江漢盆地中深層構(gòu)造演化對(duì)地?zé)岬挠绊?/h1>
2024-05-21 06:43:26祝林
石化技術(shù) 2024年3期
祝林
長(zhǎng)江大學(xué)地球物理與石油資源學(xué)院 湖北 武漢 430100
“碳中和”作為人地協(xié)調(diào)演化的一個(gè)重要標(biāo)志，事關(guān)地球生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，已上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，并已成為國(guó)際社會(huì)的共識(shí)。地學(xué)在“碳中和”進(jìn)程中具有舉足輕重的地位。馬冰等人以可再生能源替代傳統(tǒng)的化石能源，并將其用于二氧化碳的捕集與封存，是當(dāng)前地學(xué)研究的熱點(diǎn)。我國(guó)擁有豐富的地?zé)豳Y源，對(duì)其進(jìn)行有效的開發(fā)與利用，對(duì)于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、降低碳排放均有重大的實(shí)際意義。
1 地質(zhì)背景
江漢平原地處中揚(yáng)子板塊的東北邊緣，北起大洪山逆沖推覆區(qū)的東南緣，中間是對(duì)沖區(qū)，南是江南雪峰逆沖推覆區(qū)，后被洪湖左走滑斷層所切分成兩個(gè)區(qū)域。中揚(yáng)子是東秦嶺-大別造山帶與江南陸塊構(gòu)造帶的過渡地帶，江漢平原東緣印支期以來經(jīng)歷了多期次的應(yīng)力場(chǎng)、多期次的構(gòu)造變形，形成了多期次的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、多期性和多層次的構(gòu)造變形。
2 盆地內(nèi)構(gòu)造樣式及地?zé)嵯到y(tǒng)條件
2.1 張性構(gòu)造樣式
在盆地形成的歷史進(jìn)程中，在伸展與擠壓兩大構(gòu)造體系的交互作用下，形成了一種疊置構(gòu)造。江漢盆地在燕山晚期經(jīng)歷了一系列的構(gòu)造逆轉(zhuǎn)，形成了眾多的拉張構(gòu)造。沿大型逆沖斷裂發(fā)育了強(qiáng)烈的倒轉(zhuǎn)作用，形成地塹、地壘和斷階等構(gòu)造樣式。
2.1.1 地塹（半地塹）
它是一種在大規(guī)模逆沖斷層中，經(jīng)拉伸、反轉(zhuǎn)而成的地塹型或半地塹型結(jié)構(gòu)。這類構(gòu)造對(duì)前期褶皺結(jié)構(gòu)的改造作用極大，其底界常為前白堊系褶皺帶的高端區(qū)，造成熱儲(chǔ)垂向連續(xù)性差，蓋層下切，儲(chǔ)蓋條件極其惡劣。
2.2.2 地壘
沉積盆地的熱源是地幔熱傳導(dǎo)和某些放射性元素釋放的熱能。這一類型的地?zé)釁^(qū)通常深度很大，有的深度比較淺，具有地殼厚度小、溫度梯度大的特點(diǎn)。在某些具有大斷層的盆地地?zé)崴到y(tǒng)中，也有來自深部的高溫巖漿氣體作為熱源。沉積盆地是徑流的重要匯集區(qū)，其內(nèi)部熱庫多呈分層分布，在供水短缺情況下，其內(nèi)部熱庫的空間分布主要受控于構(gòu)造；在補(bǔ)給充足的情況下，斷層的發(fā)育特征和巖體的展布是決定地層水分布的重要因素。它受兩個(gè)方向相反的拉張斷裂所控制，兩側(cè)下凹，中間相對(duì)隆起，從而構(gòu)成了一堵墻。在前白堊紀(jì)，由于受兩個(gè)方向的力或反作用的作用，在較早的逆沖斷裂的下盤上所產(chǎn)生的拉張向斜，以及經(jīng)拉伸、反轉(zhuǎn)而形成的斷壘。這一類型的構(gòu)造對(duì)地?zé)岬木奂欣?/p>
2.2.3 斷階
發(fā)育在箕狀斷陷的內(nèi)部，在大型逆沖反轉(zhuǎn)斷層的上盤發(fā)育系列同向的伸展斷層，平面上呈臺(tái)階狀延伸，該類構(gòu)造樣式與斷陷一樣對(duì)早期的地?zé)嵯到y(tǒng)起破壞作用。
2.2 雙重逆沖構(gòu)造樣式
雙重構(gòu)造常發(fā)育于逆沖推覆構(gòu)造帶中，由由頂板沖斷層和底扳沖斷層所圍限的疊瓦沖斷夾塊組合而成。383-2測(cè)線和YLW-01-379-5測(cè)線均見雙重構(gòu)造樣式，383-2測(cè)線南東端頂?shù)装鍞鄬泳鼗讕r系內(nèi)部滑脫面滑動(dòng)，內(nèi)部夾有震旦系-志留系斷塊，由一系列魚刺狀排列的與頂?shù)讛鄬觾A向反向斷層組成。YLW-01-379.5測(cè)線南東端的雙重構(gòu)造底板斷層為基底巖系內(nèi)部滑脫面，頂板斷層為志留系內(nèi)部滑脫面，夾有震旦系-志留系斷塊，內(nèi)部發(fā)育有與頂?shù)装鍞鄬觾A向相反的疊瓦狀構(gòu)造。
在盆地的南北兩側(cè)，上述構(gòu)造的變形程度和規(guī)模均有不同，南、北兩期逆沖構(gòu)造傾角較小，規(guī)模較大，形態(tài)較完整；北坡角較陡分布多，大小不等，常被兩套單沖疊瓦構(gòu)造夾持。
2.3 巖漿巖刺穿構(gòu)造樣式
與加里東-印支期相比，中揚(yáng)子區(qū)燕山期（侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)）的巖漿活動(dòng)顯著增強(qiáng)，地幔-殼源兩類巖漿同時(shí)存在，但主要以花崗巖型巖漿為主，且分布范圍廣，燕山早、燕山晚期均有分布，但以后一種方式為主。然而，幔源巖漿作用微弱，區(qū)域差異顯著，僅有基性巖脈、玄武巖零星分布，且均為燕山晚期。華南（含中揚(yáng)子）在燕山期以擠出為主，并伴有走滑剪切，其巖漿活動(dòng)以大陸地殼二云母花崗巖為主，幔源巖漿很少；燕山晚期，華南地區(qū)大量出露了大量的雙峰型火山巖、基性巖壁群、煌斑巖、玄武巖、A型花崗巖、花崗巖等，并伴隨著大量的巖漿混合，揭示了深部地幔物質(zhì)的上抬和拉張-減薄。
中生代、新生代巖漿活動(dòng)區(qū)地殼較薄，高溫地慢層埋藏相對(duì)較淺，易向上傳遞熱能，區(qū)域熱流值較高，巖漿侵人受已有構(gòu)造的控制，巖漿在上升的過程中，強(qiáng)大的地應(yīng)力對(duì)原有構(gòu)造進(jìn)行改造，巖漿巖體形成后，在圍巖中可能還保留有深大斷裂破碎帶，有利于地下熱水的生成和聚集，且?guī)r漿向上侵入時(shí)，易與圍巖接觸部位產(chǎn)生流動(dòng)構(gòu)造和破裂構(gòu)造，有利于地下水的貯存和運(yùn)移。
3 深大斷裂特征對(duì)地?zé)岬目刂谱饔?/h2>
江漢盆地潛北斷裂構(gòu)造復(fù)雜，分支斷裂多，斷面形狀復(fù)雜，斷層傾向差異大，斷層間距大，形態(tài)復(fù)雜。依據(jù)前北斷裂上下盤構(gòu)造特征，以及各段斷裂的類型、分布、產(chǎn)狀、間距等特征，將前北斷裂整體劃分為三個(gè)區(qū)段，分別與丫角低凸起、荊門坳陷、樂鄉(xiāng)關(guān)凸起、漢水凹陷和永隆河隆起區(qū)等古構(gòu)造區(qū)內(nèi)的正、負(fù)古構(gòu)造單元，使它們之間的構(gòu)造及演化存在差異。再加上鹽泥的變形作用，使斷層的結(jié)構(gòu)形式發(fā)生了變化，并在不同階段、不同階段形成了不同的斷層轉(zhuǎn)化帶。橫截面的幾何形狀有直形、鏟形和坐椅等。其中，正向斷階、逆斷階、地塹、地壘、Y形、馬尾、多字、花狀等斷裂組合是比較普遍的一種。斷裂的平面組合形式有：側(cè)向-輻射型，帚狀-品型，網(wǎng)格型，斜列式等。
斷裂它一方面是地?zé)崮艿膫鬟f通道，主要將深部的熱源用對(duì)流的方式帶到上部，在上部的儲(chǔ)集層形成一個(gè)高溫異常的聚集區(qū)[1]。另一方面由于內(nèi)部張性特征可以直接作為地?zé)醿?chǔ)層。
一個(gè)較好的斷裂帶可以用來儲(chǔ)存一個(gè)熱流體，通過裂縫結(jié)構(gòu)運(yùn)輸或穿透。但對(duì)于壓性地層，其導(dǎo)水能力差可作為良好的保溫隔熱帶。斷裂通過連接深部熱源、上部熱儲(chǔ)層和蓋層，成為地?zé)嵯到y(tǒng)形成的紐帶，提供熱能量和熱流體運(yùn)移通道。
4 構(gòu)造演化對(duì)地?zé)岬挠绊?/h2>
江漢平原東部自印支期以來由于受到多種應(yīng)力場(chǎng)作用和多邊界條件的限制，區(qū)域構(gòu)造演化具有構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的多重性、構(gòu)造活動(dòng)的多期性、構(gòu)造變形的多層次性等特點(diǎn)[2]。江漢平原區(qū)構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了三個(gè)構(gòu)造形變階段印支期以前的穩(wěn)定沉降與間歇性隆升階段、印支-燕山早期的沖斷推覆階段和燕山早期后的伸展變形階段。
4.1 前印支期古構(gòu)造形成演化
在印支期之前，江漢盆地是一個(gè)位于克拉通內(nèi)階地的海相盆地。在此期間，受抬升和沉降限制的構(gòu)造活動(dòng)較弱，基底熱流較低（Yuan等人，2007）。江漢盆地及其北緣盆地主體表現(xiàn)為陸緣盆地為陸緣海和陸表海性質(zhì)。板緣褶皺造山，盆地內(nèi)形成隆起。南秦嶺廣泛的出現(xiàn)的盆隆構(gòu)造景觀代表了華南板塊北緣被動(dòng)大陸邊緣沉積體系，形成了一套震旦-早古生代的遠(yuǎn)硅質(zhì)建造[3]。寒武紀(jì)，盆地東部地區(qū)在拉張轉(zhuǎn)換機(jī)制下，形成了一套從海底火山巖到深水碳酸鹽、淺海碎屑巖構(gòu)造，地?zé)醿?chǔ)蓋條件不錯(cuò)。志留系盆地大部分沉積的是泥頁巖沉積厚度大，分布穩(wěn)定，是一套良好蓋層，對(duì)寒武系—奧陶系碳酸鹽巖熱儲(chǔ)中的地?zé)崃黧w起著保溫作用。晚石炭世—早二疊世的吳東運(yùn)動(dòng)，形成了區(qū)域性的不整合面，之后在中二疊世連續(xù)沉積了一套穩(wěn)定的碳酸鹽巖，是良好的區(qū)域性地?zé)醿?chǔ)層。
4.2 早中三疊世克拉通盆地演化階段
早三疊世，江漢盆地表現(xiàn)為碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境，且臺(tái)地出現(xiàn)鑲邊。大冶早期，江漢盆地平原區(qū)沉積物為深灰色、灰色薄層狀灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r夾條帶狀鮞灰?guī)r，屬碳酸鹽巖深緩坡環(huán)境，構(gòu)成一套穩(wěn)定的地?zé)嵘w層。
自中三疊世以來，由于華南和華北兩大板塊的不斷碰撞和拼合，導(dǎo)致整個(gè)大陸的地殼隆升，海水逐漸西移，并伴隨著小規(guī)模的海進(jìn)，形成了一系列海陸交錯(cuò)的碎屑巖系。而中三疊世晚期褶皺轉(zhuǎn)換期，發(fā)育的逆沖推覆構(gòu)造使大巴山和大紅山向南擠壓。在這段時(shí)間里，地殼層增厚，從而使熱流降低。中三疊世之后，印支主期活動(dòng)的爆發(fā)，使海水消退，海洋的沉積史宣告終結(jié)，進(jìn)入了一個(gè)由大陸沉積為主的新時(shí)代。
晚三疊世開始，該盆地的北部是一片造山帶，其北部和中部均發(fā)育有一套完整的弧后前陸盆地。在盆地中，由于褶皺的增強(qiáng)，使其形成了一個(gè)巨大的前陸坡和前陸隆。
4.3 侏羅紀(jì)末期—白堊早期巖漿巖活動(dòng)改造演化階段
在經(jīng)歷了強(qiáng)烈的剝蝕后，在擠壓-拉張應(yīng)力的作用下，巖石中的酸性巖漿巖發(fā)生了侵入、噴出，并產(chǎn)生了一系列的巖漿穿透和隱蔽穿透結(jié)構(gòu)。穿透與隱穿刺構(gòu)造是由巖漿活動(dòng)所致，多為早白堊世晚期，在盆地?cái)D壓-伸展轉(zhuǎn)換過程中形成，早白堊世拉張斷陷活動(dòng)微弱，只在盆地西側(cè)活動(dòng)。在該地區(qū)的東緣，形成了早白堊世的一個(gè)局部的沉積空間，該地區(qū)的大多數(shù)地區(qū)仍處于持續(xù)的前白堊紀(jì)古陸的剝蝕狀態(tài)。
4.4 白堊紀(jì)—新近紀(jì)斷陷演化階段
中、上白堊世屬拉張構(gòu)造環(huán)境，大部分控盆斷層是由于前期的推覆式擠壓斷層的后期回滑而形成的。江漢盆地晚白堊世初期，多條 NW向的基底斷層在拉張作用下發(fā)生了強(qiáng)烈的斷陷，對(duì)晚白堊世的沉積有顯著的控制，導(dǎo)致其前緣厚、后傾，形成了多條 NW向展布的地塹-半地塹斷陷，對(duì)侏羅系、上覆熱儲(chǔ)、蓋層的改造與破壞，且受早白堊系蓋層的影響。在經(jīng)歷了燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后，中生代以來，該地區(qū)經(jīng)歷了一系列的造山帶構(gòu)造變形，整體上呈現(xiàn)出伸展?fàn)顟B(tài)，尤其是在造山作用下，在近南北向的擠壓作用下，形成了一套北北東向構(gòu)造。NW向共軛剪切節(jié)理與近東西張節(jié)理交匯部位，發(fā)育一系列規(guī)模較大的斷層，為地?zé)岬纳蓜?chuàng)造了所需的產(chǎn)流與排水條件。
該地區(qū)的主要儲(chǔ)層是寒武-奧陶紀(jì)和石炭紀(jì)-二疊系。這兩個(gè)地區(qū)都屬于碳酸鹽巖熱儲(chǔ)，巨厚的志留紀(jì)下埋有寒武紀(jì)-奧陶系碳酸鹽巖熱儲(chǔ)。該區(qū)的儲(chǔ)集巖為志留系、晚二疊世-侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)-古下第三系。志留系地層為泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖和粉質(zhì)頁巖，具有較高的厚度和較好的隔熱和保溫能力，對(duì)寒武-奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有較好的隔熱和隔熱功能。白堊紀(jì)-古第三系是一套中厚層的粉砂巖、粉砂巖和礫巖，上部粉砂巖對(duì)深部的砂巖和礫巖熱儲(chǔ)具有很好的隔熱效果；上二疊統(tǒng)-侏羅系以硅質(zhì)巖、砂巖、灰?guī)r和泥頁巖為主，對(duì)石炭-的碳酸鹽巖儲(chǔ)層起到了一定的隔熱保護(hù)作用。
5 結(jié)束語
江漢盆地地處江南-雪峰造山帶北緣，中揚(yáng)子?xùn)|北緣，東秦嶺—大別造山帶南緣。東秦嶺—大別、江南—雪峰兩側(cè)碰撞造山帶是該區(qū)盆地形成的重要制約因素。燕山運(yùn)動(dòng)形成了江漢盆地構(gòu)造格局，發(fā)育一系列大規(guī)模的隆起和坳陷，沉積了巨厚的中生代和新生代地層，砂巖和泥巖交互疊置的沉積構(gòu)造，為地下熱水的儲(chǔ)集和保溫提供了良好的地質(zhì)環(huán)境。
古生界各個(gè)層位的熱儲(chǔ)潛力區(qū)域，均集中于沖斷帶兩側(cè)，其中，北部是大洪山推覆帶第四、第五推覆體，南部是江南雪峰沖斷推覆帶的第一推覆體，江南雪峰沖斷推覆帶第二推覆體第一和第二推覆體。印支期以來，本區(qū)志留系以下的地層均未遭受過強(qiáng)烈的剝蝕，或剝蝕強(qiáng)度不大，且具有相對(duì)穩(wěn)定的展布。在燕山晚期，其南部的白堊紀(jì)下不整合構(gòu)造倒轉(zhuǎn)，使?jié)撋降蛿鄬幽軌虿蹲降皆缙诘拇瓜蜻\(yùn)移熱水，從而構(gòu)成了一套全新的油氣成藏體系。其北洪山滑脫層的第四推覆構(gòu)造，是下古生界的一個(gè)良好的穩(wěn)定性區(qū)域。
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江漢平原地處中揚(yáng)子板塊的東北邊緣，北起大洪山逆沖推覆區(qū)的東南緣，中間是對(duì)沖區(qū)，南是江南雪峰逆沖推覆區(qū)，后被洪湖左走滑斷層所切分成兩個(gè)區(qū)域。中揚(yáng)子是東秦嶺-大別造山帶與江南陸塊構(gòu)造帶的過渡地帶，江漢平原東緣印支期以來經(jīng)歷了多期次的應(yīng)力場(chǎng)、多期次的構(gòu)造變形，形成了多期次的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)、多期性和多層次的構(gòu)造變形。
2 盆地內(nèi)構(gòu)造樣式及地?zé)嵯到y(tǒng)條件
2.1 張性構(gòu)造樣式
在盆地形成的歷史進(jìn)程中，在伸展與擠壓兩大構(gòu)造體系的交互作用下，形成了一種疊置構(gòu)造。江漢盆地在燕山晚期經(jīng)歷了一系列的構(gòu)造逆轉(zhuǎn)，形成了眾多的拉張構(gòu)造。沿大型逆沖斷裂發(fā)育了強(qiáng)烈的倒轉(zhuǎn)作用，形成地塹、地壘和斷階等構(gòu)造樣式。
2.1.1 地塹（半地塹）
它是一種在大規(guī)模逆沖斷層中，經(jīng)拉伸、反轉(zhuǎn)而成的地塹型或半地塹型結(jié)構(gòu)。這類構(gòu)造對(duì)前期褶皺結(jié)構(gòu)的改造作用極大，其底界常為前白堊系褶皺帶的高端區(qū)，造成熱儲(chǔ)垂向連續(xù)性差，蓋層下切，儲(chǔ)蓋條件極其惡劣。
2.2.2 地壘
沉積盆地的熱源是地幔熱傳導(dǎo)和某些放射性元素釋放的熱能。這一類型的地?zé)釁^(qū)通常深度很大，有的深度比較淺，具有地殼厚度小、溫度梯度大的特點(diǎn)。在某些具有大斷層的盆地地?zé)崴到y(tǒng)中，也有來自深部的高溫巖漿氣體作為熱源。沉積盆地是徑流的重要匯集區(qū)，其內(nèi)部熱庫多呈分層分布，在供水短缺情況下，其內(nèi)部熱庫的空間分布主要受控于構(gòu)造；在補(bǔ)給充足的情況下，斷層的發(fā)育特征和巖體的展布是決定地層水分布的重要因素。它受兩個(gè)方向相反的拉張斷裂所控制，兩側(cè)下凹，中間相對(duì)隆起，從而構(gòu)成了一堵墻。在前白堊紀(jì)，由于受兩個(gè)方向的力或反作用的作用，在較早的逆沖斷裂的下盤上所產(chǎn)生的拉張向斜，以及經(jīng)拉伸、反轉(zhuǎn)而形成的斷壘。這一類型的構(gòu)造對(duì)地?zé)岬木奂欣?/p>
2.2.3 斷階
發(fā)育在箕狀斷陷的內(nèi)部，在大型逆沖反轉(zhuǎn)斷層的上盤發(fā)育系列同向的伸展斷層，平面上呈臺(tái)階狀延伸，該類構(gòu)造樣式與斷陷一樣對(duì)早期的地?zé)嵯到y(tǒng)起破壞作用。
2.2 雙重逆沖構(gòu)造樣式
雙重構(gòu)造常發(fā)育于逆沖推覆構(gòu)造帶中，由由頂板沖斷層和底扳沖斷層所圍限的疊瓦沖斷夾塊組合而成。383-2測(cè)線和YLW-01-379-5測(cè)線均見雙重構(gòu)造樣式，383-2測(cè)線南東端頂?shù)装鍞鄬泳鼗讕r系內(nèi)部滑脫面滑動(dòng)，內(nèi)部夾有震旦系-志留系斷塊，由一系列魚刺狀排列的與頂?shù)讛鄬觾A向反向斷層組成。YLW-01-379.5測(cè)線南東端的雙重構(gòu)造底板斷層為基底巖系內(nèi)部滑脫面，頂板斷層為志留系內(nèi)部滑脫面，夾有震旦系-志留系斷塊，內(nèi)部發(fā)育有與頂?shù)装鍞鄬觾A向相反的疊瓦狀構(gòu)造。
在盆地的南北兩側(cè)，上述構(gòu)造的變形程度和規(guī)模均有不同，南、北兩期逆沖構(gòu)造傾角較小，規(guī)模較大，形態(tài)較完整；北坡角較陡分布多，大小不等，常被兩套單沖疊瓦構(gòu)造夾持。
2.3 巖漿巖刺穿構(gòu)造樣式
與加里東-印支期相比，中揚(yáng)子區(qū)燕山期（侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)）的巖漿活動(dòng)顯著增強(qiáng)，地幔-殼源兩類巖漿同時(shí)存在，但主要以花崗巖型巖漿為主，且分布范圍廣，燕山早、燕山晚期均有分布，但以后一種方式為主。然而，幔源巖漿作用微弱，區(qū)域差異顯著，僅有基性巖脈、玄武巖零星分布，且均為燕山晚期。華南（含中揚(yáng)子）在燕山期以擠出為主，并伴有走滑剪切，其巖漿活動(dòng)以大陸地殼二云母花崗巖為主，幔源巖漿很少；燕山晚期，華南地區(qū)大量出露了大量的雙峰型火山巖、基性巖壁群、煌斑巖、玄武巖、A型花崗巖、花崗巖等，并伴隨著大量的巖漿混合，揭示了深部地幔物質(zhì)的上抬和拉張-減薄。
中生代、新生代巖漿活動(dòng)區(qū)地殼較薄，高溫地慢層埋藏相對(duì)較淺，易向上傳遞熱能，區(qū)域熱流值較高，巖漿侵人受已有構(gòu)造的控制，巖漿在上升的過程中，強(qiáng)大的地應(yīng)力對(duì)原有構(gòu)造進(jìn)行改造，巖漿巖體形成后，在圍巖中可能還保留有深大斷裂破碎帶，有利于地下熱水的生成和聚集，且?guī)r漿向上侵入時(shí)，易與圍巖接觸部位產(chǎn)生流動(dòng)構(gòu)造和破裂構(gòu)造，有利于地下水的貯存和運(yùn)移。
3 深大斷裂特征對(duì)地?zé)岬目刂谱饔?/h2>
江漢盆地潛北斷裂構(gòu)造復(fù)雜，分支斷裂多，斷面形狀復(fù)雜，斷層傾向差異大，斷層間距大，形態(tài)復(fù)雜。依據(jù)前北斷裂上下盤構(gòu)造特征，以及各段斷裂的類型、分布、產(chǎn)狀、間距等特征，將前北斷裂整體劃分為三個(gè)區(qū)段，分別與丫角低凸起、荊門坳陷、樂鄉(xiāng)關(guān)凸起、漢水凹陷和永隆河隆起區(qū)等古構(gòu)造區(qū)內(nèi)的正、負(fù)古構(gòu)造單元，使它們之間的構(gòu)造及演化存在差異。再加上鹽泥的變形作用，使斷層的結(jié)構(gòu)形式發(fā)生了變化，并在不同階段、不同階段形成了不同的斷層轉(zhuǎn)化帶。橫截面的幾何形狀有直形、鏟形和坐椅等。其中，正向斷階、逆斷階、地塹、地壘、Y形、馬尾、多字、花狀等斷裂組合是比較普遍的一種。斷裂的平面組合形式有：側(cè)向-輻射型，帚狀-品型，網(wǎng)格型，斜列式等。
斷裂它一方面是地?zé)崮艿膫鬟f通道，主要將深部的熱源用對(duì)流的方式帶到上部，在上部的儲(chǔ)集層形成一個(gè)高溫異常的聚集區(qū)[1]。另一方面由于內(nèi)部張性特征可以直接作為地?zé)醿?chǔ)層。
一個(gè)較好的斷裂帶可以用來儲(chǔ)存一個(gè)熱流體，通過裂縫結(jié)構(gòu)運(yùn)輸或穿透。但對(duì)于壓性地層，其導(dǎo)水能力差可作為良好的保溫隔熱帶。斷裂通過連接深部熱源、上部熱儲(chǔ)層和蓋層，成為地?zé)嵯到y(tǒng)形成的紐帶，提供熱能量和熱流體運(yùn)移通道。
4 構(gòu)造演化對(duì)地?zé)岬挠绊?/h2>
江漢平原東部自印支期以來由于受到多種應(yīng)力場(chǎng)作用和多邊界條件的限制，區(qū)域構(gòu)造演化具有構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的多重性、構(gòu)造活動(dòng)的多期性、構(gòu)造變形的多層次性等特點(diǎn)[2]。江漢平原區(qū)構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了三個(gè)構(gòu)造形變階段印支期以前的穩(wěn)定沉降與間歇性隆升階段、印支-燕山早期的沖斷推覆階段和燕山早期后的伸展變形階段。
4.1 前印支期古構(gòu)造形成演化
在印支期之前，江漢盆地是一個(gè)位于克拉通內(nèi)階地的海相盆地。在此期間，受抬升和沉降限制的構(gòu)造活動(dòng)較弱，基底熱流較低（Yuan等人，2007）。江漢盆地及其北緣盆地主體表現(xiàn)為陸緣盆地為陸緣海和陸表海性質(zhì)。板緣褶皺造山，盆地內(nèi)形成隆起。南秦嶺廣泛的出現(xiàn)的盆隆構(gòu)造景觀代表了華南板塊北緣被動(dòng)大陸邊緣沉積體系，形成了一套震旦-早古生代的遠(yuǎn)硅質(zhì)建造[3]。寒武紀(jì)，盆地東部地區(qū)在拉張轉(zhuǎn)換機(jī)制下，形成了一套從海底火山巖到深水碳酸鹽、淺海碎屑巖構(gòu)造，地?zé)醿?chǔ)蓋條件不錯(cuò)。志留系盆地大部分沉積的是泥頁巖沉積厚度大，分布穩(wěn)定，是一套良好蓋層，對(duì)寒武系—奧陶系碳酸鹽巖熱儲(chǔ)中的地?zé)崃黧w起著保溫作用。晚石炭世—早二疊世的吳東運(yùn)動(dòng)，形成了區(qū)域性的不整合面，之后在中二疊世連續(xù)沉積了一套穩(wěn)定的碳酸鹽巖，是良好的區(qū)域性地?zé)醿?chǔ)層。
4.2 早中三疊世克拉通盆地演化階段
早三疊世，江漢盆地表現(xiàn)為碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境，且臺(tái)地出現(xiàn)鑲邊。大冶早期，江漢盆地平原區(qū)沉積物為深灰色、灰色薄層狀灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r夾條帶狀鮞灰?guī)r，屬碳酸鹽巖深緩坡環(huán)境，構(gòu)成一套穩(wěn)定的地?zé)嵘w層。
自中三疊世以來，由于華南和華北兩大板塊的不斷碰撞和拼合，導(dǎo)致整個(gè)大陸的地殼隆升，海水逐漸西移，并伴隨著小規(guī)模的海進(jìn)，形成了一系列海陸交錯(cuò)的碎屑巖系。而中三疊世晚期褶皺轉(zhuǎn)換期，發(fā)育的逆沖推覆構(gòu)造使大巴山和大紅山向南擠壓。在這段時(shí)間里，地殼層增厚，從而使熱流降低。中三疊世之后，印支主期活動(dòng)的爆發(fā)，使海水消退，海洋的沉積史宣告終結(jié)，進(jìn)入了一個(gè)由大陸沉積為主的新時(shí)代。
晚三疊世開始，該盆地的北部是一片造山帶，其北部和中部均發(fā)育有一套完整的弧后前陸盆地。在盆地中，由于褶皺的增強(qiáng)，使其形成了一個(gè)巨大的前陸坡和前陸隆。
4.3 侏羅紀(jì)末期—白堊早期巖漿巖活動(dòng)改造演化階段
在經(jīng)歷了強(qiáng)烈的剝蝕后，在擠壓-拉張應(yīng)力的作用下，巖石中的酸性巖漿巖發(fā)生了侵入、噴出，并產(chǎn)生了一系列的巖漿穿透和隱蔽穿透結(jié)構(gòu)。穿透與隱穿刺構(gòu)造是由巖漿活動(dòng)所致，多為早白堊世晚期，在盆地?cái)D壓-伸展轉(zhuǎn)換過程中形成，早白堊世拉張斷陷活動(dòng)微弱，只在盆地西側(cè)活動(dòng)。在該地區(qū)的東緣，形成了早白堊世的一個(gè)局部的沉積空間，該地區(qū)的大多數(shù)地區(qū)仍處于持續(xù)的前白堊紀(jì)古陸的剝蝕狀態(tài)。
4.4 白堊紀(jì)—新近紀(jì)斷陷演化階段
中、上白堊世屬拉張構(gòu)造環(huán)境，大部分控盆斷層是由于前期的推覆式擠壓斷層的后期回滑而形成的。江漢盆地晚白堊世初期，多條 NW向的基底斷層在拉張作用下發(fā)生了強(qiáng)烈的斷陷，對(duì)晚白堊世的沉積有顯著的控制，導(dǎo)致其前緣厚、后傾，形成了多條 NW向展布的地塹-半地塹斷陷，對(duì)侏羅系、上覆熱儲(chǔ)、蓋層的改造與破壞，且受早白堊系蓋層的影響。在經(jīng)歷了燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)后，中生代以來，該地區(qū)經(jīng)歷了一系列的造山帶構(gòu)造變形，整體上呈現(xiàn)出伸展?fàn)顟B(tài)，尤其是在造山作用下，在近南北向的擠壓作用下，形成了一套北北東向構(gòu)造。NW向共軛剪切節(jié)理與近東西張節(jié)理交匯部位，發(fā)育一系列規(guī)模較大的斷層，為地?zé)岬纳蓜?chuàng)造了所需的產(chǎn)流與排水條件。
該地區(qū)的主要儲(chǔ)層是寒武-奧陶紀(jì)和石炭紀(jì)-二疊系。這兩個(gè)地區(qū)都屬于碳酸鹽巖熱儲(chǔ)，巨厚的志留紀(jì)下埋有寒武紀(jì)-奧陶系碳酸鹽巖熱儲(chǔ)。該區(qū)的儲(chǔ)集巖為志留系、晚二疊世-侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)-古下第三系。志留系地層為泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖和粉質(zhì)頁巖，具有較高的厚度和較好的隔熱和保溫能力，對(duì)寒武-奧陶系碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有較好的隔熱和隔熱功能。白堊紀(jì)-古第三系是一套中厚層的粉砂巖、粉砂巖和礫巖，上部粉砂巖對(duì)深部的砂巖和礫巖熱儲(chǔ)具有很好的隔熱效果；上二疊統(tǒng)-侏羅系以硅質(zhì)巖、砂巖、灰?guī)r和泥頁巖為主，對(duì)石炭-的碳酸鹽巖儲(chǔ)層起到了一定的隔熱保護(hù)作用。
5 結(jié)束語
江漢盆地地處江南-雪峰造山帶北緣，中揚(yáng)子?xùn)|北緣，東秦嶺—大別造山帶南緣。東秦嶺—大別、江南—雪峰兩側(cè)碰撞造山帶是該區(qū)盆地形成的重要制約因素。燕山運(yùn)動(dòng)形成了江漢盆地構(gòu)造格局，發(fā)育一系列大規(guī)模的隆起和坳陷，沉積了巨厚的中生代和新生代地層，砂巖和泥巖交互疊置的沉積構(gòu)造，為地下熱水的儲(chǔ)集和保溫提供了良好的地質(zhì)環(huán)境。
古生界各個(gè)層位的熱儲(chǔ)潛力區(qū)域，均集中于沖斷帶兩側(cè)，其中，北部是大洪山推覆帶第四、第五推覆體，南部是江南雪峰沖斷推覆帶的第一推覆體，江南雪峰沖斷推覆帶第二推覆體第一和第二推覆體。印支期以來，本區(qū)志留系以下的地層均未遭受過強(qiáng)烈的剝蝕，或剝蝕強(qiáng)度不大，且具有相對(duì)穩(wěn)定的展布。在燕山晚期，其南部的白堊紀(jì)下不整合構(gòu)造倒轉(zhuǎn)，使?jié)撋降蛿鄬幽軌虿蹲降皆缙诘拇瓜蜻\(yùn)移熱水，從而構(gòu)成了一套全新的油氣成藏體系。其北洪山滑脫層的第四推覆構(gòu)造，是下古生界的一個(gè)良好的穩(wěn)定性區(qū)域。
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