雄安新区位于华北平原中部,地热资源分布广、埋藏浅、温度高、储量大、水质优,属于地热资源非常丰富的地区,但该地区深部地热资源赋存条件复杂,目前深部岩溶热储结构和成因机制不明。地热科学钻探为获取深部热储空间结构有关数据提供了直接手段,也为获取深部流体样品提供了机会。地热流体携带大量深部信息,在水化学、同位素和微生物上留下组成特异的印迹,可用于识别地热流体形成演化机制。进行雄安新区深部热储空间结构与水热分异过程研究,对深部地热资源认识的提高和合理开发利用具有重要的科学意义。本研究采用地热科学钻探、野外调查、室内实验、水化学方法、同位素技术、微滴数字PCR技术和高通量测序技术等技术方法,进行了雄安新区深部热储空间结构与水热分异过程研究,分析了深部热储空间结构,研究了地热流体水文地球化学特征和深部热水微生物群落特征及其地热指示意义,建立了研究区地热资源的成因机制概念模型。主要认识如下:雄安新区位于华北克拉通的东侧、冀中拗陷中部。华北克拉通破坏使岩石圈减薄,地壳随之变薄,因此地幔热源较多,为研究区主要热源。断裂构造丰富,有众多次级构造单元,对局部构造起到明显控制作用,是良好的导热导水通道,深部热流通过断裂上涌,与热储中热流形成水热对流,导致热异常。从钻井数据分析了研究区地层岩性和热储空间结构。热储在凸起区埋藏较浅,凹陷区埋藏较深,表明在凸起区热量集中在浅部,凹陷区热量集中在深部。研究区地温梯度较高,一般为3.0⁸.0℃/100m。垂向上,第四系一般为2³℃/100m,新近系为3.0³.7℃/100m,基岩顶部为3.09⁴.15℃/100m,在基岩内部由于白云岩热导率较高,地温梯度降低到1.8².4℃/100m。研究区内大地热流值的分布范围为55¹25mW/m²,并在凸起区大地热流值高,凹陷区大地热流值低的特点。从水化学和同位素数据分析,保定西部山区浅层水水化学类型为HCO₃-Ca·Mg水,而研究区深部热水水化学类型为Cl·HCO₃-Na水或Cl-Na水。过量的HCO₃^-主要来源于生物成因CO₂和非生物成因CO₂的混合。深部热水处于较封闭的环境,发生了较强烈的硫酸盐还原作用。地下热水变质系数γNa/γCl比值为1.10-2.39,Cl/Br比值为409.29-735.29,大部分脱硫系数100?γSO₄/γCl比值小于1,盐化系数γCl/（γHCO₃+γCO₃）比值为0.76-3.31,γCl/γCa比值为6.33-33.03之间,地下热水属于陆相淋滤变质水。深部热水主要补给来源为大气降水,补给区为保定西部太行山区。深部热水年龄在两万年以上,处于水交替缓慢的区域水循环中。建立了深部热水硫酸盐还原菌ddPCR检测新技术,利用该技术对深部热水、浅层水和土壤样品进行了检测,平均含量分别为4.0×10³±8.4×10³ copies/mL、1.6×10²±3.5×10² copies/mL和1.5×10³±1.2×10³ copies/g dw,显示深部热水富含硫酸盐还原菌。新一代高通量测序技术检出雄安新区深部热水含有38个菌门,541个菌属。深部热水的优势菌属大部分是硫酸盐还原菌,如热脱硫弧菌属Thermodesulfovibrio、热脱硫杆菌属Thermodesulfobacterium、嗜热厌氧菌科Thermoanaerobacteraceae、脱硫化小幡菌属Desulfovirgula和脱硫肠状菌属desulfotomaculum等。功能基因预测结果显示,深部热水中微生物固碳作用很强,硫酸盐还原作用次强,而微生物产甲烷作用很弱,意味着深部热水中的CH₄大部分来自非生物成因CH₄。在大流量抽水条件下,深部热水存在两种主要菌群类型,即厚壁菌门型和变形菌门型,且后者趋向于浅层水菌群类型,说明深部热水得到浅层水补给。深部热水变形菌门的优势菌属不同于钻孔上方浅层水变形菌门的优势菌属,进一步说明深部热水得到浅层水补给不是来自钻孔上方的浅层水垂直补给,而是来自浅部水的侧向补给,通过深循环获得热能,也可能是通过断裂带连通获得浅部水补给,深部热水资源具有资源的可更新性。最后综合分析了研究区的地热地质、区域构造、热储空间结构、地热流体化学特征、同位素特征和微生物群落特征对地热资源聚敛机制的指示意义,建立了研究区的地热资源成因机制模型。