

印支運(yùn)動以來的陸相碎屑巖沉積階段的大地?zé)崃髦碉@著高于克拉通階段。陸相碎屑巖大地?zé)崃髦捣植荚?0～80 mW/m2之間，這一階段四川盆地的大地?zé)崃鞣植疾町愝^大，大地?zé)崃鞯姆植寂c印支運(yùn)動以來四川盆地邊緣的強(qiáng)烈造山運(yùn)動息息相關(guān)，大地?zé)崃鞯母咧抵饕植荚邶堥T山斷裂帶、米倉山—大巴山斷裂帶與華鎣山斷裂帶（圖4-c）。

3 四川盆地沉積地層大地?zé)崃鞣植嫉目刂埔蛩?/h2>

世界上的裂谷盆地、拉張盆地和弧后盆地具有較高的熱流，而前陸盆地和克拉通盆地的熱流較低[19]，晚三疊世前，四川盆地海相碳酸鹽巖地層屬于古老的克拉通盆地，與世界上典型的克拉通盆地相比，如美國的Michigan盆地（42～54 mW/m2）、Williston盆地（49 mW/m2），巴西的Parana盆地（56 mW/m2）等[20-22]，都具有明顯的低大地?zé)崃髦?。前陸盆地大地?zé)崃髦狄话愀哂诠爬系目死ㄅ璧?，盆緣?qiáng)褶皺與沉積中心處大地?zé)崃髦迪鄬^高。

3.1 基底熱流背景分布與裂陷槽巖石熱導(dǎo)率差異控制了加里東時(shí)期的大地?zé)崃鞣植?/h3>

加里東時(shí)期的大地?zé)崃髟谄矫娣植忌喜町惡苄。瑹釥顟B(tài)穩(wěn)定且具有較低的大地?zé)崃?。該時(shí)期碳酸鹽巖地層生熱率普遍很低，基底變質(zhì)巖的大地?zé)岜尘芭c基巖巖性對上覆地層大地?zé)崃鲿a(chǎn)生積極影響。從四川盆地大地電磁測深剖面二維電性反演的巖石圈特征上看，四川盆地東部電阻明顯高于西部，西部上地幔熔融體含量高于東部，李寶春等[23]、張樂天等[24]認(rèn)為四川盆地西緣上地幔溫度（1 200～1 400 ℃）高于東部上地幔溫度（800～900 ℃），四川盆地西部的基底大地?zé)崃鞅尘昂糜跂|部地區(qū)（圖5）。四川盆地的基底巖性分布主要包括川西構(gòu)造帶峨邊群的流紋巖、玄武巖及火山碎屑巖等淺變質(zhì)巖系[25]，川北構(gòu)造帶火地埡群的火山巖系[26]和川東、川南構(gòu)造帶淺以變質(zhì)碎屑巖以及砂巖、板巖、沉凝灰?guī)r為主的板溪群[27]（圖1）。從基底巖性分布上看，火地埡群的火山巖系與峨邊群的火山碎屑巖生熱率較高，對上覆碳酸鹽巖地層的大地?zé)崃鞣植计鸬椒e極作用。

圖5 四川盆地二維電阻率反演電性結(jié)構(gòu)與上地幔熔融體百分含量分布圖（剖面位置見圖1中A—A′）

四川盆地?zé)釋?dǎo)率主要集中于2.2～4.64 W/(m·k)之間。熱導(dǎo)率與樣品的深度無明顯的相關(guān)性，主要由于四川盆地巖層均經(jīng)歷過較大的埋深，巖石較為致密，但整體上泥巖與灰?guī)r的熱導(dǎo)率最低[2.2～2.83 W/(m·k)]，白云巖的熱導(dǎo)率最高[3.65～4.64W/(m·k)][7]。加里東運(yùn)動時(shí)期強(qiáng)拉張作用使巖石圈強(qiáng)烈減薄，形成燈影組沉積時(shí)期川西地區(qū)綿陽—長寧斷陷槽與川東北地區(qū)的鄂西古裂陷槽一部分（圖6），槽內(nèi)以部分灰?guī)r和上覆筇竹寺組泥巖為主，巖石圈強(qiáng)烈減薄熱流上涌，大地?zé)崃餮財(cái)嘞莶蹟鄬觾?yōu)先向白云巖傳導(dǎo)，在裂陷槽兩側(cè)白云巖高地形成高熱流值分布區(qū)（圖7）。何麗娟等[28]根據(jù)地球動力學(xué)模擬了四川盆地加里東時(shí)期巖石圈拉張強(qiáng)度與拉張時(shí)間，基底巖石圈在加里東時(shí)期拉張減薄作用較?。◣r石圈拉張系數(shù)β小于1.3）且持續(xù)時(shí)間長（470～550 Ma），巖石圈地幔上涌造成的熱擾動在拉張過程中已逐步消減，無法在非強(qiáng)裂陷區(qū)積累足夠大的熱異常。加里東基底熱流背景分布與裂陷槽巖石熱導(dǎo)率差異共同控制了加里東時(shí)期的大地?zé)崃鞣植肌?/p>

圖6 四川盆地震旦系—寒武系古地貌圖

圖7 四川盆地加里東時(shí)期裂陷槽熱傳導(dǎo)模式圖（剖面位置見圖6）

3.2 峨眉大火成巖省玄武巖噴發(fā)及盆地拉張作用控制著海西期大地?zé)崃鞣植?/h3>

峨眉大火成巖省玄武巖噴發(fā)是晚古生代揚(yáng)子板塊西緣最重要的構(gòu)造熱事件。二疊紀(jì)晚期，處于一片淺海的揚(yáng)子板塊西緣發(fā)生規(guī)?？涨暗男鋷r火山噴發(fā)，地幔柱活動的中心位于云南大理、四川米易一帶，地表穹狀隆起半徑約400 km，自西到東、自南到北逐漸變?nèi)酰▓D8）。地幔柱的強(qiáng)烈活動引發(fā)巖石圈減薄，巖漿噴發(fā)，溫度高達(dá)700～800 ℃的巨量鎂鐵質(zhì)熔巖瞬間進(jìn)入海水中，引起極為猛烈的噴發(fā)，因此大量的火山塵埃會噴射到大氣的平流層，隨大氣降水降落在地表，波及四川盆地大部分地區(qū)，使四川盆地處于較高的地溫背景，在川西構(gòu)造帶南部和川南構(gòu)造帶受峨眉大火成巖省火山噴發(fā)影響強(qiáng)烈，火山噴發(fā)相、溢流相廣泛分布，巖漿噴發(fā)的同時(shí)還伴有大量的巖漿侵入[29-31]，川東構(gòu)造帶北部華鎣山斷裂帶在盆地的強(qiáng)烈拉張作用下發(fā)生大規(guī)模的火山侵位，鉆井也揭示了的大規(guī)模的火山巖的存在。大地?zé)崃髟诙虝r(shí)間內(nèi)迅速升高，四川盆地海西期異常高值古熱流與火山活動密切相關(guān)。早二疊世—中三疊世時(shí)期，盆地拉張走滑作用強(qiáng)烈，四川盆地南部一系列的走滑斷層深切基底，溝通深部熱源（圖9），成為深部流體物質(zhì)和能量傳遞的主要通道，在持續(xù)深埋作用下，頂部嘉陵江組膏巖層作為區(qū)域蓋層形成封閉的熱系統(tǒng)。海西期四川盆地主要受控于區(qū)域巖石圈拉張疊加了峨眉山大火成巖省的火山活動。

圖8 四川盆地海西期火山巖分布圖

圖9 四川盆地海西期走滑斷裂及火山通道地震剖面圖

3.3 強(qiáng)烈的擠壓造山運(yùn)動形成了中新生代的大地?zé)崃鞣植?/h3>

印支期以來，伴隨著揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖碰撞，燕山期強(qiáng)壓扭性斷褶活動與青藏高原隆升，四川盆地定型為現(xiàn)今的構(gòu)造形態(tài)。盆緣大規(guī)模的褶皺隆升造成了四川盆地周緣較高的大地?zé)崃鞅尘?。?qiáng)造山期的沉積作用與褶皺沖斷作用會產(chǎn)生兩方面的熱效應(yīng)，一方面，周緣造山帶的隆起使陸相碎屑巖廣泛充填，沉積作用使地殼放射性元素富集層的厚度增加，大地?zé)崃飨鄳?yīng)增加，四川盆地陸相地層生熱率普遍大于1 μW/m3。另一方面進(jìn)一步的碰撞擠壓導(dǎo)致盆緣發(fā)生褶皺沖斷，從而形成前陸褶皺沖斷帶，褶皺沖斷過程中會產(chǎn)生推覆作用與滑脫構(gòu)造作用，推覆帶埋深相對較大（一般在1 000 m左右），剪應(yīng)力值可達(dá)100 MPa，所產(chǎn)生的熱量能夠在斷裂帶附近引起局部溫度異常[32]。印支運(yùn)動時(shí)期，川西構(gòu)造帶西側(cè)松潘—甘孜洋關(guān)閉，伴隨強(qiáng)褶皺變形與斷裂活動，龍門山斷裂帶北段與中段形成，下伏古生代地層全面回返，新的構(gòu)造運(yùn)動活化了老地層，并溝通了深部熱地幔，形成區(qū)域性地層變質(zhì)，造成高熱流值的地溫背景（圖10）。燕山—喜山旋回期間，四川盆地進(jìn)一步向內(nèi)壓縮，周緣陸塊繼續(xù)隆升，南秦嶺向南沖斷、推覆，米倉山—大巴山構(gòu)造帶與華鎣山斷裂帶強(qiáng)烈隆升，盆緣構(gòu)造帶大地?zé)崃髦得黠@升高。由于區(qū)域性抬升，侏羅系上部地層大幅度被剝蝕，大地?zé)崃髦惦S之呈現(xiàn)穩(wěn)定下降。

圖10 四川盆地盆緣強(qiáng)構(gòu)造帶現(xiàn)今地層熱結(jié)構(gòu)圖（剖面位置見圖1）

3.4 構(gòu)造演化過程控制了盆地大地?zé)崃鞯难莼?/h3>

理論地?zé)釋W(xué)（Theoretical Geothermics）認(rèn)為大地?zé)崃鞯姆植寂c構(gòu)造活動性之間關(guān)系十分密切。大地?zé)崃髅芏?、?gòu)造活動性與地質(zhì)年代三者間存在很好的一致性。愈是古老地區(qū)，其大陸地殼的分異程度愈高，放射性元素愈集中于地殼最上層，長期的剝蝕作用使表層的放射性元素含量日益減少，總生熱量越來越小，使該地區(qū)的熱流密度越來越低，深部溫度也隨之降低。一次構(gòu)造變動將使一個(gè)地區(qū)的生熱、散熱條件發(fā)生一次劇烈改變。

四川盆地的形成與演化具有多期次的疊合特征，形成了不同的熱演化階段。早期克拉通盆地在前震旦系基底上穩(wěn)定發(fā)育，盆地拉張作用小，巖石圈減薄導(dǎo)致地幔上涌形成的熱擾動在拉張過程中逐步消減，無法積累足夠大的熱異常，形成加里東運(yùn)動時(shí)期穩(wěn)定的低大地?zé)崃鳡顟B(tài)。海西期克拉通盆地出現(xiàn)強(qiáng)烈的張裂陷作用，峨眉大火成巖省的強(qiáng)烈噴發(fā)使該時(shí)期的大地?zé)崃髦笛杆偕?。印支運(yùn)動時(shí)期，四川盆地的盆地性質(zhì)發(fā)生改變，隨著強(qiáng)烈的造山作用，由被動大陸邊緣盆地向前陸盆地轉(zhuǎn)化，強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓作用使四川盆地內(nèi)部巖石圈撓曲增厚，熱流值逐漸衰減，盆緣溝通深部高溫地層。

4 四川盆地沉積地層的熱儲系統(tǒng)分類

四川盆地?zé)醿ο到y(tǒng)按照熱源、熱儲層、熱通道、蓋層的縱向分布與大地?zé)崃鞯臒嵫莼A段可以分為三類：正常大地?zé)崃鞅尘跋碌恼鸬┫怠绾湎禑醿ο到y(tǒng)、異常熱事件背景下的晚二疊系—中三疊系熱儲系統(tǒng)與強(qiáng)構(gòu)造運(yùn)動背景下的盆緣斷褶熱儲系統(tǒng)。前兩種熱儲系統(tǒng)主要為封閉型熱儲系統(tǒng)，后一種多為開放型熱儲系統(tǒng)。封閉型熱儲系統(tǒng)主要為古老地層的構(gòu)造抬升，大氣降水或地表流水沿?cái)嗔鸦蚬?jié)理縫垂向下滲，充滿含水層，之后地層下沉被蓋層覆蓋，隨著埋深逐漸增大，吸收大地?zé)崃髦饾u加熱形成地下熱庫，為封閉型層控?zé)醿ο到y(tǒng)。開放熱儲系統(tǒng)受控于強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動導(dǎo)致老地層褶皺隆升，形成的深大斷裂，進(jìn)一步激活了深部地層高溫地?zé)嵫厣畲髷嗔研纬傻臒醾鲗?dǎo)在淺層形成熱循環(huán)系統(tǒng)。

4.1 震旦系—早寒武系熱儲系統(tǒng)

震旦系—早寒武系熱儲系統(tǒng)以前震旦系基底為熱源，以熱傳導(dǎo)為主要的熱傳遞方式，以早寒武世筇竹寺—麥地坪組泥巖層為區(qū)域蓋層，形成一套封閉的熱儲系統(tǒng)。該套熱儲系統(tǒng)為正常大地?zé)崃鞅尘跋碌臒醿ο到y(tǒng)，震旦系地層為基底形成后沉積的第一套地層，受上地幔熱源“烘烤”，夾少量的震旦系地層放射性生熱（震旦系地層生熱率較低）為該熱系統(tǒng)的熱源，無其他異常熱背景。熱儲層主要為震旦系燈影組的碳酸鹽巖地層，上覆隔熱（熱導(dǎo)率低）、隔水性較強(qiáng)的筇竹寺—麥地坪組區(qū)域型泥巖蓋層（圖7）。大地?zé)崃饔上孪蛏蟼鲗?dǎo)，震旦系—早寒武系熱儲系統(tǒng)具有面積廣，熱儲空間大，資源量豐富的特點(diǎn)。

4.2 晚二疊系—中三疊系熱儲系統(tǒng)

晚二疊系—中三疊系熱儲系統(tǒng)以峨眉大火成巖省的火山活動為熱源，以中三疊世嘉陵江組膏巖層為區(qū)域蓋層，以碳酸鹽巖破碎帶和背斜核部為良好的儲集空間[33]，在徑流受阻的情況下以斷裂為運(yùn)移通道。強(qiáng)烈的地幔柱上涌，溝通了巖漿房，將循環(huán)的冷地下水加熱儲集于地下形成深層地?zé)豳Y源（圖11），或沿?cái)嗔褞姵鲇诘乇硇纬苫鹕綔厝?，我國騰沖火山溫泉地表溫度可達(dá)82 ℃。晚二疊系—中三疊系時(shí)期強(qiáng)烈的拉張作用對未噴出地表的地?zé)豳Y源儲形成了有利條件，高溫地?zé)豳Y源廣泛存于碳酸鹽巖巖石裂隙發(fā)育帶、背斜核部或滲透率較高的局部地層中。

圖11 四川盆地晚二疊系—中三疊系熱儲系統(tǒng)圖（剖面位置見圖1中C—C′）

4.3 斷褶熱儲系統(tǒng)

盆緣斷褶熱儲系統(tǒng)以深大斷裂為熱通道，以強(qiáng)褶皺隆升的基底地層、海相地層和強(qiáng)變質(zhì)作用的碎屑巖地層為熱儲空間（圖12），以深部上地?；蜃陨矸派湫陨鸁釣闊嵩?，以第三系、第四系砂礫巖為蓋層或表現(xiàn)為開放型熱儲系統(tǒng)。中新生代以來，伴隨著四川盆地的定型，周緣造山帶強(qiáng)烈隆升，在四川盆地周緣形成復(fù)雜的斷褶背景。強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動使老地層活化，深大斷裂直接溝通上地幔，或深部地層高溫沿深大斷裂形成良好的地下水熱循環(huán)通道。四川盆地?cái)囫逕醿ο到y(tǒng)主要分布在四川盆地中新生代的強(qiáng)構(gòu)造區(qū)，以川西龍門山斷裂帶、川北米倉山—大巴山斷裂帶與川東華鎣山[34]斷裂帶主，強(qiáng)構(gòu)造帶成為熱傳導(dǎo)與水循環(huán)通道。

圖12 川西雅拉河盆緣斷褶熱儲系統(tǒng)圖（位置見圖1）

5 四川盆地沉積地層地?zé)豳Y源的有利區(qū)域分布

根據(jù)大地?zé)崃鞣植寂c熱儲系統(tǒng)提出了四川盆地三類有利的地?zé)豳Y源類型（圖13）。

圖13 四川盆地沉積型地?zé)豳Y源分類評價(jià)分布圖

第一類：兼顧三種熱儲系統(tǒng)的斷裂帶深循環(huán)地?zé)豳Y源。主要分布在川中與川西南部構(gòu)造帶。該類型兼顧加里東時(shí)期古裂陷高部位、海西期異常高溫?zé)岜尘芭c龍門山南段強(qiáng)斷褶作用，深大斷裂深切基底，深部高溫地層重新激活，形成良好的熱循環(huán)與熱對流通道，大量地表水經(jīng)斷裂破碎帶、古陸接觸帶對儲熱系統(tǒng)進(jìn)行冷水補(bǔ)給，循環(huán)加熱后形成地?zé)豳Y源。

第二類：強(qiáng)構(gòu)造背景下的異常高溫地?zé)豳Y源。主要分布在川東華鎣山斷裂帶和米倉山—大巴山斷裂帶。峨眉大火成巖省提供了異常高溫背景，強(qiáng)拉張作用提供了碳酸鹽巖大量的巖石裂隙發(fā)育帶、構(gòu)造節(jié)理帶和巖溶分布帶，中新生代造山運(yùn)動形成復(fù)雜斷裂體系，有利于地下水的徑流、熱交換和存儲，部分深大斷裂會溝通地表形成火山溫泉。

第三類：早期深埋地?zé)豳Y源。由于埋藏深度大，地層溫度普遍在140 ℃以上，形成高地溫背景，四川盆地早期熱儲系統(tǒng)大地?zé)崃髌矫娣植疾町愋?，表現(xiàn)為層控的層狀熱儲，熱儲在相對封閉環(huán)境中形成，封藏條件一般較好，但與地表水、大氣降水的聯(lián)系少，地下水循環(huán)較弱，理論上只要地?zé)峋⑷氲睦渌a(bǔ)給充沛[35]，地?zé)豳Y源取之不盡，用之不竭。該類型的優(yōu)勢地?zé)豳Y源主要集中在川西南與川東南地層背斜的相對高部位。

6 結(jié)論

1）沉積盆地的地?zé)醿泳哂卸鄬有?、面狀分布的特點(diǎn)，其演化具有明顯的階段性。根據(jù)大地?zé)崃餮莼臅r(shí)空差異，將四川盆地劃分為3個(gè)熱階段：克拉通盆地早期的加里東運(yùn)動階段，大地?zé)崃鞣植疾町愋?，熱狀態(tài)穩(wěn)定（平均大地?zé)崃髦?8 mW/m2），具有明顯的低大地?zé)崃鳌袄渑琛碧卣鳌：Ｎ髌诙朊即蠡鸪蓭r省噴發(fā)階段，地幔柱上涌伴隨強(qiáng)烈的盆地拉張作用，大地?zé)崃骷眲∩?，形成四川盆地高地溫背景（平均大地?zé)崃髦?3 mW/m2）。印支期以來的盆山轉(zhuǎn)換與前陸盆地形成階段，碎屑巖沉積過飽和充填與盆緣褶皺隆升與晚期的大規(guī)模剝蝕作用，大地?zé)崃髟诤Ｎ髌诟叩販乇尘跋鲁掷m(xù)下降并逐漸穩(wěn)定（平均大地?zé)崃髦?2 mW/m2）。

2）理論地?zé)釋W(xué)認(rèn)為大地?zé)崃鞯姆植寂c構(gòu)造活動、地質(zhì)年代存在一致性。根據(jù)構(gòu)造演化與熱階段的劃分，明確了大地?zé)崃鞑町愋缘闹骺匾蛩?。加里東運(yùn)動階段基底東西地?zé)岜尘胺植寂c裂陷槽巖石熱導(dǎo)率差異控制了早期大地?zé)崃鞯姆植?。峨眉大火成巖省玄武巖噴發(fā)及盆地強(qiáng)烈拉張作用形成了海西期較高大地?zé)崃鞯牡販貓霰尘啊Ｇ瓣懪璧氐男纬稍斐闪怂拇ㄅ璧貜?qiáng)活動斷裂帶高值大地?zé)崃鞣植肌?/p>

3）四川盆地?zé)醿ο到y(tǒng)劃分為2種3類，分別為震旦系—早寒武系與晚二疊系—中三疊系封閉型層控?zé)醿ο到y(tǒng)與開放型的盆緣斷褶熱儲系統(tǒng)，分析了3類熱儲系統(tǒng)的熱源、熱儲層、熱通道、蓋層特征。并根據(jù)大地?zé)崃鞣植寂c熱儲系統(tǒng)提出了川中—川西南斷裂帶深循環(huán)地?zé)豳Y源、強(qiáng)構(gòu)造背景下川東華鎣山斷裂帶、米倉山—大巴山斷裂帶異常高溫地?zé)豳Y源與川東南早期深埋地?zé)豳Y源3類有利地?zé)豳Y源的類型與分布。