地球内部温度是如此之高，储热量是如此之大，必然通过各种传热途径传至地表。但地球内部各地的地质构造及传热条件很不相同，人们在研究地热能资源形成条件及寻找与勘探地下热气热水的过程中，常用地温梯度值与热流值两个指标来区分地热正常与地热异常区域，而有地热资源的地方总是存在地热异常。

地温梯度是指地下等温面法线向地心方向单位距离的温度增加值，以℃/100m或℃/km表示。热流密度或热流值是指单位时间通过地球表面单位面积散失的热量，以μJ/cm2或μW/cm2表示。根据已有资料，从全球来看，地壳平均地温梯度为1.5～3.0℃/100m，平均热流值为5.9～6.3μJ/（cm2·s）。地温梯度与热流值接近上述平均值的地区，属地热正常区，高于上述平均值的地区，属于地热异常区。实践表明，有地热能资源，如蒸汽喷泉、温泉和地热水的地方都存在地热异常。

地球蕴藏的大量热能均匀地向外散发是不会构成地热异常的。只有在地球内部地壳深度不很大的局部地区存在大的热源，而且地质构造异常，造成大的地温梯度和热流值，才有可能形成地热能资源区。地壳里的巨大热源主要是地壳浅部有高温岩浆的侵入和地壳岩石中半衰期长达109～1010年的天然放射性元素。来自地幔物质形成的玄武岩岩浆与酸性岩浆侵入地壳小于10km的浅部，并凝固放出大量潜热，且侵入体的年龄在104～106年的第四纪，尚具有热活性，可形成局部热源；天然放射性同位素且丰度较高的U238、U235和Th232蜕变系列和同位素K的蜕变热对形成局部热源起着重要作用。地壳中的热量可通过传导、对流和辐射等过程进行传递。深部的热量向外传递导致地热异常的产生。而深大断裂（如板块边缘、大陆裂谷、断陷盆地的边缘断裂、近代火山的环状断裂、新构造运动剧烈活动地带等）正是对流传递的良好通道，是地热异常出现的关键部位。地壳深部的岩浆囊对其覆盖层同时起着烧烤加热作用，借助有利的导热介质，浅部虽无明显的断裂构造，也能出现地热异常。因此，空间储热是形成地热资源的重要条件。

地球内部局部热源的温度很高，地下水的深循环将是地下热能从深部带到地表的重要媒介，这里是否会出现地热田的关键是地质构造。如果地下水在地下压力作用下沿缓慢倾斜的地层或构造通道向外运动，由于向周围的低温岩层散热，可达到温度平衡，就不会形成地热异常，以至地热田。如果地下水沿较陡的倾斜地层或近于直立的断裂带隙向外涌时，因具有很大的速度，来不及与周围的低温岩层散热达到温度平衡，而在热水上涌的主要通道附近，常常形成局部地热异常区或带。图9.2就是这种热水型地热田的简单模型。地下水的深循环通常都是由于地下水通过地质构造断裂或多孔隙透水通道渗透到深层处，与热岩体或通道中更热的流体相遇时，变成热流体（水或蒸汽），再受地下压力驱使上行而产生对流。绝大部分地热水系统的热能是由液态水或（和）蒸汽通过多孔透水岩体的对流并储存的。另外，遭到地震使地壳构造强烈破碎的破裂带也是地热流体储存的良好空间。(www.daowen.com)

由地下水深循环作用形成的地热异常区是目前世界上大多数地下热水及地热蒸汽的排泄区。在近期地质构造活动强烈的地区尤为明显。这里的构造破碎带很多，它们多数可成为地下水运动和上涌的良好通道，也为地下水深循环创造良好的条件。因此，近期地质构造运动，如地震、火山爆发对此类地热异常的形成起着主导作用。如辽宁省熊岳地区的地热就属于这种情况。它的地质构造属金州大断裂带，近期地质构造运动（如地震）较多，岩石构造破碎，岩脉又多侵入，燕山山期花岗岩为热源体，大气降水沿地质构造深循环，进行补给对流加热，而形成80～90℃的地下热水喷泉。

图9.2　热水型地热田的简单模型