地热地质（精选6篇）
地热地质 篇1
1 地热资源形成的地质背景
中国地热资源的形成和分布, 受中国地质构造特点和其在全球构造所处部位的控制。全球性的地热带一般都出现在地球表面各大板块的边界附近, 低温 (小于90℃) 和中温 (90~150℃) 地下热水的出露和分布, 与板内的一些活动性深大断裂和沉积盆地的发育与演化有关, 高温地热田则是特定构造部位的产物, 它与岩石圈板块的发生、发展有密切的联系, 不少都与近期的岩浆活动有关。可开发利用的地热资源, 仅赋存于一些特定的地质构造部位。板块构造学说的观点认为:中国地处欧亚板块的东部, 中国大陆主体受印度板块 (包括缅甸板块) 、太平洋板块和菲律宾板块夹持, 在上述板块的碰撞和俯冲机制作用下, 形成了今日的青藏高原隆起、塔里木及准噶尔等断陷大盆地和以华北为代表的新生代断陷伸展构造及许多复杂而有序的板内断裂格式。这一构造格局, 对中国地热资源的形成与分布有重要影响, 形成了藏滇及东南沿海两个明显的地热带和高热流值分布区。
分析中国不同地区大地热流值 (单位时间内由地球内部通过单位地球表面积散失的热量) 的概貌, 对了解中国地热资源的形成和赋存的地质背景, 判定区域地热资源的潜力有重要意义。从总体上看, 中国大陆地区大地热流值分布具有西南高、西北低, 东部地区略高, 中部地区则处于过渡区的特点。这一特点与中国地热田及地热温泉出露点的分布情况作一比较, 正好反映出大地热流值高的地区也是地热温泉分布较集中的地区。
中国的地质构造条件, 决定了中国的地热资源主要以两种形式存在, 一是在构造隆起区 (浅山区) , 沿主要断裂构造出露并受其控制的地热温泉;二是赋存于中、新生代沉积盆地中的地下热水。前者主要以热泉的形式直接出露地表, 可开发的地段限于在地表有地热显示及其相关构造分布的地区, 其分布受地质构造的控制, 地热资源靠循环于断裂带中的地热水所提供, 称对流型地热田;后者埋藏于地下深处的各热储层中, 地热靠地球内部的传导热提供, 通过开采热储层中的地热水得以利用, 这类热田称传导型地热田。
2 地热资源分布的基本规律
前已述及, 中国地热资源以赋存于构造隆起区裂隙带中的热水和赋存于沉积盆地深部热储层的热水两种形式存在, 两者的形成与分布有各自的规律, 简述如下:
2.1 构造隆起区的地热资源
构造隆起区的地热资源状况, 可以其热泉天然露头的多少、放热量的强度及露头出露的条件来揭示, 依据地热温泉天然露头分布的统计资料, 中国地热温泉不论其数量和放热量均以中国西南部的藏南、滇西、川西地区以及东部的台湾省为最多, 水热活动也最强烈, 中国出露的沸泉、沸温泉、间歇喷泉和水热爆炸等高温热显示多集中分布于此区;其次是东南沿海的闽、粤、琼诸省, 这些地区大于80℃的温泉很多;西北地区温泉稀少;华北、东北地区除胶东、辽东半岛外, 温泉出露也不多;滇东南、黔南、桂西之间的碳酸盐岩分布区, 基本上为温泉空白区。上述分布状况联系中国的地质条件分析, 可看出以下特点:
2.1.1 地热活动强度随远离板块边界而减
弱中国西部的滇西地区及东部台湾中央山脉两侧, 分别处于印支板块与欧亚板块、欧亚板块与菲律宾板块的边界及其相邻地区, 均是当今世界上构造活动最强烈的地区之一, 具有产生强烈水热活动和孕育高温水热系统必要的地质构造条件和热背景。靠近此带, 地热活动强烈;远离此带, 地热活动逐渐减弱。我国西南部的地热活动呈南强北弱、西强东弱;东部区的地热活动呈东强西弱之势, 明显地反映了这一特点。
2.1.2 高温水热区与晚新生代火山分布相
背离此特征先后为佟伟、廖志杰等所指出。从中国晚新生代火山群与现代高温水热系统的地理分布可看到, 中国高温水热区不但远离晚新生代火山分布, 而且绝大多数晚新生代火山区为低温水热区, 如中国晚新生代火山分布较多的吉林、黑龙江两省, 不仅无高温热显示, 而且黑龙江省至今尚未发现大于25℃的温泉, 著名的五大连池火山群, 尽管非常年轻, 却只出露冷矿泉。吉林省的几处温泉, 分布于白头山和龙岗火山区附近, 泉水温度40~78℃, 通过地球化学温标测算, 也未呈现高温热储的可能性。表明中国近期火山活动不完全是孕育高温水热系统的必要条件, 远离火山活动分布的高热流板块边缘地区, 则仍有可能形成高温水热系统。
2.1.3 碳酸盐岩分布区多以低温温泉水形
式出露中国碳酸盐岩分布广泛, 出露区面积约占全国陆地总面积的12.5%, 达120×104km2, 在其分布区大于60℃的温泉比较少见。这主要与碳酸盐岩地层具可溶性, 出露区岩溶发育, 水循环条件好, 深部地热水循环至浅部, 其热量可为浅部的低温水所吸收有关。
2.2 沉积盆地区的地热资源
指地表无热显示的, 赋存于中、新生代沉积盆地中的地热水资源。中国的不少沉积盆地, 尤其是大型沉积盆地赋存有丰富的地热资源, 具以下特点:
2.2.1 大型、特大型沉积盆地有利于地热水
资源的形成与赋存大型、特大型沉积盆地的沉积层厚度大, 其中既有由粗碎屑物质组成的高孔隙、高渗透性的储集层, 又有由细粒物质组成的隔热、隔水层, 起着积热保温的作用。大型沉积盆地又是区域水的汇集区, 具有利于热水集存的水动力环境, 使进入盆地的地下水流, 可完全吸收岩层的热量而增温, 在盆地的地下水径流滞缓带, 成为地热水赋存的理想环境, 也是开发利用地热水资源的有利地段, 尤其是在沉积物厚度大、深部又有粗碎屑沉积层分布的地区。华北、松辽等大型沉积盆地的中部, 均具备这样的条件。与之相对应的规模狭小的盆地, 特别是狭窄的山间盆地, 整个盆地处于地下水的积极交替循环带中, 为低温水流所控制, 对聚热保温不利, 在相当大的深度内, 地热水的温度不高, 如太原盆地。
2.2.2 低温背景值, 决定了盆地一般只赋存
低温地热水大地热流是沉积盆地热储层的供热源, 区域热流背景值的大小, 对盆地地热水的聚存有重要的、决定性的作用。中国主要沉积盆地的大地热流背景值, 尽管有所差别, 但均属正常值范围, 介于40~75m W/m2之间, 这就决定了在有限的深度内 (3000m) , 不具有高温地热资源形成的条件, 而只能是低温 (小于90℃) 、部分为中温 (90~150℃) 的地热水资源。
2.2.3 可供利用的地热水资源, 主要赋存于
盆地内河湖相淡水沉积层中中国东部的大型中、新生代沉积盆地, 沉积了数千米的沉积层, 这巨厚的沉积层尽管都赋存有地下热水, 但并不可能全部开发利用, 其底层和中层为含有较高盐分的地下水封闭系统, 因水中含盐度高, 热储层渗透性差和水的补给循环差, 形成不了有开发利用价值的热储层;其上层为分布广、厚度大的河湖相淡水沉积建造, 以其高的砂岩层比值, 构成富含低矿化度低温水的半封闭 (开放) 系统, 成为中国东部的主要热水赋存层位。该层位在华北、苏北盆地和江汉盆地以上第三系储层为代表;在松辽盆地, 则以中、下白垩系储层为代表。
2.2.4 盆地基底赋存有碳酸盐岩的部位, 往
往形成重要的热储系统经近年来的勘探证实, 在盆地基底隐伏有碳酸盐岩的地区, 尤其是在盆地中部构造隆起部位隐伏的碳酸盐岩, 通常分布有可供开发利用的地热资源。这是由于中国中、新元古代和下古生代碳酸盐岩地层沉积厚度大, 层位稳定、分布广泛, 岩溶裂隙发育, 水的连通性较好, 盆地内的隐伏碳酸盐岩与盆地周边的同类岩层有构造上联系和一定的水力联系, 是周边碳酸盐岩裂隙岩溶水的汇流排泄地段或滞流区之故。还由于碳酸盐岩热储层比较稳定, 在同一构造部位的隐伏区找到了地热水, 在其相邻地段也较容易找到地热水, 如北京城东南、天津王兰庄、河北牛驼镇、昆明市区等重要地热田都属这一情况。
摘要：从地热资源形成的地质背景以及分布的基本规律分析了地热资源地质特征。
关键词：地热资源,形成规律,分布,地质特征
地热地质 篇2
临沂市地热地质条件及开发利用效益分析
临沂市地处鲁、苏两省交界处,是鲁南、苏北地区政治、经济与文化交流中心,具有良好的`投资环境和强劲的经济发展活力.区内地热资源丰富,开发历史悠久,河东区汤头温泉早在北魏年间就有文字记载.近年来,随着社会经济的不断发展,地热资源作为一种绿色能源,开发程度越发得以重视,取得了明显的社会、经济与环境效益.
作 者：郭士昌 姚春梅 徐品 刘瑞峰 刘安同 GUO Shichang YAO Chunmei XU Pin LIU Ruifeng LIU Antong 作者单位：郭士昌,姚春梅,徐品,刘瑞峰,GUO Shichang,YAO Chunmei,XU Pin,LIU Ruifeng(山东省地质环境监测总站,山东,济南,250014)刘安同,LIU Antong(临沂市国土资源局,山东,临沂,276000)
刊 名：山东国土资源 英文刊名：LAND AND RESOURCES IN SHANGDONG PROVINCE 年，卷(期)： 25(3) 分类号：P314 TK529 关键词：地热 资源条件 开发效益 临沂阳原县三马坊地热田地质条件分析 篇3
摘要：对三马坊地热田范围、地层岩性特征等情况进行分析，结合区域地质背景特征，利用地球物理勘探资料，对三马坊地热田地热地质条件进行分析，结果表明，三马坊地热田属于古潜山断层破碎带导水型地热田。
关键词：三马坊地热田；地球物理勘探；断层破碎带
引言
地热资源是一种十分宝贵的洁净的综合性矿产资源，河北省阳原县三马坊地热田开采利用历史悠久，远在北魏时期即兴建“北魏行宫”，历朝浴者对此赞不绝口。然而自二十世纪八十年代末以来，由于对三马坊地热田地热地质条件缺乏研究，加之成井工艺不合理等因素，造成多处地热井报废。既浪费了地热资源，又破坏了地质环境。因此，对三马坊地热田地质条件进行分析显得十分必要。
1. 地热田概况
1.1 地热田范围及其特征
三马坊地热田位于桑干河西北岸，沿桑干河方向呈北东走向近椭圆形展布，其范围为：西起西窑头村东，东到大渡口村西，北西方向越澡洗塘村，南东方向跨大湾台村，北东—南西方向长约3.20km，北西—南东方向宽约1.35km，总面积约3.40km2（图1三马坊地热田分布图）。地热田内现有地热自流井11眼，其中，6眼为完好井，另外5眼因井管破裂、卡钻、塌孔等原因而报废。其水温在25℃～41℃之间，温度较高区主要集中在地热田中部的澡洗溏村一带。根据《地热资源勘查规范》（GB/T 11615—2010），三马坊地热田属于“低温地热资源”中的“温水”。
1.2 地热田地层岩性特征
区内地热井成井深度在151m～170m之间，靠近地热田边缘地带可达290m。一般因钻孔涌水量太大，钻进困难而终孔。钻孔所揭露的地层岩性特征概述如下：
0m～6.5m：褐黄色粉质粘土。6.5m～47.7m：灰黄色灰绿色砂卵砾石、泥砾石，间夹粉土。47.7m～149.5m：灰绿色、灰黑色、棕灰色粉质粘土与淤泥质粉质粘土互层。149.5m～154.5m：浅灰色断层角砾岩，上部含泥质，角砾大小一般25mm～60mm，大者达95mm，成分以燧石角砾岩、燧石条带白云岩为主夹石英岩。
2. 区域地质背景
三马坊地热田大地构造位置处于中朝准地台（Ⅰ级）、山西断隆（Ⅱ级）、五台台拱（Ⅲ级）、天镇台穹（Ⅳ级）的东部边缘。三马坊地热田地表被第四系地层覆盖，但区域内分布地层较多，地层产状平缓，断裂构造发育，岩浆侵入活动微弱。
2.1 区域地层
区域内与三马坊地热田的形成关系最为密切的地层主要有以下几种。
（1）太古界集宁岩群：分布在地热田外的北部山区，岩性为辉石斜长麻粒岩、紫麻岩、大理岩等变质岩。
（2）中元古界长城系高于庄组、大红峪組：分布在地热田外的东部、南部和西部山区，高于庄组主要岩性为厚—巨厚层燧石条带白云岩、含泥砂白云岩，大红峪组主要岩性为石英砂岩、长石石英砂岩夹页岩。
（3）中元古界蓟县系铁岭组、雾迷山组：主要分布在地热田外的东部山区，主要岩性为白云岩、白云质灰岩、叠层白云岩、藻团白云岩、燧石条带白云岩及鲕粒硅质灰岩。
（4）古生界寒武系张夏组、崮山组、昌平组及炒米店组：主要分布在地热田外的南部及南西部山区，主要岩性为鲕状灰岩、竹叶状灰岩、豹皮灰岩及砾屑灰岩。
（5）新生界第四系更新统泥河湾组黄绿、灰白色、黄褐色粉砂、粉砂质粘土，主要分布在地热田南部；赤城组红黄色含钙质结核或砾石粉砂质粘土主要分布在地热田东部；马兰组黄土、次生黄土在全区均有分布；全新统冲积、洪积地层主要沿桑干河分布。
2.2 区域地质构造
三马坊地热田位于阳原盆地内，处于松枝口—马市口大断裂（F5）和阳原南山—旧站堡断裂（F28）两断裂交汇处的南西侧（图2三马坊地热田主要地质构造分布图）。
图2 三马坊地热田主要地质构造分布图
松枝口—马市口大断裂（F5）呈北西—南东向展布，形成于中—晚元古代；区域上该断层长约110km，断距大于900m；区内化稍营以北通过太古界变质岩区向东陡倾，以南被第四系覆盖，以线状壶流河显示。阳原南山—旧站堡断裂（F28）在阳原盆地被称为桑干河断裂，呈北东东—南西西向展布，形成于中侏罗世；受其影响，区内北盘相对下降，形成洪积扇裙，南盘相对抬升，二者以桑干河为界呈陡坎接触，断距约700m～800m，高差近百米。
3. 地质条件分析
区域地层资料反映了该区的地层层序，即沿桑干河河谷一带广泛发育一套第四系下更新统泥河湾组的河湖相沉积地层，其下部则为元古界长城系白云岩和太古界变质岩系。
3.1 地球物理特征
采用可控源音频大地电磁测深地球物理勘探方法（简称CSAMT法）研究三马坊地热田的地球物理特征（图1物探工作布置图）。根据CSAMT勘查所取得的三马坊地热田的地球物理特征，对三马坊地热田做如下推断。
3.1.1 地层划分推断
除浅部地层外，三马坊地热田视电阻率等值线分布较均匀，低阻层连续性较好，呈现一定的规律性，共显示出四个大的电性层。
第一层：20<ρa<100Ω·m，其厚度为0m～100m左右，推测为第四系晚更新世以来（Q3～Q4）地层。
第二层：ρa<20Ω·m，其厚度为100m～500m左右，推测为泥河湾组（Q1）地层。
第三层：ρa=30Ω·m～70Ω·m，其厚度为50m～500m左右，推测为长城系地层的反映。
第四层：ρa大于100Ω·m，推测为太古界变质岩的反映。
经过CSAMT测量取得的推断成果与区域地层结构相吻合，在各测线反演视电阻率断面图中显示出上部连续的低阻层，反映为泥河湾组的泥质盖层，下部高阻区则为基岩层。二者电性层界面清楚。
区内基岩顶面埋深等值线图中显示了一个呈北东向分布的基岩隆起，它的形成可能与断陷盆地基底中部分断块差异沉降有关。该隆起顶面埋深自地表以下-140m～-250m，东西长约5km，南北宽1.0km～2.5km，平面为似纺锤状（图3基岩顶面埋深等值线及断裂解释推断图）。
3.1.2 断裂构造推断
在地热田内共推断主要断裂构造三处，分别是F1、F2、F3（见图3），次级断裂13处（未编号）。
F1断裂：为松枝口—马市口大断裂的区内部分，断裂走向北西320°，倾向北东，倾角80°左右，该断裂在100线电阻率断面图中反映清楚，由陡立的视电阻率曲线变化构成低阻带。低阻梯度带反映构造破碎带的存在。
F2断裂：为桑干河断裂区内部分，断裂走向北东，总体倾向南东，倾向变化较大，倾角75°～80°，该断裂由测线100线～700线控制。西段南倾，东段转为北倾。
F3断裂：位于测区中部，在100线视电阻率断面图中由较宽阔的低阻梯度带构成，显示出该断裂具一定规模，构造带较宽，是区内北西向平行于F1大断裂的主要构造。
次级断裂：主要由北东向和北西向较小基岩断裂组成，一般发育于基岩隆起的边部，它们的活动影响着上部盖层沉积，在视电阻率断面图中均显示陡立的低阻曲线向下延伸的特征，在断层两侧则显示出高阻层的不连接和位移。
3.2 地热田热储特征及埋藏条件
根据钻孔揭露的地层岩性、区域地质背景及物探资料推断，区内储热层主要为元古界长城系热储，且长城系热储在区内均有分布。地下热水主要赋存于元古界长城系白云岩及断层破碎带中。
在地热田内，热储顶板埋深在100m～360m之间，且以埋深100m～200m的地层为主，由地热田中部向外辐射，分布于地热田的大部分地区，面积约占整个地热田的80%；埋藏较浅处在东窑头村北西方向、地热田中心偏南地段，局部埋藏深度可能小于100m；埋藏较深处位于地热田南端，埋深可达360m左右。
在地热田中部，热储底板埋深较浅，埋深在400m以内的热储面积约占整个地热田的60%。在地熱田南端，热储底板埋深最深，埋深大于700m。在地热田内，热储层厚度一般在100m～300m之间，广泛分布于地热田中部区域，面积约占整个地热田的70%。
地热田下伏地层埋藏条件：沿地热田分布的北东方向埋藏一个古潜山，其基岩隆起位置位于地热田中心偏南地段，位于东窑头村北西约300m，澡洗塘村南约580m，与第四系覆盖层接触的基岩为中元古界长城系燧石条带白云岩，基岩隆起部位第四系覆盖层厚度较薄，约150m左右，其周围基岩埋深增大，第四系覆盖层厚度随之增厚，厚约200m～300m。
4. 结论
通过上述分析推断，三马坊地热田属于古潜山断层破碎带导水型地热田。其热储为元古界长城系燧石条带白云岩及断层破碎带。在地热田的东部和南部分别为松枝口—马市口断裂和桑干河断裂，二者直接控制着地热田的形成。地热田下伏为古潜山，其岩性为长城系高于庄组燧石条带白云岩，其上断裂发育，岩石破碎，构成了良好的热水上升通道。
地热田的盖层为第四纪地层，且以下更新统泥河湾组湖积粉质粘土夹淤泥质粉质粘土为主，其结构致密，连续性强，厚度一般150m～200m，构成了良好的天然盖层。
据氢、氧同位素测试及水化学分析资料，地下热水来源于大气降水。周围山区裸露基岩接受大气降水和地表水的补给，然后地下水沿构造破碎带经深循环向地热田运移，侧向补给储热层。在两大断裂的控制下，于三马坊澡洗塘一带汇聚成地热田；一旦钻孔揭穿第四系盖层，在补给区与排泄区标高差所产生的静水压力作用下，地下热水便会喷涌而出，形成地热自流井。
参考文献：
[1] GB/T 11615—2010，地热资源地质勘查规范[S].2010.
[2] 刘志刚，张树宝，徐海振 等.区域水文地质调查报告（冀西北地区）1/20万[R].地矿部河北水文工程地质勘察院，1994，11.
[3] 郜洪强，樊延恩，李锋 等.河北省阳原县三马坊地区地热资源调查报告[R].河北省地质调查院，2011，9.
[4] 苏文利，刘瑞德，陆桂福等. 地热田勘查方法有效性分析[J]，西部资源，2015（3）.
[5] 黄洁， 李虹. 地热资源及其开发利用[J]. 西部资源， 2007（2）：7-8.
地热地质 篇4
2011年东北煤田地质局一○七勘探队对阜新盆地阜新市区以往有关地质资料进行了分析, 并通过FR-1井的实际勘探, 取得了可喜的成果, 找到了较丰富的地热资源, 为阜新市区地热资源的评价及开发利用奠定了坚实的基础。
1阜新市区地质概况
1.1区内地层
阜新盆地是新华夏系中生界下白垩统断陷盆地。
据三维地震及钻井资料, 盆地基底是在太古界变质岩系基础上发育的下白垩统早期, 伴随着一系列NE、NNE向断裂活动, 形成了一套多期喷发的中基性火山岩即义县组火山岩系及间歇性沉积层, 随后在地壳热脆化基础上形成了断陷湖盆, 并先后沉积了下白垩统的义县组 (K1y) ;九佛堂组 (K1jf) (地热热储层位) ;沙海组 (K1sh) ;新生界第四系 (Q) 地层。
1.2区内构造
该区构造位置处于新邱~哈拉哈背斜部位, 有几条北西向断裂在区内通过, 即PXF2、GDF1、CHF1、XXF1、XBF1号断层, 系同生正断层。区内九佛堂底界埋深一般在600~1500m之间。 (见图)
1.3水文地质
根据水力系统及其特征, 区内可分为3个含水层:
⑴第四系砂砾层潜水, 与地表径流紧密相关, 单位涌水量0.22-5.35L/s·m
⑵沙海组下部砂岩孔隙含水层, 水量20-75m3/d
⑶九佛堂组下部裂隙含水层, 经FR-1井抽水试验, 水量达1939m3/d。
2阜新市区地热资源地质条件分析
2.1地热水补给条件分析
2.1.1区内张扭性正断层破碎带宽大, 切割深, 由深部直通地表, 这样大气降水及地表水就沿其流入热储之中, FR-1井在670米和920米分别钻遇了较大的断层, 在断点附近一定深度内的几个含水层具有相近的水头高度, 表明其水力联系是比较密切的。
2.1.2盆地北侧的松岭山脉可做为分水岭向区内供水, 另外在区内北部的八家子山太古界露头面积较大, 可以直接接受大气降水的补给。还有在区西北部施工的94-3号井, 地下水涌出地表高达2米左右, 涌水量达480m3/d, 至今仍被村民饮用, 区内有细河流经, 汇水面积达100km2。
2.2盖层条件分析
九佛堂组、沙海组为其盖层, 厚度在700-1200米, 应该说九佛堂组及沙海组的厚层泥岩均为理想的盖层, 有效地保存了地热流体中的热量。
2.3地温条件分析
据区内施工的FR-1井井温资料统计, 地温梯度为2.8℃/100m。这一数值在阜新盆地属于正常的地热增温值 (2.5℃/100m~3.1℃/100m) 这说明了热源是来自裂谷深部的高温熔融体和沿裂隙上溢的热气, 以及太古界巨厚的变质岩内放射性元素衰変的能量转换。为热传导型。FR-1井地热水出口温度为44℃为低温地热水。
2.4地热水类型分析
施工中虽然未对岩石的孔隙度、渗透率进行取样测试, 但经过对岩芯、岩屑的肉眼观察, 岩石胶结致密, 滴水不渗, 孔隙性差, 无法形成以孔隙含水为主的层状含水层。FR-1井在671.20-920.00米的九佛堂组裂隙带抽水试验, 水量为1939m3/d。这就说明地下水的存储和运移受裂隙发育程度和较大断层所控制, 地下水类型为裂隙水。
3地热水水质评价
经地矿部矿泉水水质监测中心对FR-1井地热水采样进行水质检测, 其成果见表。
综上所述, 阜新市区地热水属于地下热矿水, 已达医疗价值浓度和矿水浓度, 判定该区地热水为硅水、硼水和锂水, 具有医疗价值。
4建议
阜新市区地热水是不可多得的洁净型能源, FR-1井位于阜新市中心, 北临玉龙新城。所以非常有必要进一步开展对阜新市区地热资源的研究评价工作, 继续进行地热资源勘查, 查清热储面积, 地温场特征, 裂隙发育程度, 地热水资源量。科学规划、合理开发、综合利用, 将对阜新地区的经济发展起到积极的推动作用
参考文献
[1]路爱平等.辽宁省阜新市东梁区地热普查DR-1地热井报告, 东北煤田地质局一〇七勘探队.2002
地热地质 篇5
1 地热资源概况
截止到2015年下半年,浙江省共有地热出水点49处,包括地热井44口、温泉1眼(温州承天温泉)、矿坑涌水点2处(金华武义余山头、丽水龙泉LQBD1)、石油勘探孔2处(衢州金66井、金4井)。地热出水点在全省11个地级市均有分布;但并不均匀,主要集中在浙西北杭嘉湖平原的湖州、嘉兴、杭州,其地热井总数占全省地热出水点的46.94%;以及浙东南的宁波盆地和金华武义盆地,宁波和金华各占14.29%;其他地级市如台州、丽水、绍兴、衢州、温州、舟山则少有分布(图1)。
省内热水水温范围20~64℃。地热出水点中,水温度小于25℃的出水点9处,包括地热井7处、石油勘探孔2处;水温范围20~24.3℃,占地热出水点总数的18.37%;主要分布在浙西北杭州、湖州,以及金衢盆地的衢州,共8处;浙东南仅金华东阳横店2号井1处。水温25~40℃的出水点23处,全省范围内均有分布,包括地热井21处、矿坑涌水点2处,占地热出水点总数的46.94%。水温40~60℃的出水点15处,包括地热井14处、温泉1处,主要分布在湖州、嘉兴、金华、绍兴、宁波,占地热出水点总数的30.61%;水温大于60℃地热井2处,分别是位于嘉兴市的运热1井和湖州市的WQ10地热井,占地热出水点总数的4.08%(图2)。省内地热井深度范围在90~2 606.18 m之间,井深1 000 m以上的地热井占出水地热井的近一半。地热井单井水量范围74.53~2 592 m3/d,大部分在300~1 500m3/d之间。
2 壳幔热结构影响的地热资源赋存特征
以江山-绍兴深大断裂(F1)为界,浙江省横跨浙西北扬子准地台和浙东南华南褶皱系两大构造单元。属于扬子板块的浙西北地区壳幔结构偏冷,来自深部的热流相对较少,莫霍面温度相对较低;与浙西北地区相比,属于华夏板块的浙东南地区热流明显偏高,属于典型的“冷壳热幔”结构,莫霍面温度亦较高[9]。浙江省大地热流值的变化范围为62.8~89.5 m W/m2,平均(71.1±5.7)m W/m2,高于中国大陆地区的平均热流值[(61±15.5)m W/m2][10]。总体上讲,浙江省热流值呈现东西两侧高,中间低,总体呈北东向展布的特征。以江山-绍兴大断裂为界,浙江省区域热流分布格局又显示出西北低、南东高的特征。浙西北高热流值分布于杭嘉湖平原与金衢盆地,浙东南热流值整体高于浙西北,高热流值区域主要分布于东南沿海地区,如宁波、温州等(图2)。
浙江省处于中国东部薄壳带,莫霍面起伏不大,埋深为28~34 km,呈北东浅、南西深的变化趋势。莫霍面埋深较浅地区,即幔隆区,为浙西北杭嘉湖平原的嘉兴市,浙中金衢盆地,以及浙东南沿海地区[12]。从图2上可见,浙江省莫霍面埋深较浅部位,即幔隆区,对应大地热流值较高地区,反映了莫霍面起伏控制大地热流值主要分布趋势的特征。受壳幔热结构该特征的影响,省内地热井(泉)多分布于莫霍面埋深浅且热流值高的地区,即上地幔隆起地区。省内出水温度大于40℃的地热点基本均位于幔隆区,在浙西北地区集中于热流值较高的杭嘉湖平原区,在浙东南地区则集中于热流值较高的宁波盆地、东南沿海地区。
3 区域地质条件影响的地热资源赋存特征
浙江省地势西南高、东北低,山地占全省总面积的70.4%,主要山脉均呈南西-北东走向,平原仅占全省总面积的23.2%,主要由浙北平原(杭嘉湖平原、宁绍平原)和浙中金衢盆地组成。省内断裂构造十分发育,区域性断裂数量多、切割深、延伸远、次级断裂发育,为深部岩层的富水及导热创造了良好的条件。受地质构造的控制,省内热水主要出露或赋存于北东向压性断裂与北西向张扭性断裂的交汇处,且附近往往出现东西向断裂以及中酸性侵入岩体的频繁活动[13](图3)。例如,温州承天温泉出露于泰顺县会甲溪V字型峡谷内,在北东向压性断裂与北西向张扭性断裂的复合部位沿北西向呈泉群出露地表;湖州太湖南岸地热区位于湖州-嘉善东西向大断裂、长兴-奉化北西向大断裂与学川-湖州北北东向断裂的交汇处[7];武义盆地溪里地热区位于江山-绍兴大断裂拼合带南东侧,淳安-温州北西向大断裂、衢州-天台东西向大断裂和庆元-浦江北东向深断裂的交汇处,且深部为燕山早期大范围岩浆岩侵入的花岗岩基底与中酸性岩浆穹隆[8]。此外,浙西北、浙东南两大构造单元地质构造发展演化史完全不同,浙西北地层发育齐全,岩浆作用弱;浙东南缺失古生界,构造岩浆活动强烈;这种差异直接导致了其地热资源形成条件的差异。
3.1 地热资源分布特征
依赋存环境与热传导方式的不同,省内地热资源可分为沉积盆地型和隆起山地型两类,浙西北和浙东南均有分布(图3)。
浙西北地区中,沉积盆地型地热资源主要分布于杭嘉湖平原和金衢盆地,热储介质主要为古近系砂岩、砂砾岩、玄武岩夹层和古生界碳酸盐岩,流体为孔隙水或岩溶水,热储层位因所处地质构造单元不同而不同,多以双层或多层热储结构居多。隆起山地型地热资源主要分布在浙西褶皱山区,热储介质由砂岩、凝灰质砂岩和古生代碳酸盐岩组成,受断裂控制,呈带状展布。
浙东南地区主要为大面积的丘陵山区,地热资源类型以隆起山地型为主,热储介质由岩浆岩、火山岩组成,通过深循环的地下水沿断裂或裂隙对流传递,深大活动断裂一般为控热构造,其次级断裂往往形成导热构造。沉积盆地型地热资源仅在北部宁绍平原内少量分布。
F1为江山-绍兴深大断裂;F2为马金-乌镇断裂;F3为球川-萧山断裂;F4为丽水-余姚断裂;F5为下庄-石柱断裂;F6为常山-漓渚断裂;F7为昌化-普陀断裂;F8为孝丰-三门湾断裂;F9为松阳-平阳断裂;F10为鹤溪-奉化断裂;F11为温州-镇海断裂;F12为淳安-温州断裂;F13为湖州-嘉善断裂;F14为长兴-奉化断裂;F15为泰顺-黄岩断裂;F16为衢州-天台断裂
3.2 热储类型分布特征
浙江省地热资源热储类型主要有裂隙型带状、孔隙型层状及岩溶型带状兼层状热储三种,且受地质构造约束呈带状分布。以江山-绍兴深大断裂为界,浙西北和浙东南热储类型各具特点(表1)。
浙西北扬子准地台区地层发育较全,以发育古生代沉积岩及醒目的印支-燕山期紧密线型褶皱带为特征,沉积地层中的寒武-奥陶系和石炭-二叠系发育厚层碳酸盐岩,在一定条件下可成为重要的热储层,上覆厚层泥岩、砂岩、粉砂岩可成为良好的盖层。该地区岩浆活动弱,热储多以古生界碳酸盐岩、石英砂岩、岩屑砂岩为主的岩溶型层状热储(如临安湍口TR3井)、裂隙型带状热储(湖州杨家埠WQO1、宁海深甽甽3井等)和上部孔隙型下部岩溶型层状热储(金衢盆地、桐乡凹陷运热1井等),构造部位多以背斜为主体,并与断裂构造交错。
浙东南华南褶皱系分布有大量中生代火山岩,基底岩石变质程度高且埋深较浅,张性或张扭性断裂构造发育,构造变形以整体的隆升和块断作用为主,出现了众多的断陷盆地,热储主要为构造裂隙型带状。由于中、新生代构造活动强烈,岩浆侵入频繁,带来大量的热液和微量元素,使浙东南地区形成广泛的低温热液矿床———萤石矿脉,成为新型的热储资源。浙东南热储类型可细分为白垩纪沉积盆地基底花岗岩类(如遂昌盆地DR2,武义盆地WR2等)和构造隆起区花岗岩类(如泰顺雅阳承天温泉、宁海深甽甽3井)两种,均源于岩浆热液。此外,本区长河凹陷内发育新生代沉积盆地碎屑岩类孔隙型层状热储(长热1井),宁波凹陷内发育白垩纪沉积盆地碎屑岩夹玄武岩孔隙型热储。
3.3 热水水化学特征
浙江地热水主要为偏硅酸·氟热矿水,受区赋存环境的影响,省内不同地区不同地热资源类型的热水水化学特征各有不同(表2)。
浙西北地区中,褶皱山区地热资源勘查程度较低,地热资源为隆起山地型,地热异点少有分布,井深较浅,水温不高,热水水化学类型以HCO3-Ca型为主(临安湍口TR3、湖州杨家埠WQ01),热水中偏硅酸、氟、氡含量普遍较低。金衢盆地和杭嘉湖平原地热资源为沉积盆地型,成井一般较深,水温也较高于隆起山地型热水。其中,金衢盆地内热水水化学类型为HCO3·SO4-Na型(衢州金66井)。杭嘉湖平原区勘查程度相对较高,省内多处地热异常点均分布于此,该区热水温度较高,水温高于40℃的地热井有多处,热水水化学类型以HCO3(Cl)-Na(Ca)型为主,个别热水还会富含SO42-。两者相较来看,沉积盆地型热水溶解性总固体(TDS)和微量组分氟、偏硅酸、氡等含量高于隆起山地型热水。
浙东南地区中,仅在北部宁绍平原内分布有沉积盆地型地热资源,地下水类型为SO4·Cl-Na型,水温较高,长热1井水温达53℃。隆起山地型地热资源热水水化学类型以HCO3-Na(Ca)型为主(遂昌DR2、甽3井、宁海甽3井),在武义盆地内则存在SO4·HCO3-Na·Ca型热水(武义WR2)。浙东南山区分布有大量中生代火山岩,热水均产自其中,其导水储热地层岩石为高二氧化硅,富钠、钾的中-酸性火山岩,火山岩中富含S、F等,在作为地下水渗流通道的构造断裂破碎带的地区,常见有先期热液蚀变和矿化现象,形成萤石及黄铁矿等硫化矿物,通过氧化淋滤作用又使地热水富含SO42-和F-等组分。
总体来看,浙东南热水中偏硅酸、氟、氡含量普遍较高,偏硅酸、氟一般达矿水或命名浓度,氡则多达有医疗价值浓度。相较而言,浙西北热水中以上成分含量则较低,偏硅酸一般能达到矿水浓度,氟含量明显低于浙东南,氡除个别井外(如WQ10)普遍较低。
4 结论与建议
4.1 结论
以江山-绍兴深大断裂为界,浙江省分为在壳幔热结构、地层岩性、构造演化等完全不同的两大地块。受该区域地质背景的影响,其地热资源的赋存特征可概括为以下几点。
(1)浙江省处于中国东部薄壳带,莫霍面起伏呈北东浅、南西深的变化趋势,莫霍面埋深较浅部位对应其大地热流值较高地区,反映了莫霍面起伏控制大地热流值主要分布趋势的特征。其中,与属扬子板块的浙西北地区相较,属华夏板块的浙东南地区壳幔结构偏热,热流明显偏高,莫霍面温度亦较高。受该特征影响,省内地热井(泉)多分布于莫霍面埋深浅且热流值高的地区,即上地幔隆起地区。省内地热资源以中低温为主,热水温度大于40℃的地热点基本均位于幔隆区,在浙西北地区集中于热流值较高的杭嘉湖平原,在浙东南地区则集中于热流值较高的宁波盆地、东南沿海地区。
(2)浙江省内断裂构造十分发育,区域性大断裂切割深,延伸远,次级断裂发育,为深部岩层的富水及导热创造了良好的条件。省内地热资源主要有沉积盆地型和隆起山地型两类,浙西北地区以沉积盆地型地热资源为主,主要分布于杭嘉湖平原和金衢盆地,浙西褶皱山区则为隆起山地型地热资源,但少有地热井揭露。浙东南地区主要为大面积的丘陵山区,地热资源类型以隆起山地型为主,沉积盆地型地热资源仅在北部宁绍平原内少量分布。
(3)浙江省热储类型主要有裂隙型带状、孔隙型层状及岩溶型带状兼层状热储三种,受地质构造约束呈带状分布。浙西北发育较全,以发育古生代沉积岩及醒目的印支-燕山期紧密线型褶皱带为特征,热储多以古生界碳酸盐岩、石英砂岩、岩屑砂岩为主的岩溶型层状热储、上部孔隙型下部岩溶型层状热储和裂隙型带状热储,构造部位多以背斜为主体,并与断裂构造交错。浙东南分布有大量中生代火山岩,热储类型可细分为白垩纪沉积盆地基底花岗岩类和构造隆起区花岗岩类两种,均源于岩浆热液;此外,在本区北部沉积盆地区域内还发育有新生代沉积盆地碎屑岩类孔隙型层状热储和白垩纪沉积盆地碎屑岩夹玄武岩孔隙型热储。
(4)浙江地热水主要为偏硅酸-氟热矿水,以江山-绍兴深大绍断裂为界,浙东南地热水偏硅酸、氟、氡含量整体上看高于浙西北。浙西北地区热储主要岩性为灰岩、砂岩,热水水化学类型以HCO3-Ca(Na)型为主,沉积盆地型还富含Cl-、SO42-。浙东南地区沉积盆地型地热资源地下水类型为SO4·Cl-Na型,隆起山地型则以HCO3-Na型为主,在武义盆地内还存在SO4·HCO3-Na·Ca型热水,热水大部分产自中生代火山岩中,因而富含SO42-和F-等组分。
4.2 建议
近几年,浙江省不断加大地热资源勘查开发的投入力度,取得了可喜的成果,也暴露出诸多的问题。一是研究程度低,即使在开发较早的泰顺雅阳、宁海深甽、金华武义等地,在产热水井的近旁打新井的成功率并不高,说明对其源、通、盖、储情况并没有真正摸清。二是开发利用水平低,省内部分热水温度较高,但仅用于理疗洗浴,利用方式单一、热能利用率低、弃水量大,资源浪费比较严重。三是缺乏有效的监督管理,省内地热管理法规、政策和标准体系等尚不完善,目前省内仅有9家取得采矿权证,存在无证或虚假温泉的开发单位。已开发的热水则缺乏科学的监测与管理,造成资源严重破坏。部分地区现有的开发利用方式是只采不补,造成地热水位持续下降,影响地热资源的可持续利用。
地热地质 篇6
1 新疆地区地热资源形成的条件
我国地热资源的形成及分布主要是由我国地质构造的特点以及所处全球构造位置所决定的。一般情况下全球性的地热带分布于地球表面的各大板块交界部位, 中、低温地下热水的出露和分布与板块内部活动性深大断裂与沉积盆地的发育和演化存在着很大的联系, 能够进行开发利用的地热资源只是依附于一些特定的地质构造中[1]。我国大陆地区位于亚欧板块的东部, 在印度板块、太平洋板块、以及菲律宾板块共同的作用之下, 形成了我国现在的青藏高原、塔里木盆地以及准格尔盆地等地形地貌。然而以上地质格局对我国新疆地热资源的形成具有十分重要的影响, 从而形成了滇藏地区与及东南沿海的地热分布区。
我国新疆地区的地质构造在一定程度上决定了新疆地热资源的存在形式:①地热温泉;②地下深部热水。地热温泉是通过热泉的形式将泉水从地下涌出, 提供开发的地段仅限于地表有地热显示的地区;地下热水主要是埋藏在地下深处的热储层内, 主要依靠地球内部的热传导进行热量的传输, 从而进行开发利用。目前可利用的地热资源一般是以地下水为载体, 通过一定深度的循环, 不断吸收地球内部热量, 并在特定的地质构造条件下赋存、运移, 出路地表后被人们发现。
2 我国新疆地区地热资源地质特征
2.1 新疆地区盆地水文地质特征分析
我国新疆地区主要以盆地分布为主, 最著名的盆地为塔里木盆地与准格尔盆地。地下水主要是分布在盆地边缘的天山南麓与北麓、昆仑山北麓山前地区的冲洪倾斜平原, 其余主要分布在塔克拉玛干等沙漠地区[2]。
山前冲洪积地区主要包括砾质平原区以及细土平原区, 含水层是由冲洪积卵砾石、砂砾石、含砾中粗砂、以及中细砂层组成, 其厚度大致为400~600m左右, 其中也包含一些1000m左右的地段。而含水结构层从山前向盆地内部从砾质平原单一结构潜水含水层转化为细土平原的多层结构潜水承压水含水层, 含水层颗粒也在逐渐变细, 甚至出现了粉土、粉质粘土等相应的隔水层。受其影响, 该地区的含水层富水性也逐渐减弱, 单井的出水量已经逐渐从砾质平原区每天2000m3以上减少为细土平原区每天1000m3。
在这个地区内的地下水主要是来自于新疆地区河流的入渗补给, 以及周围水库、农田灌溉、以及山区之内的基岩裂隙水的补给。在山前平原地区向盆地腹地沙漠地区径流的过程中, 地下水主要以泉水外溢、水体蒸发、以及人工抽取地下水等开采形式排泄。顺着地下水径流方向, 山前平原地区的水质也逐渐发生了变化。以塔里木盆地为例, 塔里木盆地的砾质平原区域的地下水主要是矿化度小于1g/L的硫酸一重碳酸盐型淡水为主, 水质比较好, 但到细土平原地区的水质矿化度则上升为1~3g/L, 从硫酸一重碳酸盐型转化为硫酸盐—氯化物型, 水质较差。
在该区域内的地下水资源分布情况较分散, 其主要原因是受出山河流流量大小的影响, 即出山河水的流量越大, 其形成的地下水资源就越丰富。
2.2 新疆地区沙漠地区水文地质特征分析
新疆地区的准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘昌吉地区的地下水资源, 其冲洪积粉细砂含水层承压水在该水域中属于自流斜地的延伸, 其水质是矿化度小于1g/L的淡水;在古尔班通古特沙漠西部的莫索湾地区, 沙漠以下的承压水主要是玛纳斯河的冲积层而成, 其中的水质主要为矿化度为0.34g/L的重碳酸钙型水, 水质较好, 但是单井的涌水量较小, 为每天1000m3以下。在古尔班通古特沙漠北部, 第三系出露地表, 其中有一部分地区被沙漠掩盖, 其中赋存第三系层间承压水, 但是其水量比较弱, 单井的涌水量只能达到每天100m3, 其水质为矿化度2~3g/L。
而在塔里木盆地塔克拉玛干沙漠的北部, 在沙丘下的塔里木河古河道有潜水区分布, 其水质主要为矿化度3~6g/L, 单井用水量较小, 要小于500m3/d[3]。在新疆地区的其它沙漠中, 均有地下水分布, 只是水量比较小, 且水质复杂。沙漠地区分布的地下淡水, 主要是隐伏古河道及湖积平原, 或者是古河道带中分布的地下水, 其地下水主要是通过山前平原地下水侧向径流转变而成。
3 结束语
我国新疆地区的地热资源较为丰富, 其赋存、运移、出露等条件受浅表地下水特征的影响。新疆地区在水资源的分布上比较分散, 在水量比较充足的区域水质相对较好, 水量贫瘠的地区水质则相对较差。将新疆地区的水文地质基本特征进行了解, 对该地区的地热资源特征具有重要的影响, 有助于推动新疆对地热资源开发利用进一步提高。
参考文献
[1]顾新鲁, 曾永刚.新疆温泉县地热特征及成因模式分析[J].新疆地质, 2011, 02:226~230.
[2]顾新鲁, 刘涛, 陈锋, 丁光发, 杜江岩.新疆地热资源成因类型及控热模式分析[J].新疆地质, 2015, 02:275~278.