陽信縣城區館陶組地熱資源賦存特征研究

(山東省魯北地質工程勘察院 山東德州253000)

(山東省魯北地質工程勘察院 山東德州253000)

陽信縣城區大地構造上屬華北板塊（Ⅰ級）、華北坳陷區Ⅰ（Ⅱ級）、濟陽坳陷Ⅰa（Ⅲ級）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級）。根據已有地質資料對陽信縣城區館陶組熱儲的地質背景進行分析和綜合研究，陽信縣城區館陶組熱儲地熱資源屬溫熱水型低溫地熱資源。

陽信縣城區館陶組地熱資源

0 引言

地熱資源是集熱與水為一體溫度適宜且富含對人體有益的礦物質，在洗浴、采暖、醫療、養殖業、工業等領域有著廣闊的應用，是繼風能和太陽能之后的一種綠色能源。館陶組熱儲在陽信縣城區廣泛分布，埋深適當，水量較大、水溫較高，對環境保護、經濟的可持續發展及改善人民生活質量具有重要意義。

1 地質背景

1.1 地質構造

山東省陽信縣城區在大地構造上屬華北板塊（Ⅰ級）、華北坳陷區Ⅰ（Ⅱ級）、濟陽坳陷Ⅰa（Ⅲ級）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級）。區內主要發育NEE、NE向斷裂，隱伏于新近系地層之下。對本區有影響的較大斷裂主要為陵縣—渤海斷裂，該斷裂為傾向SW走向NE的正斷層。

1.2 地層

淺表地層為第四紀時期沉積，厚度200～300m；第三系地層厚度大于3000m，為陸相沉積巖，根據區域地層分布規律，由老至新為：古近紀沙河街組、古近紀東營組、新近紀館陶組、新近紀明化鎮組、第四紀平原組。

2 地熱地質特征

2.1 地熱資源類型及蓋層

區內地下熱水賦存于新近系碎屑沉積巖中，屬層狀孔隙—裂隙型熱儲，地表無熱流顯示，地熱資源類型屬熱傳導型。本區可將第四紀平原組、新近紀明化鎮組視為熱儲層的相對保溫蓋層，厚約930～1096m，巖性由粘性土、砂性土夾松散砂層以及泥質砂巖、砂質泥巖和砂巖組成，其密度小，導熱性能差，熱阻大，是天然的良好熱儲保溫層。

2.2 熱儲巖性與埋藏分布特征

區內館陶組熱儲巖性以細砂巖、粉砂巖為主，呈鈣質、泥質膠結，礦物成份以石英為主，長石次之，分選性較好，呈次圓狀，結構較致密。館陶組熱儲在全區均有分布，厚度穩定。頂板埋深930～1096m，底板埋深1202～1230m，熱儲單層厚度2～28m，累計厚度120～180m，其分布規律與地層分布規律基本一致，由西南向東北逐漸變薄。

2.3 熱儲水文地質特征

區內館陶組含水砂巖在空間上分布較為連續?？紫抖却?，一般為20～30%，具有良好的儲水空間。單位涌水量2.29～3.50m3/h·m，地熱水化學類型為Cl—Na型，礦化度9g/L左右，井口水溫50℃左右，為溫熱水型低溫地熱資源。

2.4 熱源

本區的熱源主要來自地殼深部的正常傳導熱流，由于上覆巨厚的松散沉積物蓋層的阻熱保溫作用將這些熱能在熱儲層的孔隙、裂隙中儲存下來，地下水具有較高的熱容量，是良好的載熱體，借助地下水運動和熱對流傳導方式，熱量便在地下儲集層得以迅速傳遞。

2.5 熱儲模型

本區屬層控型低溫地熱田，該地熱田范圍廣大，將館陶組熱儲層視為獨立的、均質、各向同性、水平展布的無限邊界含水層組。將館陶組上覆的第四紀平原組、新近紀明化鎮組作為熱儲蓋層。來自地球深部的正常大地傳導型熱流為主要熱源。補給源主要為沉積物形成時保存下來的沉積水和封存水。

2.6 地熱水動態特征

區內館陶組地熱水位總體呈下降趨勢，根據陽熱1井水位監測資料，自2011年9月至2014年10月，水位標高供暖時在-30.0～-34.8m，受抽水量影響變化幅度較大。停止供暖后（3月15日）水位逐漸恢復（圖1）?？傮w來看陽熱1井水位呈逐年下降趨勢，由于開采量較小，在非采暖期不抽水時靜水位標高由2011年4m下降至3.4m，水位下降幅度0.30m/a；在采暖期動水位標高由最初的-30m下降至-34.5m，動水位下降幅度2.25m/a。

圖1 陽熱1井水位動態變化曲線

3 地熱流體化學特征

3.1 化學特征

根據陽熱1井水質分析資料，本區館陶組地熱水清澈，口感咸，無異味，水溫48℃。地熱水抽至井口時呈白色，并混有大量小水泡，經短時間放置后變成無色透明。由于鐵離子含量較高，再過一段時間后變成微黃色。地熱水溶解性總固體8467.50～9422.94mg/L，總硬度1045.26～1051.75mg/L，pH值7.40～7.53，水中陰離子以Cl-為主，含量3869.42～4033.37mg/L，其次為SO42-，含量1293.98～1636.60mg/L；陽離子以Na+為主，含量2703.00～3156.25mg/L。按舒氏分類法，本區地熱水的水化學類型為Cl—Na型。

3.2 地熱流體的年齡及成因

經計算區內館陶組熱儲地熱流體 γCl/γBr=1995.91～2182.86、γNa/γCl=1.08～1.21，這些系數均大于海水比例系數(γCl/γBr=300、γNa/γCl=0.85)，說明本區的地熱水具有大陸溶濾水的特征。

根據區域已有14C測試分析資料，工作區館陶組地熱水絕對年齡為15.48±0.40萬年，大約是在晚更新世末期形成的。說明地熱水的逕流速度緩慢，補給條件差，資源再生能力弱，為消耗型水源。

3.3 地熱流體質量評價

經采用拉申指數法與腐蝕系數法對區內館陶組地熱水進行評價分析，陽信縣城區館陶組地熱水無碳酸鈣水垢，屬鍋垢很多地熱水；對金屬有強腐蝕性；地熱水中含有對人體健康有益的微量元素，其中偏硅酸達到礦水濃度，鍶達到命名濃度，屬鍶理療熱礦水。

4 結論

（1）山東省陽信縣城區大地構造上屬華北板塊（Ⅰ級）、華北坳陷區Ⅰ（Ⅱ級）、濟陽坳陷Ⅰa（Ⅲ級）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級）。（2）本區館陶組熱儲屬層控型低溫熱儲，井口水溫50℃左右，屬于低溫地熱資源。（3）區內館陶組地熱水屬大氣成因，具有大陸溶濾水的特征。（4）區內地熱資源豐富，地下熱水礦化度在9g/l左右，水化學類型為Cl—Na型。

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陽信縣城區館陶組地熱資源賦存特征研究

■楊建華 黃迅

P314[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-62-1