地热资源是一种可再生的清洁能源。地热资源遍布全世界，尤其是在一些发展中国家贮藏量丰富，许多发展中国家集中的地区（包括东亚、东南亚、中美洲和安第斯地区）具有丰富的地热资源，至少有40个国家拥有足够的地热潜力可以满足他们很大一部分电力需求。数据显示，全球5km以浅地热资源量约4900×1012t标准煤，我国地热资源约占全球资源量的1/6。

地热能来自于地球产生的热量，其范围非常广，从距离地表很近的热水和热岩，到处于地表以下几千米处具有极高温度的水和岩石，都具有地热能。在地球表面下80～100km深度，高黏度熔岩的温度为650～12000℃，在近地心处估计为4000～60000℃。根据理论，几乎可以从地球任何地方深入到距地表很深的地方去开采这些热能，甚至可以到达极端高温的岩浆（地球核心处融化的岩石）处。尤其是对于有着活跃火山活动和温泉的国家，如新西兰和冰岛，更是如此。图7.21为冰岛奈斯亚威里尔地热发电站。

图7.21冰岛奈斯亚威里尔地热发电站

地热资源

一、地热背景

松辽盆地是我国莫霍面深度较浅的地区，莫霍面埋深为29～33km，莫霍面拱起带走向NE，东部埋深为32km，西部埋深为33km，最浅处为29km，位于盆地凹陷中心大庆—长垣一带。具有较高的地温梯度和大地热流值，在1400～3025m深度内，地温梯度为3.24～5.68℃/100m，大地热流值为80.8～95.0mW·/m2。地热背景条件较好。

二、热储、盖层

松辽盆地北部是在侏罗系断陷基础上发育起来的大型中、新生代沉积盆地，盆地内沉积了巨厚的白垩系、古近系、新近系和第四系河湖相沉积物，总厚度达4000～5000m。中生代末，白垩系经历了一幕褶皱运动，构成新生代地层的沉积基底。中部平原连续沉降区，正位于白垩系褶皱地层的向斜中心。其中白垩系中下部的泉头组、青山口组、姚家组埋藏深度为1000～2500m，温度条件较好，且砂体发育，成为主要的热储层。

盖层分别是区域分布稳定的泉头组二段、青山口组一段和姚家组一段。泉头组二段为紫色泥岩与灰或灰白色砂岩互层，青山口组一段为灰黑色泥岩、粉砂质泥岩和油页岩，姚家组一段为灰或灰绿色泥岩、粉砂质泥岩夹细砂岩。

热储层分别是泉头组三段和四段、青山口组二段和三段、姚家组二段和三段，岩性为河流相中粗砂-细粉砂层。从表2-1-1中可以看出，姚家组和青山口组热储层储存和渗流条件较好，而泉头组的储存和渗流能力分布不均。

表2-1-1 松辽盆地热储层孔隙度和渗透率 (据汪在君等，2003)

三、地热田分布特征

松辽平原的地热异常区主要分布在中部坳陷内大庆市及其周边地区。地热资源主要蕴藏在白垩系向斜构造中，分布受构造控制。

区内热储埋深为700～2000m，1500m深处温度为52～72℃，属于中低温热田。自南向北，从西到东，温度逐渐增高。地温变化趋势与地温梯度和大地热流值变化大体相同。地热田主要分布大庆市北部林甸、泰康及大庆市，在林甸—大庆、东风—安达一线热储条件良好。

四、地热资源

根据热储层温度、厚度、孔隙度和渗透率等条件综合分析，青山口组二段、三段砂体连通性好，厚而稳定，且分布面广，是区内最好的热储层，经估算热水储存量达2105×108m3，折合标准煤为9.6544×108t;姚家组二段和三段、泉头组三段热水资源量分别为665×108m3和701×108m3，分别折合标准煤为0.1786×108t和0.6145×108t(泉头组三段温度较高);泉头组四段热储层薄，物性较差，热水资源量为431×108m3，折合标准煤为0.2977×108t。

松嫩盆地北部(大庆油田范围内)地热富集区面积约6490km2，4个主要热储层储存的热水总量为4100×108m3，蕴藏热量为62.11×1018J，折合标准煤为21.13×108t。

什么是地热资源？

地热资源是世界上最古老的能源之一。据测算，地球内部的总热能量，约为全部煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量，相当于1000亿桶石油燃烧产生的热量。地球本身像一个大锅炉，深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下，这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集，如果达到可开发利用的条件，便成了具有开发意义的地热资源。

地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能，其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应，岩矿结晶释放的热能等。在地球形成过程中，这些热能的总量超过地球散逸的热能，形成巨大的热储量，使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。

地热资源

一、地热形成背景

青藏高原是世界上最年轻的高原，具有独特的地壳结构和高热背景，南部的喜马拉雅山属于“热壳冷幔”型地块;拉萨-冈底斯山属于“热壳热幔”型地块，该区域内中地壳范围内存在低速高导层，可能为部分熔融岩浆囊，形成了规模宏伟的地热带。

青藏高原大地热流值和地温梯度较高，地温梯度大于5℃/100m，大地热流值大于70mM/m2的地区主要分布在盆地和宽谷，与断裂构造有关，如西藏普莫雍湖，大地热流值为101.3～140.7mM/m2，地热梯度为10.7～20.9℃/100m;羊卓雍湖相应数据为114.7～193.4mM/m2，13.2～40℃/100m;西藏拉多岗相应数据为185～348mM/m2，6.5～12.5℃/100m;青海惊仙谷相应数据为142.0mM/m2，8.5℃/100m;五道梁深孔相应数据为105.2mM/m2，6.4℃/100m;沱沱河南岸相应数据为99.2mM/m2，5℃/100m。

二、地热分布

青藏高原受印度板块SN向强烈挤压，在西藏中南部发育SN向、NE向和NW向张性断裂，这些断裂深度大，张开性好，常成为沟通深部热源的导热通道，温泉和高温热泉大多分布在NS或NE向断裂与EW向逆冲断裂交汇处，或NE向断裂与NW向断裂的交会处。如错那北部日当西部的热泉就出露在SN向张性断裂带与近EW向断裂带的交汇处。羊八井高温热泉位于SN向断裂形成的谷露-羊八井地堑盆地中，等温线沿NE向、NW向断裂展布。见图7-1-7。

西藏地区热泉类型多，如高温水塘型的大型高温热泉、间歇喷泉、沸泉、沸泥泉、蒸汽泉以及中低温温泉，比较集中地分布在日土—申扎—那曲一带，雅鲁藏布江谷地和藏东“三江”地区以中低温泉及湖沼为主要特征。热泉多出露在断裂带及断裂交汇处和构造湖的周边地区。

安多、索县、丁青、昌都和芒康等地区，地热显示主要位于断裂交汇部位，在切割背斜的断裂带上有热泉出露，共有热泉显示区131处，占西藏总地热显示点的34%，其中，高温热泉30处、中低温泉30处、温泉71处、喷泉4处，由于地形深切、山峰陡峻、峡谷发育，不利于地热水的储存，热泉水多沿谷地底部排泄。

日土—申扎—那曲一带，地热类型单一，以中低温泉及湖沼为主要特征。热泉多出露在断裂带及断裂交汇处和断陷湖的周边地区。在蓬错岸边以及徐果错到蒋口阿错一线的热泉和蒸汽显示非常明显，共有地热显示点23处，湖泊富含锂、氟、砷、二氧化硅等元素。

阿里地区的象泉河、狮泉河流域，地热显示沿象泉河断裂呈NW向分布，在断裂交汇处的门土-索多段，热泉出露最多，类型齐全，以水热爆炸、沸喷泉为主。区内共有水热区27处，温度较高，热泉水总流量465L/s。主要显示区有朗久地热显示，水温最高达95℃。

雅鲁藏布江谷地，包括日喀则、山南、拉萨、当雄、林芝、波密和墨脱等地。区内地热类型众多，热水出露157处，其中，温度大于80℃的热泉有36处，高温温泉157处，水热爆炸区5处，汽孔5处，沸泉2处，间歇喷泉3处，总热泉水流量为3428L/s。热水湖沼、冒气地面、泉华等现象极为普遍，主要地热田分布在羊八井、查布、卡乌和古堆等地，有国内规模最为壮观的古堆泉华台，高400～500m。

三、主要地热田

西藏境内主要地热显示区有羊八井地热田、谷露地热田、查布地热田、卡乌地热田、古堆地热田和朗久地热田等。

羊八井地热田:位于拉萨西北110km的当雄县境内布曲河谷中，海拔4300m，面积约100km2。羊八井北靠海拔5000～6000m的念青唐古拉山，沿河谷到处都有地热露头点，如沸泉、热泉、温泉、热水湖、水热爆炸穴等，钻至2006m深处，获得262℃的高温。发电潜力达1.5×104kW，已发电3000kW。深层地热资源要比浅层地热资源高出4～6倍。热田主要受SN向和NW向断裂构造控制。

卡乌地热田:位于萨迦县城东南约20km处，距日喀则县城85km，地处卡乌盆地出口处，海拔4700m，面积10×104m2。地热类型多，除水热爆炸外，还有沸泉、喷气孔等，主要以沸泉为主。沸水喷涌高1m，水温88℃，总涌水量1728m3/d，水中硅、硼含量高。

古堆地热田:位于措美县古堆乡，海拔4500～4600m，由布雄朗古、巴布德密、撒嘎朗嘎和茶卡等沸泉区组成，泉区出露面积9500m2，古硅华堆积物高400m，为西藏第二大地热田，仅次于羊八井。热水类型属高温水、气两相，沸泉水最高温度为86.5℃，涌水量3629m3/d。热田主要受SN向大断裂控制。

图7-1-7 西藏地区构造和地热出露点分布

绒马尔热泉:位于申扎县依布茶卡西绒马村，海拔4900m，有热泉、喷泉、泉华锥和泉华柱，水温72℃，涌水量为2.11×104m3/d，富含硼。泉周围地面常见盐华，呈盐泡状。

地热资源

地热资源英文名称：geothermal resources定义1：在可以预见的未来时间内能够经济开发和利用的地球内部热能资源。包括地热流体及其有用部分。所属学科：电力（一级学科）；可再生能源（二级学科）定义2：在当前和可预见的未来，能够经济合理地开发利用的地壳岩石中的热能包括地热流体中的热能及其伴生的有用成分。所属学科：资源科技（一级学科）；能源资源学（二级学科）

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百科名片

地热资源

地热能是指贮存在地球内部的可再生热能，一般集中分布在构造板块边缘一带，起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变。全球地热能的储量与资源潜量十分巨大，每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h,但是地热能的分布相对比较分散，因此开发难度很大。由于地热能是储存在地下的，因此不会受到任何天气状况的影响，并且地热资源同时具有其它可再生能源的所有特点，随时可以采用，不带有害物质，关键在于是否有更先进的技术进行开发。目前地热能在全球很多地区的应用相当广泛，开发技术也在日益完善。

地热能的用途

开发价值展开

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地热能的用途

对于地热能的利用，包括将低温地热资源用于浴池和空间供热以及用于温室、热力泵和某些热处理过程的供热，同时还可以利用干燥的过热蒸汽和高温水进行发电，利用中等温度水通过双流体循环发电设备发电等，目前这些地热能的开发应用技术已经逐步成熟，而且对从干燥的岩石中和从地热增压资源及岩浆资源中提取地热能的有效方法进行研究可以进一步提高地热能的应用潜力，但是目前地热能的勘探和提取技术还有待改进。

发达国家在对地热能的利用方面已经获得了较好的经济收益。利用地热进行供暖，既缓减能源压力，同时将很大程度地减少由燃油和煤炭供暖所造成的空气污染。在全球国家中，德国始终积极发展本国的可再生能源。目前德国是全球利用风能最多的国家，风力和太阳能发电已经迅速地发展，但基于环保因素的考虑，德国又在积极开发地热资源，并大力兴建地热发电厂，从地层深处汲取摄氏98度的热水进行发电。研究表明，利用地热发电的总潜力相当于德国年需电量的600倍，另外还有相当于需求量1.5倍的供暖潜能。而法国也在根据热干岩石的原理建造发电站，并生产出巨大的电能以满足经济发展与生活的需求。

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开发价值

特点

在地热能源的开发和技术转让方面未来的发展空间与潜力巨大，但由于利用地热能源进行发电的成本较高，因此亟需进行更多的技术研究以解决这一问题。我们相信随着对地热资源的不断开发与研究，地热能源必将成为继水力、风力和太阳能之后又一种重要的新能源。

分布

地热资源世界上最古老的能源之一。据测算，地球内部的总热能量，约为全约煤炭储量的1.7亿倍。每年从地球内部经地表散失的热量，相当于1000亿桶石油燃烧产生的热量。

地球本身象一个大锅炉，深部蕴藏着巨大的热能。在地质因素的控制下，这些热能会以热蒸汽、热水、干热岩等形式向地壳的某一范围聚集，如果达到可开发利用的条件，便成了具有开发意义的地热资源。

地热资源按温度可分为高温、中温和低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在，叫高温地热；90℃—150℃的地热以水和蒸汽的混合物等形式存在，叫中温地热；温度大于25℃、小于90℃的地热以温水（25℃—40℃）、温热水（40℃—60℃）、热水（60℃—90℃）等形式存在，叫低温地热。高温地热一般存在于地质活动性强的全球板块的边界，即火山、地震、岩浆侵入多发地区，著名的冰岛地热田、新西兰地热田、日本地热田以及我国的西藏羊八井地热田、云南腾冲地热田、台湾大屯地热田都属于高温地热田。中低温地热田广泛分布在板块的内部，我国华北、京津地区的地热田多属于中低温地热田。

来源

关于地热的来源，有多种假说。一般认为，地热主要来源于地球内部放射性元素蜕变放热能，其次是地球自转产生的旋转能以及重力分异、化学反应，岩矿结晶释放的热能等。在地球形成过程中，这些热能的总量超过地球散逸的热能，形成巨大的热储量，使地壳局部熔化形成岩浆作用、变质作用。

现已基本测算出，地核的温度达6000°C，地壳底层的温度达900－1000°C，地表常温层（距地面约15米）以下约15公里范围内，地温随深度增加而增高。地热平均增温率约为3°C/100米。不同地区地热增温率有差异，接近平均增温率的称正常温区，高于平均增温率的地区称地热异常区。地热异常区是研究、开发地热资源的主要对象。地壳板块边沿，深大断裂及火山分布带等，是明显的地热异常区。

普查勘探地热资源，一般采用地表地热调查、钻探和各种物探方法。近年来红外线遥感技术在勘查中取得显著效果。

开采对象

20世纪末，地热资源的开采对象，主要是埋藏浅、热储量大、有流体（地下水或人工灌水）把热能传引到地表的湿地热田。干热岩地热资源和低温湿地热田的开发利用处在研究试验阶段。

中国的地热资源丰富，有悠久开采历史，以往主要利用温泉洗浴治病。1970年后，在广东丰顺、河北怀来、天津和西藏等地曾进行地热发电、建筑物采暖、农业温室采暖、温水育种、灌溉等多方面试验性开发工作，取得一定成果。

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