共和盆地干热岩地热资源的成因机制:来自岩石放射性生热率的约束

摘要

共和盆地位于青藏高原东北缘,是我国重要的干热岩地热资源赋存区之一.成因机制研究是干热岩地热资源研究中最为基础与核心的工作之一,也是干热岩地热资源潜力精细评价和合理开发利用的重要依据.本文基于98块采自共和—贵德盆地岩石样品的放射性生热率数据,分析了盆地主要岩性岩石的放射性生热率分布特征,讨论了共和盆地干热岩地热资源的成因机制,并初步建立了干热岩地热资源的成因模式.研究表明,共和盆地恰卜恰地热区沉积岩(以泥岩和粉砂质泥岩为主)放射性生热率为1.21～2.02 μW·m-3,平均值为1.67±0.29 μW·m-3;以花岗岩和花岗岩闪长岩等为主的基底岩石的放射性生热率介于1.17～5.81 μW·m-3之间,平均值为3.20±1.07 μW·m-3.贵德盆地扎仓寺地热区沉积岩(以砂岩和泥质砂岩为主)放射性生热率为1.83～2.40 μW·m-3,平均值为2.13±0.23 μW·m-3;基底花岗质岩石的放射性生热率介于0.92～6.49 μW·m-3之间,平均值为2.81±1.40 μW·m-3.测试数据显示共和贵德盆地基底花岗岩不存在高放射性生热率异常.但是,新生代以来印度欧亚板块持续性陆-陆碰撞作用造成的壳内放射性生热元素富集层增厚,导致了花岗岩放射性生热率的热贡献量同步增大(30.3～40.5 mW·m-2),因此,花岗岩放射性生热可为共和盆地干热岩地热资源提供稳定的壳内热源基础.基于放射性生热率数据和热流配分研究,结合研究区已有地质-地球物理研究资料,本文认为壳内部分熔融层作为附加热源为共和盆地干热岩地热资源提供了重要的附加热流贡献.在此基础上,本文初步构建了共和盆地干热岩地热资源成因模式:加厚地壳花岗岩放射性生热与壳内部分熔融层供热.