陽(yáng)信縣城區(qū)館陶組地?zé)豳Y源賦存特征研究

(山東省魯北地質(zhì)工程勘察院 山東德州253000)

(山東省魯北地質(zhì)工程勘察院 山東德州253000)

陽(yáng)信縣城區(qū)大地構(gòu)造上屬華北板塊（Ⅰ級(jí)）、華北坳陷區(qū)Ⅰ（Ⅱ級(jí)）、濟(jì)陽(yáng)坳陷Ⅰa（Ⅲ級(jí)）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級(jí)）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級(jí)）。根據(jù)已有地質(zhì)資料對(duì)陽(yáng)信縣城區(qū)館陶組熱儲(chǔ)的地質(zhì)背景進(jìn)行分析和綜合研究，陽(yáng)信縣城區(qū)館陶組熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源屬溫?zé)崴偷蜏氐責(zé)豳Y源。

陽(yáng)信縣城區(qū)館陶組地?zé)豳Y源

0 引言

地?zé)豳Y源是集熱與水為一體溫度適宜且富含對(duì)人體有益的礦物質(zhì)，在洗浴、采暖、醫(yī)療、養(yǎng)殖業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用，是繼風(fēng)能和太陽(yáng)能之后的一種綠色能源。館陶組熱儲(chǔ)在陽(yáng)信縣城區(qū)廣泛分布，埋深適當(dāng)，水量較大、水溫較高，對(duì)環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展及改善人民生活質(zhì)量具有重要意義。

1 地質(zhì)背景

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

山東省陽(yáng)信縣城區(qū)在大地構(gòu)造上屬華北板塊（Ⅰ級(jí)）、華北坳陷區(qū)Ⅰ（Ⅱ級(jí)）、濟(jì)陽(yáng)坳陷Ⅰa（Ⅲ級(jí)）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級(jí)）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級(jí)）。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育NEE、NE向斷裂，隱伏于新近系地層之下。對(duì)本區(qū)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(jì)時(shí)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(jù)區(qū)域地層分布規(guī)律，由老至新為：古近紀(jì)沙河街組、古近紀(jì)東營(yíng)組、新近紀(jì)館陶組、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組、第四紀(jì)平原組。

2 地?zé)岬刭|(zhì)特征

2.1 地?zé)豳Y源類型及蓋層

區(qū)內(nèi)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(chǔ)，地表無(wú)熱流顯示，地?zé)豳Y源類型屬熱傳導(dǎo)型。本區(qū)可將第四紀(jì)平原組、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組視為熱儲(chǔ)層的相對(duì)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(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖和砂巖組成，其密度小，導(dǎo)熱性能差，熱阻大，是天然的良好熱儲(chǔ)保溫層。

2.2 熱儲(chǔ)巖性與埋藏分布特征

區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)巖性以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，呈鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)，礦物成份以石英為主，長(zhǎng)石次之，分選性較好，呈次圓狀，結(jié)構(gòu)較致密。館陶組熱儲(chǔ)在全區(qū)均有分布，厚度穩(wěn)定。頂板埋深930～1096m，底板埋深1202～1230m，熱儲(chǔ)單層厚度2～28m，累計(jì)厚度120～180m，其分布規(guī)律與地層分布規(guī)律基本一致，由西南向東北逐漸變薄。

2.3 熱儲(chǔ)水文地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)館陶組含水砂巖在空間上分布較為連續(xù)。孔隙度大，一般為20～30%，具有良好的儲(chǔ)水空間。單位涌水量2.29～3.50m3/h·m，地?zé)崴瘜W(xué)類型為Cl—Na型，礦化度9g/L左右，井口水溫50℃左右，為溫?zé)崴偷蜏氐責(zé)豳Y源。

2.4 熱源

本區(qū)的熱源主要來(lái)自地殼深部的正常傳導(dǎo)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(chǔ)層的孔隙、裂隙中儲(chǔ)存下來(lái)，地下水具有較高的熱容量，是良好的載熱體，借助地下水運(yùn)動(dòng)和熱對(duì)流傳導(dǎo)方式，熱量便在地下儲(chǔ)集層得以迅速傳遞。

2.5 熱儲(chǔ)模型

本區(qū)屬層控型低溫地?zé)崽?，該地?zé)崽锓秶鷱V大，將館陶組熱儲(chǔ)層視為獨(dú)立的、均質(zhì)、各向同性、水平展布的無(wú)限邊界含水層組。將館陶組上覆的第四紀(jì)平原組、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組作為熱儲(chǔ)蓋層。來(lái)自地球深部的正常大地傳導(dǎo)型熱流為主要熱源。補(bǔ)給源主要為沉積物形成時(shí)保存下來(lái)的沉積水和封存水。

2.6 地?zé)崴畡?dòng)態(tài)特征

區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴豢傮w呈下降趨勢(shì)，根據(jù)陽(yáng)熱1井水位監(jiān)測(cè)資料，自2011年9月至2014年10月，水位標(biāo)高供暖時(shí)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(fù)（圖1）?？傮w來(lái)看陽(yáng)熱1井水位呈逐年下降趨勢(shì)，由于開采量較小，在非采暖期不抽水時(shí)靜水位標(biāo)高由2011年4m下降至3.4m，水位下降幅度0.30m/a；在采暖期動(dòng)水位標(biāo)高由最初的-30m下降至-34.5m，動(dòng)水位下降幅度2.25m/a。

圖1 陽(yáng)熱1井水位動(dòng)態(tài)變化曲線

3 地?zé)崃黧w化學(xué)特征

3.1 化學(xué)特征

根據(jù)陽(yáng)熱1井水質(zhì)分析資料，本區(qū)館陶組地?zé)崴宄?，口感咸，無(wú)異味，水溫48℃。地?zé)崴橹辆跁r(shí)呈白色，并混有大量小水泡，經(jīng)短時(shí)間放置后變成無(wú)色透明。由于鐵離子含量較高，再過(guò)一段時(shí)間后變成微黃色。地?zé)崴芙庑钥偣腆w8467.50～9422.94mg/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(yáng)離子以Na+為主，含量2703.00～3156.25mg/L。按舒氏分類法，本區(qū)地?zé)崴乃瘜W(xué)類型為Cl—Na型。

3.2 地?zé)崃黧w的年齡及成因

經(jīng)計(jì)算區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)地?zé)崃黧w γCl/γBr=1995.91～2182.86、γNa/γCl=1.08～1.21，這些系數(shù)均大于海水比例系數(shù)(γCl/γBr=300、γNa/γCl=0.85)，說(shuō)明本區(qū)的地?zé)崴哂写箨懭転V水的特征。

根據(jù)區(qū)域已有14C測(cè)試分析資料，工作區(qū)館陶組地?zé)崴^對(duì)年齡為15.48±0.40萬(wàn)年，大約是在晚更新世末期形成的。說(shuō)明地?zé)崴霓熈魉俣染徛a(bǔ)給條件差，資源再生能力弱，為消耗型水源。

3.3 地?zé)崃黧w質(zhì)量評(píng)價(jià)

經(jīng)采用拉申指數(shù)法與腐蝕系數(shù)法對(duì)區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴M(jìn)行評(píng)價(jià)分析，陽(yáng)信縣城區(qū)館陶組地?zé)崴疅o(wú)碳酸鈣水垢，屬鍋垢很多地?zé)崴?；?duì)金屬有強(qiáng)腐蝕性；地?zé)崴泻袑?duì)人體健康有益的微量元素，其中偏硅酸達(dá)到礦水濃度，鍶達(dá)到命名濃度，屬鍶理療熱礦水。

4 結(jié)論

（1）山東省陽(yáng)信縣城區(qū)大地構(gòu)造上屬華北板塊（Ⅰ級(jí)）、華北坳陷區(qū)Ⅰ（Ⅱ級(jí)）、濟(jì)陽(yáng)坳陷Ⅰa（Ⅲ級(jí)）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級(jí)）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級(jí)）。（2）本區(qū)館陶組熱儲(chǔ)屬層控型低溫?zé)醿?chǔ)，井口水溫50℃左右，屬于低溫地?zé)豳Y源。（3）區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴畬俅髿獬梢?，具有大陸溶濾水的特征。（4）區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源豐富，地下熱水礦化度在9g/l左右，水化學(xué)類型為Cl—Na型。

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陽(yáng)信縣城區(qū)館陶組地?zé)豳Y源賦存特征研究

■楊建華 黃迅

P314[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-62-1