山西省地熱資源分布規律

  1.山西省地形地貌特征
  山西省是內陸省份，位于黃河中游東岸，華北平原西面的黃土高原上。省境四周山環水繞，與鄰省（區）的自然境界分明。東以太行山與河北為鄰；西、南隔黃河與陜西、河南相望；北以外長城為界與內蒙古毗連。全境總面積為15.6萬平方千米，占全國總面積的1.6%。疆域輪廓呈東北斜向西南的平行四邊形，南北間距較長，縱長約682千米。最南端在芮城縣南張村南，北緯34°34′；最北端在天鎮縣遠頭村北，北緯40°44′。東西間距較短，寬約385千米。最東端在廣靈縣南坑村東，東經114°33′；最西端在永濟市長旺村西，東經110°14′。

  山西是典型的為黃土廣泛覆蓋的山地高原，地勢東北高西南低。境內大部分地區海拔在1500米以上，最高點為五臺山主峰葉斗峰，海拔3061.1米，為華北最高峰，有“華北屋脊”之稱；最低點在垣曲縣境內西陽河入黃河處，海拔僅180米。高原內部起伏不平，河谷縱橫，地貌類型復雜多樣，有山地、丘陵、臺地、平原，山多川少，山地、丘陵面積占全省總面積的80.1%，平川、河谷面積占總面積的19.9%。山西境內主要山脈：太行山、呂梁山、恒山、五臺山、中條山、太岳山等。山西境內六大盆地：大同、忻州、太原、臨汾、運城、長治盆地；此外，東部還散布著陽泉、壽陽、襄垣、黎城、澤州等小盆地。

  2.山西省地質構造概況
  山西省在地貌上為高原，境內群山連綿，河溝縱橫，地形十分復雜，與華北平原一望無際的平坦地形相比顯然不同。但縱觀全區仍明顯地可分為東部山區、西部山區和中部狹長盆地三大部分。東部山區有恒山、五臺山、系舟山、太行山、太岳山、中條山展布。西部山區自北而南有蘆牙山、云中山、呂梁山等山脈展布。中部盆地則有運城、臨汾、太原、大同、靈邱等一連串狹長盆地展布，并有汾河、津沱河、桑干河三大河流從中經流。這些山脈和盆地有一個共同的特點，它們在總體走向上均呈北北東、北東、北東東向斜列展布。地貌上這些特點，在某種程度上反映了山西地區地質構造及新構造運動的特征，實質上是在老的地質構造基礎上、在新生代構造運動作用下發展形成的。

  就大地構造而言，山西絕大部分地區處于中朝地臺西部一個相對隆起的構造單元——山西臺背斜之上，其南北介于秦嶺地軸與內蒙地軸之間，東西介于河淮臺向斜與鄂爾多斯臺向斜之間。從地質力學角度看，它處于陰山和秦嶺兩大緯向構造體系之間，我國東部新華夏構造體系第三隆起帶之上，同時又跨有祁呂系東翼大部分。在地層上，屬于一個較發育的地區，境內除缺少上奧陶系、志留系、泥盆系和下石炭系外，其它各系地層均有所分布。其中太古界為片麻巖、片巖、混合巖等一套深變質巖系，主要出露于五臺、呂梁、中條等各大山系的核心地區，厚大于一萬米，元古界為片巖、板巖、大理巖、石英礫巖等一套淺變質巖系，厚2100-5600米；下古生界除寒武系下部有部分砂頁巖外，均為海相石灰巖、白云巖類地層，厚720-1437米；上古生界為一海陸交互相沉積的砂頁巖夾灰巖煤系地層和陸相砂頁巖系地層，厚790-1800米；中生界為一套陸相沉積形成的砂頁巖系及砂頁巖煤系地層，厚1400-2000米；新生界為沖積、洪積、湖積、坡積形成的一套砂礫石及黃色、紅色土層，厚度各處極其不一，一般厚幾米-幾百米，盆地內厚度大，可達幾千米。此外各地還有一部分各時代形成的巖漿巖分布。這些地層或巖層由于受后期構造運動的影響，均發生了程度與范圍不同的褶皺、斷裂，形成了各種各樣的構造。

  3.山西地熱資源分布
  全省調查、勘探、開發利用的地熱能資源僅限于熱水型地熱的熱效益。主要分布在省內中部大同、忻州、太原、臨汾、運城等5大盆地的夏縣、襄汾、曲沃、太原、清徐、忻州、定襄、原平、陽高、天鎮、渾源等32個縣市區內。其中大同市共有地下熱水區3處，分別位于天鎮縣、陽高縣和渾源縣；忻州市有地下熱水區6處，分別位于忻州市城區西北19km奇村、忻州市城區北8km頓村、忻州市城區西北部盧野村、忻州市長征路西途家莊、定襄縣受錄鄉湯頭村、原平市沿溝鄉大營村；太原市有地熱區3處，分別位于萬柏林區、晉源區和小店區；陽泉市有地熱區1處，位于孟縣；白汾市有地熱區6處，分別位于古縣、洪洞、堯都區、襄汾、候馬、曲沃；晉城市有地熱區1處，位于沁源縣；運城市共有地熱區4處，分別位于夏縣、新降縣、萬榮縣、臨椅縣。

  從已發現的上述地熱田中地熱水出露點看，相對集中在運城、臨汾、忻州、大同4大盆地中。全省勘探考察發現水溫在20℃以上的地熱水出露點200多處，其中天然出露的溫泉25個，水溫以0-20℃的熱水為主，41-60℃的熱水次之，61℃以上的地熱水點較少。

  4.山西省地熱資源成礦類型
  山西具有較豐富地熱能資源。山西地熱資源的形成、類型與分布受本省地質構造、水文地質條件等諸多因素的控制。全省地熱資源形成類型按地熱水資源形成的地質作用和賦存條件，可分為新生代沉積斷陷盆地型和褶皺隆起斷裂型兩種類型的中低溫地熱資源。新生代沉積斷陷盆地型為山西省地下熱水資源的主要類型，山西地質構造的特點是受祁呂賀系前弧東翼的控制，又遭到新華夏體系的干擾，在山西中部形成了呈多字型雁行排列的新生代沉積斷陷盆地，自北而南為大同盆地、忻州盆地、太原盆地、臨汾盆地、運城盆地。臨汾盆地人工地震測探資料說明，汾河斷裂已切至莫霍界面。

  一系列深大斷裂，形成溝通熱源和熱水活動的通道。盆地上覆巨厚的松散細粒堆積，形成很好的保溫蓋層。大氣降水滲入及地表水滲漏補給，水量較大，地下水的補給、徑流和排泄條件較好。深部的地熱以傳導的方式向地表運動，并將巖石及其充填的孔隙水、裂隙水、經深部熱能加熱而形成地熱水，貯存在松散沉積層的孔隙熱儲層內，或貯存于盆地基底的基巖裂隙巖溶熱儲層內，通過傳導或水熱對流，向地面運動。因此，在盆地邊緣斷裂帶及盆地基底部分隆起部位，形成與分布著30多處地熱導常區，地熱梯度一般為3.5℃/100m，高者可達7℃/100m，北起天鎮縣長城腳下，南至臨椅縣黃河岸邊，均有溫泉，地熱井出露，水溫在20-89℃之間，最高達104℃。褶皺隆起構造類型地熱水資源，主要分布在構造隆起地區，受斷裂構造控制，活動性斷裂發育。大氣降水和河水滲入補給經深循環而形成地熱水，水溫較高，礦化度一般小于1mg/L。如渾源縣湯頭溫泉區，位于恒山隆起帶東端與唐河斷裂帶復合部，溫泉水溫在60℃以上。孟縣寺平安溫泉區，構造單元屬五臺山隆起帶南端，太行山斷裂隆起中斷西側，與濾沱河谷三組斷裂帶的交匯處，總礦化度0.77-0.89mg/L。但是迄今為止，山西還沒有發現近代火山或巖漿活動類型的中、高溫地熱資源。
 

圖1  山西主要構造體系及地熱關系略圖