地流体为通过地下岩石空隙所有的流体,它包括各种液体、气体、超临界体、熔体等,实质上是指地壳中的流体作用。目前可以把地流体划分为六大类:与大陆地壳热事件有关的地流体;与海底热液喷出有关的地流体;与沉积盆地有关的地流体;与区域变质作用有关的地流体;与地幔有关的深部地流体;与大型剪切带有关的地流体。显然,沉积盆地中的地热流体是整个地流体的一个部分。
近年来通过深钻井、深部地震及大洋底的勘查有许多新发现:8km深度下不仅有大量的卤水,而且还在12km深处的结晶岩石中采集到大气降水;深部地震发现存在大量的低速层,说明在深部区域变质过程中可产生大量的变质流体,并可在深部形成流体异常高压带,大洋中脊处海底有来自上地幔高达350℃的热液喷泉。这些新发现改变了过去认为地壳深部无水或缺水的传统观念(李明诚, 2001)。
沉积盆地中的水动力系统起着传输能量和搬运物质的作用,它是盆地中最活跃的一种地质营力,直接影响和控制着沉积盆地的构造、沉积、成岩和成矿等作用。根据沉积盆地地下水的能量特征、流动特征、压力特征和测势面特征等将盆地按地下水动力环境划分为压实流盆地、重力流盆地、滞流盆地3种基本类型(表1-5)。在压实流盆地中,地下水能量很大,充满生机和活力。地层压力属超压系统,地下水由盆地沉降中心的较深部位流向盆地的边缘和浅部。在重力流盆地中,地下水具有一定的能量和活力,属动压系统。这时水可由盆地周缘向下渗至盆地中心向上退出,构成向心流,亦可由盆地地势较高的一侧渗入至另一侧退出,构成穿越流。滞流盆地中地下水属静压系统,能量小,无活力,基本不流动。压实流-重力流叠合盆地表现为流体的动力系统逐渐扩张,超压系统逐渐收缩,盆地浅部和边缘具重力流特征,深部具压实流特征。重力流 滞流叠合盆地的特征是动压系统逐渐收缩,而静压系统则不断扩大,盆地浅部和边缘具重力流特征,深部具滞流特征。
按地下水动力环境的演化特征分析,压实流盆地比较年轻,重力流盆地应属中年期盆地,滞流盆地则届老年。
总之,大型沉积盆地由于具有足够大的地下空间,使水动力环境呈现分带特点。边缘带地形较高,水动力特征以重力流为主,是地热流体径流交替的补给带;内部储层位置较低,水动力特征以向心流或穿越流为主,形成长距离的水平径流滞缓带,这就为地热流体深循环、充分吸收围岩热能创造了条件。在某些特定的地质构造条件下,部分储层内还有古盆地的滞流水或者混合水,形成高压、高矿化度的地热流体。
表1-5 沉积盆地地下水动力特征汇总表
(据杨绪允,1989)