中国热水井分布的南北差异与地质构造密切相关,具体如下:
板块交界影响:藏滇地区处于地中海 — 喜马拉雅地热带,是印度板块与欧亚大陆碰撞的结合带。板块碰撞使得地壳运动极为活跃,深部热流值大,地热梯度大,为高温地热资源的形成提供了强大的热源。同时,强烈的地壳运动形成了众多深大断裂,如喜马拉雅主边界断裂等,这些断裂构造为地下水的深循环和热水的上涌提供了通道,使得该地区热水井数量多、水温高,水热活动强烈,西藏已发现水热活动区 600 余处。滇西腾冲火山温泉区位于该带东南端,同样受板块碰撞影响,地热活动强烈,有大量热泉、沸泉和喷气孔,水温多接近或超过当地沸点。台湾地区位于太平洋板块与欧亚板块的边界,为西太平洋岛弧型地热亚带的一部分,地壳运动活跃,第四纪火山活动强烈,地震频繁,这种地质构造环境导致该地区地热资源丰富,水热活动区众多,有 100℃以上的高温地热田2。
深断裂与岩浆活动:东南沿海地区位于太平洋板块与欧亚大陆交接带以西中国大陆内侧2。自中生代以来,地壳运动活跃,深断裂发育,伴有大规模中酸性岩浆活动2。这些深断裂为地下水的流动提供了通道,岩浆活动释放的热量则加热了地下水,使得该地区形成了众多低温温泉,是我国低温温泉较为密集的地带2。
沉积盆地构造:北方地区的热水井多分布在松辽盆地、渤海湾盆地、江汉盆地、渭河盆地等中新生代沉积盆地中。这些盆地地层沉积厚度大,地下热流向上传导,在合适的地质构造部位形成地热异常区4。例如,北京地热分布面积达 2400km² 以上,其地热田主要分布于北部,南部平原区的地热田是在盆地构造基础上,受断裂构造等影响形成的。在盆地中,盖层起到了保温作用,使得深部热水能够得以保存和聚集,为热水井的形成提供了条件。
断裂构造控制:山东半岛、辽东半岛等地的温泉主要沿断裂线分布,属于构造断裂型4。断裂构造破坏了岩石的完整性,形成了地下水运移的通道,当地下水在深部循环过程中遇到地热异常区被加热后,就会沿断裂上升形成温泉。如河北汤泉地热田,由于断裂构造切割花岗岩体,造成深部的热流沿断裂上升,混合并加热赋存于蓄水构造中的片麻岩裂隙水,形成地热异常现象3。
岩浆活动影响(局部):在北方的一些地区,如黑龙江省的五大连池地区,温泉的形成与火山活动有关4。火山活动后,地下热水沿断裂通道上涌,在地表形成温泉。不过,与南方相比,北方这种与火山活动直接相关的热水井分布范围相对较小。