河套盆地与鄂尔多斯北缘位于华北克拉通西部,其中鄂尔多斯地块是亚洲最古老和最稳定的克拉通地块之一。古生代晚期以来,经历了一系列重大的构造事件:华北克拉通和北部的蒙古地块在二叠纪/三叠纪发生缝合,华北克拉通与南部的扬子克拉通在三叠纪发生碰撞,东部的古太平洋板块在白垩纪开始向西俯冲。为了更好地了解该地区的岩石圈壳幔结构和构造特征,理解岩石圈深部过程对河套盆地形成的控制作用,以及对研究区地热资源分布规律的影响,论文研究工作以SinoProbe-01-02河套盆地与鄂尔多斯北缘地区的139个宽频与14个长周期大地电磁数据体作为主要的研究内容,在研究过程中参照壳、幔特别的电性组成结构,以此为基础研究电性结构和深部热状态之间的关联等级。论文研究立足于电学基本属性,从实际出发综合分析区域内的地热形成机制并总结了研究区多种储热构造模型,为该区地热资源勘查布局提供新的依据。通过对野外所采集的MT时间序列数据进行精细处理,获得高质量的MT频率响应数据,开展了MT数据二维与三维反演,并结合区域地质资料对反演模型进行深入分析,获得一些新的认识。所获得的电性结构模型反映出研究区在早白垩世(甚至更早时期)就已经发生了地幔上涌,推断含高导硫化物的软流圈物质沿着薄弱缝合带上涌,造成区内岩石圈的破坏;其壳、幔的局部区域发生熔融,而深大断裂的存在为岩浆的侵入和喷出提供了重要通道。河套盆地的沉降、鄂尔多斯北缘隆起和阴山造山带抬升之间有紧密的联系,与区域伸展构造环境条件下的软流圈物质上涌有关。河套盆地地壳伸展拉张引起的深部重力均衡调整和岩石圈地幔被动上隆,形成较薄厚度的“热”岩石圈和较高温度的地幔热流,深部热量通过传导方式能够不断使河套盆地新生代潜水层增温,成为沉积型中低温地热田稳定的热水来源;地幔热流的热传导和深大断裂的热对流作用构成了河套盆地中低温地热田的热源机理。以电性结构模型作为基础,同时结合标准化的Hashin-Shtrikman边界条件约束,对地幔的热结构分布状态进行研究和分析,即得到该区域内的的地热资源分布信息。通过对研究区地热成因机制的讨论,以及对高导异常的实际验证,证明了这一研究思路的可行性。验证结果:包头地热井井深2604.34m,主要取水段在1577.69-2581.83m,井底温度70.8℃,出水温度64℃。