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根据中低温对流型地热系统的理论和汤山温泉、汤山热水井的地质、地热背景，南京汤山地热系统为一典型的中低温对流型地热系统。该系统以汤山背斜控热构造提供的大地热流为热源；以受迫对流为机制。大气降水和地表水通过断裂和溶穴入渗并受迫进行深循环。在此过程中，吸取围岩热量形成地热水。在地形高差影响和相应的水力压差作用下形成环流。在巨厚页岩地层的阻隔下，地热水沿断裂带和特定层位出露形成温泉，或赋存于地下。