上海市地热资源分布规律

  1.上海市地形地貌特征

  上海市地处东经120°52′至122°12′，北纬30°40′至31°53′之间，位于太平洋西岸，亚洲大陆东沿，中国南北海岸中心点，长江和黄浦江入海汇合处。北界长江，东濒东海，南临杭州湾，西接江苏和浙江两省。是长江三角洲冲积平原的一部分，平均高度为海拔4米左右。西部有天马山、薛山、凤凰山等残丘，天马山为上海陆上最高点，海拔高度99.8米，立有石碑“佘山之巅”。海域上有大金山、小金山、浮山（乌龟山）、佘山岛、小洋山岛等岩岛。在上海北面的长江入海处，有崇明岛、长兴岛、横沙岛3个岛屿。崇明岛为中国第三大岛，由长江挟带下来的泥沙冲积而成，面积为1041.21平方公里，海拔3.5米～4.5米。长兴岛面积88.54平方公里，横沙岛面积55.74平方公里。

 

  2.上海市构造与沉积概况

  早在5—6亿年以前，上海并非为滩，而是被地质学家称为扬子滩地台古老陆块的一部分。7千万年前的中生代后期，这里地壳活动步繁。深埋于地幔中的岩浆，冲破地壳喷涌而出，到处火山喷发。如今地面上的北干山、风凰山、薛山、东佘山、西佘山、钟家山、罗山、辰山、天马山、机山、横山、小昆山、淀山、秦皇山、查山以及杭州湾中的大金山和小金山、长江口的某些岛屿等，都是那个时期火山喷发所形成的;至于埋藏在地下厚约300m覆盖层中的小山就无法计算了。形成山体的基岩西南高东北低，见图1。

 

  随着岩浆的喷涌和地壳的下沉，海平面开始上升。在江流和海潮的巨大作用下，上海地区遭遇第一次海浸，称之“江镇海浸”;这是一次小规模海浸，但延续了几十万年后海水才退去，这一次海浸沉积了约130m的沉积层。不久第二次海浸卷土重来，称之“邓镇海浸”，其规模也较小，不久海水重返大洋;第二次海浸沉积了约 95m的沉积层。大约在一百万年前较大的第三次海浸发生，称之“西郊海浸”，海水直达西郊一带，持续了几十万年；第三次海浸沉积了约65m的沉积层。在距今二、三十万年前，规模更大的第四次海浸席卷了整个长江三角洲，称之“曹家渡海浸”，持续了2万年才退去，这次海水退的很远；第四次海浸沉积了约80m的沉积层。第五次海浸发生在1万年前，淹没规模与第四次海浸相仿，称之“外滩海浸”，持续时间很短，约4千年左右；第五次海浸沉积了约30m的沉积层。第五次海退之后由西向东逐步形成的陆地，就是今日之上海滩；经历五次海浸海退的变迁，基岩之上的沉积层在150—400m。其厚度随基岩的起伏呈西南薄而东北厚:青浦—金山—松江—奉贤的基岩埋藏浅，沉积厚度一般在150—200m；而嘉定—宝山—南汇—崇明一线的基岩埋藏深，沉积层厚度最大可达400m以上。

 

  除了基岩起伏西南高而东北低之外，上海地区还存在三条切割较深的基岩沟谷，沟谷中的沉积层相对要厚些。第一条在北部，从江苏用直到崇明一线，谷底基岩埋深400m以上;第二条在中部，大致沿沪宁铁路方向，顶端在普陀一带，谷底基岩深度在300m；第三条在南部，为枫径—金山—吴径—大团一线，谷底基岩深度在250—300m。

 

  3.上海市地热随地层的分布

  在150—400m不等的沉积层中有6层厚度较大的砂层和含砾砂层富集地下水:浅部0-2.5m的潜水层，水温15℃一18℃；第一含水层的顶板在20-30m，底板在30-40m，水温18-19℃;第二含水层底板在80—100m，厚度20m左右，水温19-20℃;第三含水层底板在60-160m，厚度70-80m,水温20-21℃;第四含水层主要分布在浏河—南汇的古河道之中，深170-240m，水温23—24℃;第五含水层深250-300m，水温25-26℃。

 

  上海地区浅部发育着两种类型的流砂。第一种类型为灰色粉砂层，埋深3-20m，多见于3-lOm。流砂呈带状分布:①东西的一条流砂带，自闵行区纪王镇起，向东沿苏州河经市区普陀、长宁、闸北南部、虹口中南部、杨浦南部至浦东东沟、高行等地区;②北部两条流砂带，自杨浦北部(五角场、柴油机厂附近)，经闸北水厂到吴淞镇、上钢五厂一带至宝山区入长江;另一条为浦东杨庄、上海炼油厂至三岔港及凌桥一带;③北西—东南一条流砂带，自青浦番龙镇经精神病院、七宝镇、顺桥向东南。第二种类型为灰色粘质粉土夹砂层，常见埋深30—l0m，主要分布:①市区西南缘，梅陇、龙华、耀华玻璃厂及上钢三厂附近、朱行、华径、曹行及吴径地区的碳素厂、焦化厂、化工厂、电化厂、热电厂一带;②杨浦区中南部;③闸北区两缘及普陀区西北角。

 

  覆盖层中的含水砂层，隐藏着丰富的低温地热资源，可以通过地源热泵系统用作建筑物的空调用；冬天由地下热能提供供暖，夏天把屋里的热能排下地下储存起来，达到降温目的。

 

  4上海市地热资源与基岩断裂分布关系

  上海的地热资源与基岩断裂分布有着密切的关系，从基岩钻孔获取的基岩上部岩芯的石灰华分析，证明上述的3组断裂为活动断层(图3)，区内活动断层，大致分布如下。

 

  第1条大场——廊下隐伏活动断裂带(No.1)。经大场、北新径、新桥、松隐至廊下，呈北北东向延伸。断裂破碎带地温垂直向梯度变化略偏高，可达3.1-4.6℃/100m，显示断裂活动相关的地热异常存在。断裂以东，历史地震活动少，以西3—4级地震活动频繁，沿断裂带近期微弱地震活动不断。

 

  第2条葛隆—真如隐伏活动断裂带(No.4)。经葛隆、外冈、桃浦、真如至黄浦区南部一带，北西延伸到江苏境内与虞山——石牌断裂带相连。葛隆至南翔段显示有断裂带存在，这个断裂带上在历史上3—4级地震多次发生，其中1624年5级地震发生在黄浦区南部。

 

  第3条陆渡—白龙港隐伏活动断裂带(No.3)。沿陆隆、罗店、吴淞北至白龙港一线。1979年的1.3级地震发生在该断裂的川沙城西北蔡家宅附近，1990年太仓沙溪镇以北5. 1地震在该断裂向西北延伸带上。

 

  第4条吴淞—新场隐伏活动断裂带(No.5)。沿马铁厂、曹行、吴径、邵楼、下沙至新场一线。该断裂带上平均地温高2—3℃。地热异常带向西北延伸，可能与已知的莘庄、华径的地热异常点相连。

 

  第5条坦直—星火隐伏活动断裂带(No.2)。沿坦直、新场、青村至星火农场一线，呈北北东向延伸。

 

  第6条长风公园—静安寺隐伏活动断裂带(No.6)。沿长风公园、中山公园、静安寺至展览馆一线，呈近东西向(走向275~280),沿断裂带为一地热异常区，覆盖层温度比平均地温高2℃—3℃。第四含水层深井水温高达28℃。

 

  上海地区要想获取50℃以上的地热水，就要在基岩裂隙构造事业里找，尤其是断裂活动带的地热异常区去勘查。