山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锔攀?/h1>
2015-08-30 03:21:36蔡有兄鐘秀燕
山東國土資源 2015年5期
蔡有兄，鐘秀燕
(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014)
山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锔攀?/p>
蔡有兄，鐘秀燕
(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南250014)
山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锇ㄅR沂湯頭、肥城安駕莊、泰安岱道庵、泰安徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井、沂源南麻-悅莊和淄博張店地?zé)崽?。該文從區(qū)域地質(zhì)概況、地溫場特征、熱儲(chǔ)特征、地?zé)岢梢蚍治鲆约盁醿?chǔ)概念模型5個(gè)方面對(duì)以上7處地?zé)崽锏牡責(zé)岬刭|(zhì)條件進(jìn)行了概述。
典型地?zé)崽铮桓攀?；魯中南地區(qū)
引文格式：蔡有兄，鐘秀燕.山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锔攀鯷J].山東國土資源，2015，31(5)：24-30.CAI Youxiong, ZHONG Xiuyan. LAN Shanzhi.Brief Introduction to Typical Geothermal Field in South Region of Shandong Province[J].Shandong Land and Resources,2015，31(5)：24-30.
魯中南典型地?zé)崽镏?，除臨沂湯頭位于沂沭斷裂帶地?zé)釁^(qū)外，其他如肥城安駕莊、泰安岱道庵、泰安徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井等地?zé)崽锞挥隰斨新∑鸬責(zé)釁^(qū)。以上地?zé)崽锸軘嗔芽刂谱饔妹黠@，分布面積小，蓋層地溫梯度較高，熱儲(chǔ)埋藏較淺，具帶狀特征。沂源南麻-悅莊地?zé)崽铩⒆筒埖甑責(zé)崽镂挥隰斨心下∑鸬責(zé)釁^(qū)，分別位于沂源凹陷、鄒平-周村凹陷，熱儲(chǔ)類型為奧陶系灰?guī)r層狀熱儲(chǔ)，與魯西南潛隆起、魯中南隆起的凹陷區(qū)具有相似的成熱條件*山東省地礦工程勘察院，山東省地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告(魯中南地區(qū))，2009年6月。
1 臨沂湯頭地?zé)崽?/h2>
1.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽镂挥谂R沂市城東北約26km的湯頭鎮(zhèn)湯頭村，面積約2.5km2。在地質(zhì)構(gòu)造部位上，居于沂沭斷裂帶內(nèi)的鄌郚-葛溝斷裂和沂水-湯頭斷裂之間，斷裂構(gòu)造較發(fā)育[1-2]。主要斷裂構(gòu)造有NNE向的鄌郚-葛溝斷裂、沂水-湯頭斷裂、湯頭-許家長溝斷裂，NE向的湯頭-鄭家斷裂，近EW向的大徐家五湖斷裂。除上述主要斷裂外，在湯頭溫泉區(qū)及近溫泉區(qū)外圍，NNW，NWW向次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，將區(qū)域切割成一些小斷塊體。溫泉出露在湯頭-許家長溝斷裂與湯頭-鄭家莊斷裂交會(huì)部位。從溫泉區(qū)內(nèi)幾組斷裂產(chǎn)狀和交切關(guān)系判斷，區(qū)內(nèi)NE向湯頭-鄭家莊斷裂和NNE向湯頭-許家長溝斷裂是湯頭溫泉的主要控水、控?zé)釘嗔选?/p>
1.2地溫場特征
湯頭溫泉附近地溫梯度為15℃/100m。當(dāng)偏離湯頭-鄭家莊斷裂時(shí)，水溫驟減。如煤炭療養(yǎng)院內(nèi)地面相距200m的2個(gè)鉆孔，在湯山西側(cè)，鉆孔內(nèi)的地溫梯度為7℃/100m；而湯山東側(cè)，鉆孔內(nèi)的地溫梯度僅為3℃/100m。
1.3熱儲(chǔ)特征
湯頭溫泉的熱儲(chǔ)類型屬于帶狀熱儲(chǔ)，熱水主要沿湯頭-鄭家莊斷裂寬約100m范圍分布，儲(chǔ)存于斷裂破碎帶內(nèi)。熱儲(chǔ)埋藏較淺，頂板埋深在60～80m之間。1970年以前，湯頭溫泉尚處于自流狀態(tài)，共有泉3眼，自流量388m3/d，泉口水溫70℃左右。目前主要開采湯-1、湯-2熱水井，開采量500m3/d，井口水溫52～55℃。
1.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
該地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的形成主要受構(gòu)造控制。溫泉東2km有主干斷裂沂水-湯頭斷裂經(jīng)過，走向NE 15°，傾向NWW，傾角45°～60°。西盤為白堊紀(jì)王氏群砂礫巖、礫巖，東盤為新太古代變質(zhì)變形侵入巖。該斷裂深切上地殼，湯頭附近西盤白堊系中小褶皺發(fā)育，在青山一帶，西盤白堊系中王氏群頁巖、泥巖強(qiáng)烈破碎、褶皺，軟巖層發(fā)生塑性流動(dòng)，造成寬200～300m的褶皺破碎帶，有利于地下水的儲(chǔ)存運(yùn)移以及地殼深部的熱能傳遞到地殼淺部。次一級(jí)斷裂有走向近SN向的湯頭-許家長溝斷裂、走向?yàn)镹E 55°的湯頭-鄭家莊斷裂、近EW向的大許家五湖斷裂-蘇家埠斷裂。斷裂帶節(jié)理裂隙較發(fā)育，具有一定的導(dǎo)水能力，有利于地表水和淺層地下水沿節(jié)理裂隙滲入深部，地下水經(jīng)過深循環(huán)后被加溫形成地?zé)豳Y源，然后沿?cái)嗔褞搅髦翜^西南受阻而富集，在湯頭-許家長溝斷裂、湯頭-鄭家莊斷裂的交會(huì)部位，巖石破碎，利于地下熱水向上運(yùn)動(dòng)從而形成溫泉。
1.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)前述地?zé)岬刭|(zhì)條件，臨沂湯頭地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖1所示。
1—第四紀(jì)粉質(zhì)粘土；2—古近紀(jì)砂巖；3—白堊紀(jì)王氏群砂巖；4—白堊紀(jì)青山群安山巖；5—寒武+奧陶紀(jì)灰?guī)r；6—新太古代變質(zhì)變形侵入巖；7—熱水；8—冷水；9—斷層破碎帶；10—角度不整合界線；11—斷裂圖1 臨沂湯頭地?zé)崽锬Ｐ褪疽鈭D
2 泰安市泰山區(qū)岱道庵地?zé)崽?/h2>
2.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽镂挥谔┌彩刑┥絽^(qū)岱道庵村附近，面積1.50km2，屬溫?zé)崴?，其成因類型為深循環(huán)對(duì)流型帶狀熱儲(chǔ)地?zé)崽铩Ｔ诘刭|(zhì)構(gòu)造部位上，地?zé)崽镂惶幪┤R凹陷與泰山凸起的交接地帶[1]，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育。主要斷裂為NEE向的泰山斷裂和NNW向的岱道庵?jǐn)嗔眩責(zé)崽镂挥?條斷裂的交會(huì)部位。區(qū)內(nèi)斷裂多具繼承性和多期活動(dòng)性，切割較深。伴隨著斷裂活動(dòng)，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)也較強(qiáng)烈，形成了燕山期巖漿巖。
2.2熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)層為寒武紀(jì)張夏組鮞狀灰?guī)r和朱砂洞組含燧石結(jié)核灰?guī)r。熱儲(chǔ)頂板埋深由北向南逐漸加大，埋深在200～800m之間。水動(dòng)力條件較差、構(gòu)造條件復(fù)雜、有一定厚度蓋層分布時(shí)，地溫明顯增大。
2.3地?zé)崽锍梢蚍治?/p>
區(qū)內(nèi)的NNW和NEE向斷裂多具繼承性和多期活動(dòng)性，切割較深。伴隨著斷裂活動(dòng)，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)也較強(qiáng)烈。斷裂和巖漿活動(dòng)形成的斷裂破碎帶成為地下水的運(yùn)移、儲(chǔ)存通道。斷裂的深切割溝通深部熱源，地下水經(jīng)深循環(huán)對(duì)流作用獲得熱量并在淺部的灰?guī)r巖溶裂隙儲(chǔ)存。熱儲(chǔ)以上發(fā)育較厚的泥頁巖地層為隔熱保溫蓋層，從而在上述兩組斷裂的交會(huì)部位形成地?zé)崽铩?/p>
2.4熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)前述地?zé)岬刭|(zhì)條件，泰安市岱道庵地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖2所示。
1—第四紀(jì)粉質(zhì)粘土；2—古近紀(jì)砂巖；3—寒武+奧陶紀(jì)灰?guī)r；4—新太古代變質(zhì)變形侵入巖；5—熱源運(yùn)動(dòng)方向；6—地下水補(bǔ)給及循環(huán)方向；7—實(shí)測及推測斷層圖2 泰安岱道庵地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型示意圖
3 肥城安駕莊地?zé)崽?/h2>
3.1地?zé)崽镂恢?/p>
安駕莊地?zé)崽镂挥跐?jì)兗公路與泰東公路的交會(huì)處，面積約18.23km2。在地質(zhì)構(gòu)造部位上，地?zé)崽镂挥阢肟诎枷菖c布山凸起的交接地帶[1]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，走向主要為近EW，NNE，NE，NW向和近SN向。其中NNE向構(gòu)造體系是安駕莊地?zé)崽锟責(zé)針?gòu)造體系。
3.2地溫場特征
地溫場在垂直方向上的總體規(guī)律是溫度隨深度的增加而增大，從埋深10m的17℃增加到朱砂洞熱儲(chǔ)層的52～72℃，地溫梯度為3～8.58℃/100m。地溫異常的分布完全受NNE向構(gòu)造體系的控制。熱儲(chǔ)層靠近導(dǎo)熱斷裂時(shí)溫度相對(duì)較高。
3.3熱儲(chǔ)特征
安駕莊地?zé)崽餆醿?chǔ)層為隱伏于寒武紀(jì)朱砂洞組，巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r，熱儲(chǔ)為帶狀兼層狀特征。根據(jù)位于肥城市安駕莊鎮(zhèn)東趙莊東側(cè)孔深340.45m的ZK1地?zé)峋樗囼?yàn)資料，水位降深12.87m時(shí)，涌水量為2352.76m3/d。寒武紀(jì)饅頭組的砂頁巖，隔水性能良好，熱導(dǎo)率低，厚度大，覆蓋于熱儲(chǔ)層之上，形成保溫性能良好的蓋層。
3.4地?zé)崽锍梢蚍治?/p>
安駕莊地?zé)崽镂挥阢肟诎枷菖c布山凸起的交接地帶，區(qū)內(nèi)的NNE向斷裂為活動(dòng)斷裂，溝通了深部熱源，使其沿?cái)嗔淹ǖ郎嫌恐林焐岸唇M熱儲(chǔ)層中，再橫向流動(dòng)和擴(kuò)散，使儲(chǔ)存于巖溶裂隙中的地下水不斷加溫，上覆饅頭組砂頁巖保溫蓋層，形成了該區(qū)地下熱水資源。地下熱水的補(bǔ)給區(qū)為西部、西北部的基巖裸露區(qū)[3]。
3.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)前述地?zé)岬刭|(zhì)條件，肥城安駕莊地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖3所示。
1—疙瘩狀、薄斑狀灰?guī)r；2—鮞狀灰?guī)r；3—頁巖；4—白云質(zhì)灰?guī)r；5—厚層狀灰?guī)r；6—砂巖；7—含燧石結(jié)核白云巖；8—片麻狀花崗閃長巖；9—斷層編號(hào)及其運(yùn)動(dòng)方向；圖3 肥城安駕莊地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型圖
4 泰安市岱岳區(qū)徂徠鎮(zhèn)橋溝地?zé)崽?/h2>
4.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽锏靥幪┌彩嗅迯奇?zhèn)橋溝村，已有熱水井22眼，地?zé)崽锬媳遍L約380m，東西寬約800m，面積約0.30km2。該地?zé)崽镂挥谔┤R凹陷與新甫山凸起的交接地帶，基底由新太古代花崗閃長巖構(gòu)成，受構(gòu)造作用強(qiáng)烈褶皺，形成泰山徂徠山復(fù)背斜[1]。構(gòu)造條件極其復(fù)雜，地?zé)崽镂挥卺迯粕綌嗔押弯韬訑嗔呀粫?huì)部位的東南部，按目前揭露的淺層熱儲(chǔ)溫度，熱水屬溫水、溫?zé)崴涑梢蝾愋蜑闃?gòu)造裂隙帶狀熱儲(chǔ)。
4.2地溫場特征
根據(jù)目前地?zé)崽飪?nèi)溫泉及施工的地?zé)峋?，孔口水?0～41.4℃。熱儲(chǔ)主要受NE向構(gòu)造控制。導(dǎo)熱構(gòu)造破碎帶附近溫度較高，遠(yuǎn)離導(dǎo)熱構(gòu)造破碎帶溫度變低。另外，水溫還受斷裂發(fā)育的影響，斷裂發(fā)育強(qiáng)烈地段，溝通了深部熱源，使熱源沿?cái)嗔褬?gòu)造上涌，水溫較高，水量較大。從測溫曲線來看，在埋深25～40m之間，熱儲(chǔ)溫度最高，下部熱儲(chǔ)溫度下降。
4.3熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)為新太古代花崗閃長巖。熱儲(chǔ)主要沿NEE向徂徠山斷裂和NW向滂河斷裂的交會(huì)部位的東南分布，頂板埋藏深度一般10m左右。據(jù)區(qū)內(nèi)已有地?zé)峋衣叮◢忛W長巖類構(gòu)造裂隙帶狀熱儲(chǔ)的厚度為90m左右。區(qū)內(nèi)已有地?zé)峋叵聼崴疁囟仍?0～41.4℃。根據(jù)橋溝村西施工的DR1地?zé)峋樗囼?yàn)資料，降深0.30m時(shí)，涌水量180m3/d。地?zé)崽飪?nèi)其他地?zé)峋克吭?20～480m3/d。
4.4地?zé)崽锍梢蚍治?/p>
泰安橋溝溫泉出露于NW向滂河斷裂與NEE向徂徠山斷裂的交會(huì)部位，地下熱水賦存于新太古代花崗閃長巖中。2條斷裂在橋溝西相互切割，影響深度大，破碎帶較寬。滂河斷裂是一條導(dǎo)水和貯水?dāng)嗔?，來自西北方向的地下水通過滂河斷裂向橋溝方向匯集，得到來自深部熱能的加熱而升溫，后受徂徠山前及東南部致密堅(jiān)硬的古元古代及新太古代花崗閃長巖的阻擋上溢于汶河河漫灘低洼處形成溫泉[4]。熱水上溢后與砂礫石層孔隙水混合，水溫、礦化度均有所降低。
4.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件的分析，岱岳區(qū)徂徠鎮(zhèn)橋溝地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖4所示。
1—第四系；2—花崗閃長巖；3—地?zé)峥准捌渌鶞y的溫度；4—斷裂；5—地下水補(bǔ)給及循環(huán)方向；6—地下熱水圖4 徂徠鎮(zhèn)橋溝村地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型
5 沂南銅井地?zé)崽?/h2>
5.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
銅井地?zé)崽镂挥谝誓峡h銅井鎮(zhèn)新王溝村一帶，面積約2.97km2。銅井地?zé)崽锏男纬膳c斷裂構(gòu)造關(guān)系極為密切。通過前人的調(diào)查研究，區(qū)內(nèi)共分布大小的斷裂23條。在23條斷裂中，規(guī)模較大且與銅井地?zé)崽镪P(guān)系較為密切的斷裂有F7，F(xiàn)5，F(xiàn)16和F9等4條斷裂；F7，F(xiàn)5是銅井地?zé)崽锏闹饕厮?、控?zé)釘嗔选?/p>
5.2地溫場特征
根據(jù)測溫資料，區(qū)內(nèi)的新王溝北村和新王溝東、西村之間，有2個(gè)蓋層地溫梯度的高值區(qū)，地溫梯度在15～20℃/100m。蓋層地溫梯度受斷裂構(gòu)造影響明顯，其中影響最大的有F5，F(xiàn)7，F(xiàn)16，F(xiàn)9，F(xiàn)13等5條斷裂。區(qū)內(nèi)的其他地區(qū)，蓋層地溫梯度小于5℃/100m。
5.3熱儲(chǔ)特征
銅井地?zé)崽餆醿?chǔ)為帶狀兼具層狀特征，熱儲(chǔ)層為隱伏于銅井巖體之下的中、下寒武系熱儲(chǔ)層，巖性為大理巖、灰?guī)r。熱儲(chǔ)層總體向SW緩傾，傾角15°左右。由于燕山晚期巖漿入侵，熱儲(chǔ)層被穿插、分割，灰?guī)r蝕變?yōu)榇罄韼r、結(jié)晶灰?guī)r。鉆孔資料顯示：在其蝕變帶內(nèi)，圍巖破碎，巖溶裂隙發(fā)育，為地下熱水儲(chǔ)存提供了空間和運(yùn)移通道[4]。根據(jù)鉆孔揭露及物探資料推斷，熱儲(chǔ)層總厚度220～850m。根據(jù)1977年銅1號(hào)孔成井資料，地?zé)崴o止水位高出地面2.30m，自流量為737.16m3/d，孔口水溫72.2℃。
5.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
沂沭斷裂帶為一深大斷裂，與之伴生的NW向斷裂規(guī)模亦較宏大[5]。區(qū)內(nèi)NW向的F5斷裂具有導(dǎo)水、導(dǎo)熱性能，是銅井地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的主要補(bǔ)給通道。
位于銅井地?zé)崽锉蔽鞣较虻男赂ι酵蛊饠鄩K為地?zé)崽锏难a(bǔ)給區(qū)，大氣降水在補(bǔ)給區(qū)垂直入滲地下，沿NW向F5構(gòu)造破碎帶深部向南東徑流，并沿途加熱；進(jìn)入地?zé)崽锖?，在F7斷裂阻隔下，沿構(gòu)造破碎帶(F5與F16斷裂交會(huì)部位)水位迅速抬升，儲(chǔ)存于淺部大理巖及灰?guī)r等寒武系熱儲(chǔ)層中，并繼續(xù)接受來自F7斷裂深部熱源的加熱。
銅井地?zé)崽锾幱?種不同方向斷裂構(gòu)造的交會(huì)部位，在以F7斷裂為代表的NNE斷裂及以F5斷裂為代表的NW向斷裂共同控制下，形成了銅井地?zé)崽铩?/p>
5.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件的分析，銅井地?zé)崽餆醿?chǔ)模型概化為如圖5所示。
1—燕山期閃長玢巖；2—白堊紀(jì)安山巖；3—奧陶紀(jì)灰?guī)r；4—寒武紀(jì)灰?guī)r及頁巖；5—新太古代花崗巖類；6—冷水；7—熱水；孔口水溫(℃)圖5 銅井地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型示意圖
6 沂源南麻-悅莊地?zé)崽?/h2>
6.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
沂源縣南麻-悅莊盆地為魯中隆起區(qū)的局部凹陷地段[1]。其北部和東部出露有新太古代花崗巖類，南部和西部出露下寒武系、奧陶系，盆地內(nèi)出露地層為第四系，下伏古近系、白堊系、石炭系及奧陶系。其中奧陶系厚度在1000m左右，巖性為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r。地?zé)崽锓秶鸀閵W陶紀(jì)灰?guī)r頂板埋深400m等值線所圈閉的區(qū)域，面積為26.09km2。
6.2地溫場特征
根據(jù)機(jī)民井及小口徑勘探井測溫結(jié)果，該地?zé)崽锏販靥荻仍?.75～2.53℃/100m，而南部奧陶紀(jì)灰?guī)r出露或淺埋區(qū)則較低，50m水井水溫一般小于15℃。目前盆地內(nèi)有地?zé)峋?眼，孔深1200.68m，孔口水溫42℃。埋深445.00m揭露奧陶紀(jì)灰?guī)r，上覆地層為中生界白堊系及侏羅系，由此推算地溫梯度為3.24℃/100m(按奧陶紀(jì)灰?guī)r地溫梯度1.4℃/100m)，該井處一近SN向斷裂右側(cè)，地溫梯度較高。
6.3熱儲(chǔ)特征
區(qū)內(nèi)奧陶紀(jì)灰?guī)r頂板埋深呈現(xiàn)西部淺、東部深，四周淺、中間深的特點(diǎn)；西部及南部蓋層厚度在300～500m；盆地內(nèi)東北部蓋層厚度最大，平均厚度大于1000m。
沂源凹陷自古生代中奧陶世以來，主要表現(xiàn)為不斷的下降運(yùn)動(dòng)，沉積了厚度較大的古近系、白堊系—石炭系，主要巖性為粘土巖、頁巖、粉細(xì)砂巖。根據(jù)地面物探資料，其厚度由西向東逐漸增加，由西部的300～500m，過渡到東北部的大于1000m，最厚可達(dá)1200m。這些地層熱導(dǎo)率低，保溫性能較好，成為良好的蓋層，對(duì)區(qū)內(nèi)地下熱源起到了較好隔熱保溫作用。
6.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
通過地面物探解譯，盆地內(nèi)的奧陶紀(jì)灰?guī)r裂隙巖溶、隱伏斷裂較發(fā)育。奧陶紀(jì)石灰?guī)r在凹陷以南的低山丘陵區(qū)大面積出露，廣泛接受大氣降水入滲補(bǔ)給而形成裂隙巖溶水，由南向北徑流，一部分在較淺部位補(bǔ)給奧陶紀(jì)灰?guī)r含水層，形成常溫裂隙巖溶水；另一部分沿層面及斷裂構(gòu)造帶或裂隙帶繼續(xù)徑流并向地殼深部下滲，在北部受到大面積花崗閃長巖及上部蓋層的聯(lián)合阻擋。地下水徑流過程中對(duì)石灰?guī)r進(jìn)行溶蝕，巖溶裂隙較發(fā)育，成為地下熱水的徑流通道和儲(chǔ)存空間。地下水在徑流過程中被大地?zé)崃骷訜幔纬傻叵聼崴Y源[6]。
6.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件分析，沂源南麻-悅莊地?zé)崽餆醿?chǔ)模型可概化為如圖6所示。
1—第四紀(jì)粉質(zhì)粘土；2—古近紀(jì)砂巖；3—白堊紀(jì)—石炭紀(jì)頁巖夾砂巖；4—奧陶紀(jì)灰?guī)r；5—寒武紀(jì)灰?guī)r；6—花崗閃長巖；7—導(dǎo)水導(dǎo)熱構(gòu)造；8—冷水；9—熱水；孔深(m)圖6 沂源南麻-悅莊盆地?zé)醿?chǔ)概念模型示意圖
7 淄博張店地?zé)崽?/h2>
7.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽镂挥谧筒┦袕埖甑貐^(qū)，地?zé)崽锓秶髌鹜跄干綌嗔?，東界大致在灃水鎮(zhèn)，南界為漫泗河斷裂，北到炒米莊斷裂，地?zé)崽锩娣e140.77km2。在地質(zhì)構(gòu)造上位于淄博向斜北部，魯中南隆起的北部，其北與濟(jì)陽拗陷相接，地處鄒平-周村凹陷內(nèi)[1]。區(qū)內(nèi)主要的斷層有張店斷裂、王母山斷裂、炒米莊斷裂等。
7.2地溫場特征
據(jù)測溫資料分析，地溫梯度值總體呈現(xiàn)出南高北低的趨勢(shì)。在南部袁家莊—小屯—唐家莊—南定一帶地溫梯度值最高，一般大于4.0℃/100m。由此向北地溫梯度迅速遞減，至北部九級(jí)塔附近地溫梯度值較低，一般為2.5℃/100m，再向北地溫梯度降至最低2.4℃/100m。結(jié)合該區(qū)地質(zhì)條件，綜合分析認(rèn)為由于南部基巖埋深淺，基巖又具有較高熱導(dǎo)率，使該地段呈現(xiàn)較高的地溫梯度；而在北部基巖埋藏深度大，加之在20～40m深度受淺層地下水的影響，使該地段呈現(xiàn)較低地溫梯度。
7.3熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)蓋層由奧陶系上覆的石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、新近系、第四系組成，熱儲(chǔ)蓋層巖性主要為砂巖、頁巖和礫巖等。由于上述地層隔水性能良好，熱導(dǎo)率低，厚度大，這些巖土體覆蓋于熱儲(chǔ)層之上，形成保溫性能良好的蓋層。
熱儲(chǔ)層為奧陶紀(jì)灰?guī)r，為層狀兼帶狀熱儲(chǔ)，巖性主要以厚層、中厚層石灰?guī)r、泥灰?guī)r及泥灰質(zhì)角礫巖為主。埋藏深度由南往北、自東向西逐漸加大，頂板埋深500～1400m，總厚度800m左右。在地?zé)崽锉辈孔筒┦袕埖陞^(qū)九級(jí)塔地區(qū)施工的HR-1地?zé)峋疃?800.18m，根據(jù)該井抽水試驗(yàn)資料，當(dāng)降深為58.81m時(shí)，涌水量為1536.00m3/d，孔口水溫60℃。另一眼HR-2地?zé)峋疃?003.68m，當(dāng)降深為141.62m時(shí)，涌水量為1008.00m3/d。兩眼地?zé)峋嗑?20m。兩眼地?zé)峋克坎顒e較大，說明熱儲(chǔ)層巖溶發(fā)育極不均勻。
7.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
由于王母山、炒米莊等斷層深切導(dǎo)致地層中裂隙較發(fā)育，有利于地下熱流沿?cái)鄬恿严断蛏蟼鲗?dǎo)，對(duì)儲(chǔ)存于奧陶紀(jì)灰?guī)r中的巖溶裂隙水加熱；同時(shí)來自東南部山區(qū)的地下水在向北徑流的過程中，沿王母山、炒米莊等斷層裂隙得以深循環(huán)加熱。同時(shí)由于受斷層的切割，斷裂帶附近裂隙相對(duì)發(fā)育，利于地下水的儲(chǔ)存，但由于其埋深大，地下水的運(yùn)動(dòng)滯緩，被圍巖加熱并與圍巖發(fā)生水鹽反應(yīng)，溶解礦物質(zhì)及微量元素，形成溫度較高，礦物質(zhì)較豐富的地下熱水；加之上覆厚度較大的石炭、二疊系有很好的保溫作用，構(gòu)成該區(qū)良好的地?zé)嵝纬蓷l件。
7.5熱儲(chǔ)概念模型
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件，張店地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖7所示。
1—第四系—新近系未分；2—侏羅系；3—三疊系；4—二疊系；5—石炭系；6—奧陶系；7—粉質(zhì)粘土；8—砂巖；9—頁巖；10—煤層；11—砂礫巖；12—礫巖；13—灰?guī)r；14—斷層；圖7 張店地?zé)崽锬Ｐ褪疽鈭D
8 結(jié)語
魯中南地區(qū)典型地?zé)崽镏饕信R沂湯頭、泰安泰山區(qū)岱道庵、肥城安駕莊、泰安市徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井、沂源南麻-悅莊、淄博張店7處。其中臨沂湯頭位于沂沭斷裂帶地?zé)釁^(qū)，其他如肥城安駕莊、泰安岱道庵、肥城安駕莊、泰安徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井等地?zé)崽锞挥隰斨新∑鸬責(zé)釁^(qū)。以上5處地?zé)崽餅閿嗔褬?gòu)造深循環(huán)對(duì)流型帶狀熱儲(chǔ)地?zé)崽?，主要分布于凸起與凹陷的交接部位、斷裂交會(huì)部位或新構(gòu)造活動(dòng)地段，均受控于斷裂構(gòu)造，分布面積相對(duì)較小，蓋層地溫梯度較高，熱儲(chǔ)埋藏較淺，具帶狀特征。成因類型為深循環(huán)對(duì)流型，巖性為新太古代侵入巖類、中生代巖漿巖以及寒武紀(jì)灰?guī)r。熱水賦存于構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙之中。
沂源南麻-悅莊地?zé)崽?、淄博張店地?zé)崽镂挥隰斨心下∑鸬責(zé)釁^(qū)，分別位于沂源凹陷和鄒平-周村凹陷區(qū)內(nèi)，屬大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)型奧陶紀(jì)灰?guī)r層狀熱儲(chǔ)，分布面積較大，蓋層厚度一般大于500m。成因類型主要為大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)型，熱水賦存于奧陶紀(jì)灰?guī)r的溶蝕裂隙、溶孔、溶洞以及構(gòu)造裂隙之中。該層狀熱儲(chǔ)與魯西南潛隆起地區(qū)熱儲(chǔ)具有相似的成熱條件，對(duì)魯西南潛隆起地區(qū)的凹陷區(qū)成熱條件預(yù)測具有一定的指導(dǎo)意義。
[1]宋明春，王沛成，梁邦啟，等.山東省區(qū)域地質(zhì)[M].濟(jì)南：山東省地圖出版社，2003.
[2]李洪奎，楊永波，楊鋒杰，等.山東沂沭斷裂帶構(gòu)造演化與成礦作用[M].北京：地質(zhì)出版社，2009.
[3]陳墨香.華北地?zé)醄M].北京：科學(xué)出版社，1988：89-93.
[4]孔慶友，張?zhí)斓?，于學(xué)峰，等.山東礦床[M].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006，177-216.
[5]徐軍祥，康鳳新.山東省地?zé)豳Y源[J].北京：中國地質(zhì)，2000，10(2)：41-42.
[6]劉善軍.山東地下熱水資源的形成與開發(fā)前景[J].濟(jì)南：山東地質(zhì)，1997，13(2)：48-53.
Brief Introduction to Typical Geothermal Field in South Region of Shandong Province
CAI Youxiong, ZHONG Xiuyan
( Shandong Geo-engineering Exploration Institute，Shandong Jinan 250014 ，China)
Typical geothermal field in middle and south of Shandong province includes Tangtou geothermal field in Linyi city, Anjiazhuang geothermal field in Feicheng city, Qiaogou geothermal field in Zulai town of Tai'an city, Tongjing geothermal field in Yinan, Nanma-Yuezhuang geothermal field in Yiyuan county and Zhangdian geothermal field in Zibo city. In this paper, from the aspects of regional geological survey, characteristics of ground temperature field and thermal reservoir, origin of geothermal heat, and conceptual model reservoir, geothermal geological conditions of the above 7 geothermal fields have been analyzed.
Typical geothermal field; brief introduction; south region of Shandong province
2014-11-12；
2014-12-17；編輯：曹麗麗
蔡有兄(1975—)，女，青海湟中人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)工作；E-mail：bocaiyu_2009@sina.com
P641.8
A
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蔡有兄，鐘秀燕
(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南 250014)
山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锔攀?/p>
蔡有兄，鐘秀燕
(山東省地礦工程勘察院，山東 濟(jì)南250014)
山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锇ㄅR沂湯頭、肥城安駕莊、泰安岱道庵、泰安徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井、沂源南麻-悅莊和淄博張店地?zé)崽?。該文從區(qū)域地質(zhì)概況、地溫場特征、熱儲(chǔ)特征、地?zé)岢梢蚍治鲆约盁醿?chǔ)概念模型5個(gè)方面對(duì)以上7處地?zé)崽锏牡責(zé)岬刭|(zhì)條件進(jìn)行了概述。
典型地?zé)崽铮桓攀?；魯中南地區(qū)
引文格式：蔡有兄，鐘秀燕.山東省魯中南地區(qū)典型地?zé)崽锔攀鯷J].山東國土資源，2015，31(5)：24-30.CAI Youxiong, ZHONG Xiuyan. LAN Shanzhi.Brief Introduction to Typical Geothermal Field in South Region of Shandong Province[J].Shandong Land and Resources,2015，31(5)：24-30.
魯中南典型地?zé)崽镏?，除臨沂湯頭位于沂沭斷裂帶地?zé)釁^(qū)外，其他如肥城安駕莊、泰安岱道庵、泰安徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井等地?zé)崽锞挥隰斨新∑鸬責(zé)釁^(qū)。以上地?zé)崽锸軘嗔芽刂谱饔妹黠@，分布面積小，蓋層地溫梯度較高，熱儲(chǔ)埋藏較淺，具帶狀特征。沂源南麻-悅莊地?zé)崽铩⒆筒埖甑責(zé)崽镂挥隰斨心下∑鸬責(zé)釁^(qū)，分別位于沂源凹陷、鄒平-周村凹陷，熱儲(chǔ)類型為奧陶系灰?guī)r層狀熱儲(chǔ)，與魯西南潛隆起、魯中南隆起的凹陷區(qū)具有相似的成熱條件*山東省地礦工程勘察院，山東省地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告(魯中南地區(qū))，2009年6月。
1 臨沂湯頭地?zé)崽?/h2>
1.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽镂挥谂R沂市城東北約26km的湯頭鎮(zhèn)湯頭村，面積約2.5km2。在地質(zhì)構(gòu)造部位上，居于沂沭斷裂帶內(nèi)的鄌郚-葛溝斷裂和沂水-湯頭斷裂之間，斷裂構(gòu)造較發(fā)育[1-2]。主要斷裂構(gòu)造有NNE向的鄌郚-葛溝斷裂、沂水-湯頭斷裂、湯頭-許家長溝斷裂，NE向的湯頭-鄭家斷裂，近EW向的大徐家五湖斷裂。除上述主要斷裂外，在湯頭溫泉區(qū)及近溫泉區(qū)外圍，NNW，NWW向次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，將區(qū)域切割成一些小斷塊體。溫泉出露在湯頭-許家長溝斷裂與湯頭-鄭家莊斷裂交會(huì)部位。從溫泉區(qū)內(nèi)幾組斷裂產(chǎn)狀和交切關(guān)系判斷，區(qū)內(nèi)NE向湯頭-鄭家莊斷裂和NNE向湯頭-許家長溝斷裂是湯頭溫泉的主要控水、控?zé)釘嗔选?/p>
1.2地溫場特征
湯頭溫泉附近地溫梯度為15℃/100m。當(dāng)偏離湯頭-鄭家莊斷裂時(shí)，水溫驟減。如煤炭療養(yǎng)院內(nèi)地面相距200m的2個(gè)鉆孔，在湯山西側(cè)，鉆孔內(nèi)的地溫梯度為7℃/100m；而湯山東側(cè)，鉆孔內(nèi)的地溫梯度僅為3℃/100m。
1.3熱儲(chǔ)特征
湯頭溫泉的熱儲(chǔ)類型屬于帶狀熱儲(chǔ)，熱水主要沿湯頭-鄭家莊斷裂寬約100m范圍分布，儲(chǔ)存于斷裂破碎帶內(nèi)。熱儲(chǔ)埋藏較淺，頂板埋深在60～80m之間。1970年以前，湯頭溫泉尚處于自流狀態(tài)，共有泉3眼，自流量388m3/d，泉口水溫70℃左右。目前主要開采湯-1、湯-2熱水井，開采量500m3/d，井口水溫52～55℃。
1.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
該地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的形成主要受構(gòu)造控制。溫泉東2km有主干斷裂沂水-湯頭斷裂經(jīng)過，走向NE 15°，傾向NWW，傾角45°～60°。西盤為白堊紀(jì)王氏群砂礫巖、礫巖，東盤為新太古代變質(zhì)變形侵入巖。該斷裂深切上地殼，湯頭附近西盤白堊系中小褶皺發(fā)育，在青山一帶，西盤白堊系中王氏群頁巖、泥巖強(qiáng)烈破碎、褶皺，軟巖層發(fā)生塑性流動(dòng)，造成寬200～300m的褶皺破碎帶，有利于地下水的儲(chǔ)存運(yùn)移以及地殼深部的熱能傳遞到地殼淺部。次一級(jí)斷裂有走向近SN向的湯頭-許家長溝斷裂、走向?yàn)镹E 55°的湯頭-鄭家莊斷裂、近EW向的大許家五湖斷裂-蘇家埠斷裂。斷裂帶節(jié)理裂隙較發(fā)育，具有一定的導(dǎo)水能力，有利于地表水和淺層地下水沿節(jié)理裂隙滲入深部，地下水經(jīng)過深循環(huán)后被加溫形成地?zé)豳Y源，然后沿?cái)嗔褞搅髦翜^西南受阻而富集，在湯頭-許家長溝斷裂、湯頭-鄭家莊斷裂的交會(huì)部位，巖石破碎，利于地下熱水向上運(yùn)動(dòng)從而形成溫泉。
1.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)前述地?zé)岬刭|(zhì)條件，臨沂湯頭地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖1所示。
1—第四紀(jì)粉質(zhì)粘土；2—古近紀(jì)砂巖；3—白堊紀(jì)王氏群砂巖；4—白堊紀(jì)青山群安山巖；5—寒武+奧陶紀(jì)灰?guī)r；6—新太古代變質(zhì)變形侵入巖；7—熱水；8—冷水；9—斷層破碎帶；10—角度不整合界線；11—斷裂圖1 臨沂湯頭地?zé)崽锬Ｐ褪疽鈭D
2 泰安市泰山區(qū)岱道庵地?zé)崽?/h2>
2.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽镂挥谔┌彩刑┥絽^(qū)岱道庵村附近，面積1.50km2，屬溫?zé)崴?，其成因類型為深循環(huán)對(duì)流型帶狀熱儲(chǔ)地?zé)崽铩Ｔ诘刭|(zhì)構(gòu)造部位上，地?zé)崽镂惶幪┤R凹陷與泰山凸起的交接地帶[1]，斷裂構(gòu)造極為發(fā)育。主要斷裂為NEE向的泰山斷裂和NNW向的岱道庵?jǐn)嗔眩責(zé)崽镂挥?條斷裂的交會(huì)部位。區(qū)內(nèi)斷裂多具繼承性和多期活動(dòng)性，切割較深。伴隨著斷裂活動(dòng)，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)也較強(qiáng)烈，形成了燕山期巖漿巖。
2.2熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)層為寒武紀(jì)張夏組鮞狀灰?guī)r和朱砂洞組含燧石結(jié)核灰?guī)r。熱儲(chǔ)頂板埋深由北向南逐漸加大，埋深在200～800m之間。水動(dòng)力條件較差、構(gòu)造條件復(fù)雜、有一定厚度蓋層分布時(shí)，地溫明顯增大。
2.3地?zé)崽锍梢蚍治?/p>
區(qū)內(nèi)的NNW和NEE向斷裂多具繼承性和多期活動(dòng)性，切割較深。伴隨著斷裂活動(dòng)，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)也較強(qiáng)烈。斷裂和巖漿活動(dòng)形成的斷裂破碎帶成為地下水的運(yùn)移、儲(chǔ)存通道。斷裂的深切割溝通深部熱源，地下水經(jīng)深循環(huán)對(duì)流作用獲得熱量并在淺部的灰?guī)r巖溶裂隙儲(chǔ)存。熱儲(chǔ)以上發(fā)育較厚的泥頁巖地層為隔熱保溫蓋層，從而在上述兩組斷裂的交會(huì)部位形成地?zé)崽铩?/p>
2.4熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)前述地?zé)岬刭|(zhì)條件，泰安市岱道庵地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖2所示。
1—第四紀(jì)粉質(zhì)粘土；2—古近紀(jì)砂巖；3—寒武+奧陶紀(jì)灰?guī)r；4—新太古代變質(zhì)變形侵入巖；5—熱源運(yùn)動(dòng)方向；6—地下水補(bǔ)給及循環(huán)方向；7—實(shí)測及推測斷層圖2 泰安岱道庵地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型示意圖
3 肥城安駕莊地?zé)崽?/h2>
3.1地?zé)崽镂恢?/p>
安駕莊地?zé)崽镂挥跐?jì)兗公路與泰東公路的交會(huì)處，面積約18.23km2。在地質(zhì)構(gòu)造部位上，地?zé)崽镂挥阢肟诎枷菖c布山凸起的交接地帶[1]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，走向主要為近EW，NNE，NE，NW向和近SN向。其中NNE向構(gòu)造體系是安駕莊地?zé)崽锟責(zé)針?gòu)造體系。
3.2地溫場特征
地溫場在垂直方向上的總體規(guī)律是溫度隨深度的增加而增大，從埋深10m的17℃增加到朱砂洞熱儲(chǔ)層的52～72℃，地溫梯度為3～8.58℃/100m。地溫異常的分布完全受NNE向構(gòu)造體系的控制。熱儲(chǔ)層靠近導(dǎo)熱斷裂時(shí)溫度相對(duì)較高。
3.3熱儲(chǔ)特征
安駕莊地?zé)崽餆醿?chǔ)層為隱伏于寒武紀(jì)朱砂洞組，巖性主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r和泥灰?guī)r，熱儲(chǔ)為帶狀兼層狀特征。根據(jù)位于肥城市安駕莊鎮(zhèn)東趙莊東側(cè)孔深340.45m的ZK1地?zé)峋樗囼?yàn)資料，水位降深12.87m時(shí)，涌水量為2352.76m3/d。寒武紀(jì)饅頭組的砂頁巖，隔水性能良好，熱導(dǎo)率低，厚度大，覆蓋于熱儲(chǔ)層之上，形成保溫性能良好的蓋層。
3.4地?zé)崽锍梢蚍治?/p>
安駕莊地?zé)崽镂挥阢肟诎枷菖c布山凸起的交接地帶，區(qū)內(nèi)的NNE向斷裂為活動(dòng)斷裂，溝通了深部熱源，使其沿?cái)嗔淹ǖ郎嫌恐林焐岸唇M熱儲(chǔ)層中，再橫向流動(dòng)和擴(kuò)散，使儲(chǔ)存于巖溶裂隙中的地下水不斷加溫，上覆饅頭組砂頁巖保溫蓋層，形成了該區(qū)地下熱水資源。地下熱水的補(bǔ)給區(qū)為西部、西北部的基巖裸露區(qū)[3]。
3.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)前述地?zé)岬刭|(zhì)條件，肥城安駕莊地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖3所示。
1—疙瘩狀、薄斑狀灰?guī)r；2—鮞狀灰?guī)r；3—頁巖；4—白云質(zhì)灰?guī)r；5—厚層狀灰?guī)r；6—砂巖；7—含燧石結(jié)核白云巖；8—片麻狀花崗閃長巖；9—斷層編號(hào)及其運(yùn)動(dòng)方向；圖3 肥城安駕莊地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型圖
4 泰安市岱岳區(qū)徂徠鎮(zhèn)橋溝地?zé)崽?/h2>
4.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽锏靥幪┌彩嗅迯奇?zhèn)橋溝村，已有熱水井22眼，地?zé)崽锬媳遍L約380m，東西寬約800m，面積約0.30km2。該地?zé)崽镂挥谔┤R凹陷與新甫山凸起的交接地帶，基底由新太古代花崗閃長巖構(gòu)成，受構(gòu)造作用強(qiáng)烈褶皺，形成泰山徂徠山復(fù)背斜[1]。構(gòu)造條件極其復(fù)雜，地?zé)崽镂挥卺迯粕綌嗔押弯韬訑嗔呀粫?huì)部位的東南部，按目前揭露的淺層熱儲(chǔ)溫度，熱水屬溫水、溫?zé)崴涑梢蝾愋蜑闃?gòu)造裂隙帶狀熱儲(chǔ)。
4.2地溫場特征
根據(jù)目前地?zé)崽飪?nèi)溫泉及施工的地?zé)峋?，孔口水?0～41.4℃。熱儲(chǔ)主要受NE向構(gòu)造控制。導(dǎo)熱構(gòu)造破碎帶附近溫度較高，遠(yuǎn)離導(dǎo)熱構(gòu)造破碎帶溫度變低。另外，水溫還受斷裂發(fā)育的影響，斷裂發(fā)育強(qiáng)烈地段，溝通了深部熱源，使熱源沿?cái)嗔褬?gòu)造上涌，水溫較高，水量較大。從測溫曲線來看，在埋深25～40m之間，熱儲(chǔ)溫度最高，下部熱儲(chǔ)溫度下降。
4.3熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)為新太古代花崗閃長巖。熱儲(chǔ)主要沿NEE向徂徠山斷裂和NW向滂河斷裂的交會(huì)部位的東南分布，頂板埋藏深度一般10m左右。據(jù)區(qū)內(nèi)已有地?zé)峋衣叮◢忛W長巖類構(gòu)造裂隙帶狀熱儲(chǔ)的厚度為90m左右。區(qū)內(nèi)已有地?zé)峋叵聼崴疁囟仍?0～41.4℃。根據(jù)橋溝村西施工的DR1地?zé)峋樗囼?yàn)資料，降深0.30m時(shí)，涌水量180m3/d。地?zé)崽飪?nèi)其他地?zé)峋克吭?20～480m3/d。
4.4地?zé)崽锍梢蚍治?/p>
泰安橋溝溫泉出露于NW向滂河斷裂與NEE向徂徠山斷裂的交會(huì)部位，地下熱水賦存于新太古代花崗閃長巖中。2條斷裂在橋溝西相互切割，影響深度大，破碎帶較寬。滂河斷裂是一條導(dǎo)水和貯水?dāng)嗔?，來自西北方向的地下水通過滂河斷裂向橋溝方向匯集，得到來自深部熱能的加熱而升溫，后受徂徠山前及東南部致密堅(jiān)硬的古元古代及新太古代花崗閃長巖的阻擋上溢于汶河河漫灘低洼處形成溫泉[4]。熱水上溢后與砂礫石層孔隙水混合，水溫、礦化度均有所降低。
4.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件的分析，岱岳區(qū)徂徠鎮(zhèn)橋溝地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖4所示。
1—第四系；2—花崗閃長巖；3—地?zé)峥准捌渌鶞y的溫度；4—斷裂；5—地下水補(bǔ)給及循環(huán)方向；6—地下熱水圖4 徂徠鎮(zhèn)橋溝村地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型
5 沂南銅井地?zé)崽?/h2>
5.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
銅井地?zé)崽镂挥谝誓峡h銅井鎮(zhèn)新王溝村一帶，面積約2.97km2。銅井地?zé)崽锏男纬膳c斷裂構(gòu)造關(guān)系極為密切。通過前人的調(diào)查研究，區(qū)內(nèi)共分布大小的斷裂23條。在23條斷裂中，規(guī)模較大且與銅井地?zé)崽镪P(guān)系較為密切的斷裂有F7，F(xiàn)5，F(xiàn)16和F9等4條斷裂；F7，F(xiàn)5是銅井地?zé)崽锏闹饕厮?、控?zé)釘嗔选?/p>
5.2地溫場特征
根據(jù)測溫資料，區(qū)內(nèi)的新王溝北村和新王溝東、西村之間，有2個(gè)蓋層地溫梯度的高值區(qū)，地溫梯度在15～20℃/100m。蓋層地溫梯度受斷裂構(gòu)造影響明顯，其中影響最大的有F5，F(xiàn)7，F(xiàn)16，F(xiàn)9，F(xiàn)13等5條斷裂。區(qū)內(nèi)的其他地區(qū)，蓋層地溫梯度小于5℃/100m。
5.3熱儲(chǔ)特征
銅井地?zé)崽餆醿?chǔ)為帶狀兼具層狀特征，熱儲(chǔ)層為隱伏于銅井巖體之下的中、下寒武系熱儲(chǔ)層，巖性為大理巖、灰?guī)r。熱儲(chǔ)層總體向SW緩傾，傾角15°左右。由于燕山晚期巖漿入侵，熱儲(chǔ)層被穿插、分割，灰?guī)r蝕變?yōu)榇罄韼r、結(jié)晶灰?guī)r。鉆孔資料顯示：在其蝕變帶內(nèi)，圍巖破碎，巖溶裂隙發(fā)育，為地下熱水儲(chǔ)存提供了空間和運(yùn)移通道[4]。根據(jù)鉆孔揭露及物探資料推斷，熱儲(chǔ)層總厚度220～850m。根據(jù)1977年銅1號(hào)孔成井資料，地?zé)崴o止水位高出地面2.30m，自流量為737.16m3/d，孔口水溫72.2℃。
5.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
沂沭斷裂帶為一深大斷裂，與之伴生的NW向斷裂規(guī)模亦較宏大[5]。區(qū)內(nèi)NW向的F5斷裂具有導(dǎo)水、導(dǎo)熱性能，是銅井地?zé)崽锏責(zé)崃黧w的主要補(bǔ)給通道。
位于銅井地?zé)崽锉蔽鞣较虻男赂ι酵蛊饠鄩K為地?zé)崽锏难a(bǔ)給區(qū)，大氣降水在補(bǔ)給區(qū)垂直入滲地下，沿NW向F5構(gòu)造破碎帶深部向南東徑流，并沿途加熱；進(jìn)入地?zé)崽锖?，在F7斷裂阻隔下，沿構(gòu)造破碎帶(F5與F16斷裂交會(huì)部位)水位迅速抬升，儲(chǔ)存于淺部大理巖及灰?guī)r等寒武系熱儲(chǔ)層中，并繼續(xù)接受來自F7斷裂深部熱源的加熱。
銅井地?zé)崽锾幱?種不同方向斷裂構(gòu)造的交會(huì)部位，在以F7斷裂為代表的NNE斷裂及以F5斷裂為代表的NW向斷裂共同控制下，形成了銅井地?zé)崽铩?/p>
5.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件的分析，銅井地?zé)崽餆醿?chǔ)模型概化為如圖5所示。
1—燕山期閃長玢巖；2—白堊紀(jì)安山巖；3—奧陶紀(jì)灰?guī)r；4—寒武紀(jì)灰?guī)r及頁巖；5—新太古代花崗巖類；6—冷水；7—熱水；孔口水溫(℃)圖5 銅井地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型示意圖
6 沂源南麻-悅莊地?zé)崽?/h2>
6.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
沂源縣南麻-悅莊盆地為魯中隆起區(qū)的局部凹陷地段[1]。其北部和東部出露有新太古代花崗巖類，南部和西部出露下寒武系、奧陶系，盆地內(nèi)出露地層為第四系，下伏古近系、白堊系、石炭系及奧陶系。其中奧陶系厚度在1000m左右，巖性為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖及白云質(zhì)灰?guī)r。地?zé)崽锓秶鸀閵W陶紀(jì)灰?guī)r頂板埋深400m等值線所圈閉的區(qū)域，面積為26.09km2。
6.2地溫場特征
根據(jù)機(jī)民井及小口徑勘探井測溫結(jié)果，該地?zé)崽锏販靥荻仍?.75～2.53℃/100m，而南部奧陶紀(jì)灰?guī)r出露或淺埋區(qū)則較低，50m水井水溫一般小于15℃。目前盆地內(nèi)有地?zé)峋?眼，孔深1200.68m，孔口水溫42℃。埋深445.00m揭露奧陶紀(jì)灰?guī)r，上覆地層為中生界白堊系及侏羅系，由此推算地溫梯度為3.24℃/100m(按奧陶紀(jì)灰?guī)r地溫梯度1.4℃/100m)，該井處一近SN向斷裂右側(cè)，地溫梯度較高。
6.3熱儲(chǔ)特征
區(qū)內(nèi)奧陶紀(jì)灰?guī)r頂板埋深呈現(xiàn)西部淺、東部深，四周淺、中間深的特點(diǎn)；西部及南部蓋層厚度在300～500m；盆地內(nèi)東北部蓋層厚度最大，平均厚度大于1000m。
沂源凹陷自古生代中奧陶世以來，主要表現(xiàn)為不斷的下降運(yùn)動(dòng)，沉積了厚度較大的古近系、白堊系—石炭系，主要巖性為粘土巖、頁巖、粉細(xì)砂巖。根據(jù)地面物探資料，其厚度由西向東逐漸增加，由西部的300～500m，過渡到東北部的大于1000m，最厚可達(dá)1200m。這些地層熱導(dǎo)率低，保溫性能較好，成為良好的蓋層，對(duì)區(qū)內(nèi)地下熱源起到了較好隔熱保溫作用。
6.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
通過地面物探解譯，盆地內(nèi)的奧陶紀(jì)灰?guī)r裂隙巖溶、隱伏斷裂較發(fā)育。奧陶紀(jì)石灰?guī)r在凹陷以南的低山丘陵區(qū)大面積出露，廣泛接受大氣降水入滲補(bǔ)給而形成裂隙巖溶水，由南向北徑流，一部分在較淺部位補(bǔ)給奧陶紀(jì)灰?guī)r含水層，形成常溫裂隙巖溶水；另一部分沿層面及斷裂構(gòu)造帶或裂隙帶繼續(xù)徑流并向地殼深部下滲，在北部受到大面積花崗閃長巖及上部蓋層的聯(lián)合阻擋。地下水徑流過程中對(duì)石灰?guī)r進(jìn)行溶蝕，巖溶裂隙較發(fā)育，成為地下熱水的徑流通道和儲(chǔ)存空間。地下水在徑流過程中被大地?zé)崃骷訜幔纬傻叵聼崴Y源[6]。
6.5熱儲(chǔ)概念模型建立
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件分析，沂源南麻-悅莊地?zé)崽餆醿?chǔ)模型可概化為如圖6所示。
1—第四紀(jì)粉質(zhì)粘土；2—古近紀(jì)砂巖；3—白堊紀(jì)—石炭紀(jì)頁巖夾砂巖；4—奧陶紀(jì)灰?guī)r；5—寒武紀(jì)灰?guī)r；6—花崗閃長巖；7—導(dǎo)水導(dǎo)熱構(gòu)造；8—冷水；9—熱水；孔深(m)圖6 沂源南麻-悅莊盆地?zé)醿?chǔ)概念模型示意圖
7 淄博張店地?zé)崽?/h2>
7.1地?zé)崽镂恢眉皡^(qū)域地質(zhì)概況
地?zé)崽镂挥谧筒┦袕埖甑貐^(qū)，地?zé)崽锓秶髌鹜跄干綌嗔?，東界大致在灃水鎮(zhèn)，南界為漫泗河斷裂，北到炒米莊斷裂，地?zé)崽锩娣e140.77km2。在地質(zhì)構(gòu)造上位于淄博向斜北部，魯中南隆起的北部，其北與濟(jì)陽拗陷相接，地處鄒平-周村凹陷內(nèi)[1]。區(qū)內(nèi)主要的斷層有張店斷裂、王母山斷裂、炒米莊斷裂等。
7.2地溫場特征
據(jù)測溫資料分析，地溫梯度值總體呈現(xiàn)出南高北低的趨勢(shì)。在南部袁家莊—小屯—唐家莊—南定一帶地溫梯度值最高，一般大于4.0℃/100m。由此向北地溫梯度迅速遞減，至北部九級(jí)塔附近地溫梯度值較低，一般為2.5℃/100m，再向北地溫梯度降至最低2.4℃/100m。結(jié)合該區(qū)地質(zhì)條件，綜合分析認(rèn)為由于南部基巖埋深淺，基巖又具有較高熱導(dǎo)率，使該地段呈現(xiàn)較高的地溫梯度；而在北部基巖埋藏深度大，加之在20～40m深度受淺層地下水的影響，使該地段呈現(xiàn)較低地溫梯度。
7.3熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)蓋層由奧陶系上覆的石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、新近系、第四系組成，熱儲(chǔ)蓋層巖性主要為砂巖、頁巖和礫巖等。由于上述地層隔水性能良好，熱導(dǎo)率低，厚度大，這些巖土體覆蓋于熱儲(chǔ)層之上，形成保溫性能良好的蓋層。
熱儲(chǔ)層為奧陶紀(jì)灰?guī)r，為層狀兼帶狀熱儲(chǔ)，巖性主要以厚層、中厚層石灰?guī)r、泥灰?guī)r及泥灰質(zhì)角礫巖為主。埋藏深度由南往北、自東向西逐漸加大，頂板埋深500～1400m，總厚度800m左右。在地?zé)崽锉辈孔筒┦袕埖陞^(qū)九級(jí)塔地區(qū)施工的HR-1地?zé)峋疃?800.18m，根據(jù)該井抽水試驗(yàn)資料，當(dāng)降深為58.81m時(shí)，涌水量為1536.00m3/d，孔口水溫60℃。另一眼HR-2地?zé)峋疃?003.68m，當(dāng)降深為141.62m時(shí)，涌水量為1008.00m3/d。兩眼地?zé)峋嗑?20m。兩眼地?zé)峋克坎顒e較大，說明熱儲(chǔ)層巖溶發(fā)育極不均勻。
7.4地?zé)岢梢蚍治?/p>
由于王母山、炒米莊等斷層深切導(dǎo)致地層中裂隙較發(fā)育，有利于地下熱流沿?cái)鄬恿严断蛏蟼鲗?dǎo)，對(duì)儲(chǔ)存于奧陶紀(jì)灰?guī)r中的巖溶裂隙水加熱；同時(shí)來自東南部山區(qū)的地下水在向北徑流的過程中，沿王母山、炒米莊等斷層裂隙得以深循環(huán)加熱。同時(shí)由于受斷層的切割，斷裂帶附近裂隙相對(duì)發(fā)育，利于地下水的儲(chǔ)存，但由于其埋深大，地下水的運(yùn)動(dòng)滯緩，被圍巖加熱并與圍巖發(fā)生水鹽反應(yīng)，溶解礦物質(zhì)及微量元素，形成溫度較高，礦物質(zhì)較豐富的地下熱水；加之上覆厚度較大的石炭、二疊系有很好的保溫作用，構(gòu)成該區(qū)良好的地?zé)嵝纬蓷l件。
7.5熱儲(chǔ)概念模型
根據(jù)地?zé)岬刭|(zhì)條件，張店地?zé)崽餆醿?chǔ)概念模型可概化為如圖7所示。
1—第四系—新近系未分；2—侏羅系；3—三疊系；4—二疊系；5—石炭系；6—奧陶系；7—粉質(zhì)粘土；8—砂巖；9—頁巖；10—煤層；11—砂礫巖；12—礫巖；13—灰?guī)r；14—斷層；圖7 張店地?zé)崽锬Ｐ褪疽鈭D
8 結(jié)語
魯中南地區(qū)典型地?zé)崽镏饕信R沂湯頭、泰安泰山區(qū)岱道庵、肥城安駕莊、泰安市徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井、沂源南麻-悅莊、淄博張店7處。其中臨沂湯頭位于沂沭斷裂帶地?zé)釁^(qū)，其他如肥城安駕莊、泰安岱道庵、肥城安駕莊、泰安徂徠鎮(zhèn)橋溝、沂南銅井等地?zé)崽锞挥隰斨新∑鸬責(zé)釁^(qū)。以上5處地?zé)崽餅閿嗔褬?gòu)造深循環(huán)對(duì)流型帶狀熱儲(chǔ)地?zé)崽?，主要分布于凸起與凹陷的交接部位、斷裂交會(huì)部位或新構(gòu)造活動(dòng)地段，均受控于斷裂構(gòu)造，分布面積相對(duì)較小，蓋層地溫梯度較高，熱儲(chǔ)埋藏較淺，具帶狀特征。成因類型為深循環(huán)對(duì)流型，巖性為新太古代侵入巖類、中生代巖漿巖以及寒武紀(jì)灰?guī)r。熱水賦存于構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙之中。
沂源南麻-悅莊地?zé)崽?、淄博張店地?zé)崽镂挥隰斨心下∑鸬責(zé)釁^(qū)，分別位于沂源凹陷和鄒平-周村凹陷區(qū)內(nèi)，屬大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)型奧陶紀(jì)灰?guī)r層狀熱儲(chǔ)，分布面積較大，蓋層厚度一般大于500m。成因類型主要為大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)型，熱水賦存于奧陶紀(jì)灰?guī)r的溶蝕裂隙、溶孔、溶洞以及構(gòu)造裂隙之中。該層狀熱儲(chǔ)與魯西南潛隆起地區(qū)熱儲(chǔ)具有相似的成熱條件，對(duì)魯西南潛隆起地區(qū)的凹陷區(qū)成熱條件預(yù)測具有一定的指導(dǎo)意義。
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[4]孔慶友，張?zhí)斓?，于學(xué)峰，等.山東礦床[M].濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2006，177-216.
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Brief Introduction to Typical Geothermal Field in South Region of Shandong Province
CAI Youxiong, ZHONG Xiuyan
( Shandong Geo-engineering Exploration Institute，Shandong Jinan 250014 ，China)
Typical geothermal field in middle and south of Shandong province includes Tangtou geothermal field in Linyi city, Anjiazhuang geothermal field in Feicheng city, Qiaogou geothermal field in Zulai town of Tai'an city, Tongjing geothermal field in Yinan, Nanma-Yuezhuang geothermal field in Yiyuan county and Zhangdian geothermal field in Zibo city. In this paper, from the aspects of regional geological survey, characteristics of ground temperature field and thermal reservoir, origin of geothermal heat, and conceptual model reservoir, geothermal geological conditions of the above 7 geothermal fields have been analyzed.
Typical geothermal field; brief introduction; south region of Shandong province
2014-11-12；
2014-12-17；編輯：曹麗麗
蔡有兄(1975—)，女，青海湟中人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)工作；E-mail：bocaiyu_2009@sina.com
P641.8
A
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