(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)

惠民縣城區(qū)大地構(gòu)造單元上位于華北板塊(Ⅰ級(jí))、華北拗陷（山東部分）(Ⅱ級(jí))、濟(jì)陽拗陷區(qū)(Ⅲ級(jí))、惠民拗陷（潛）(Ⅳ級(jí))、惠民凹陷（潛）(Ⅴ級(jí))構(gòu)造帶。根據(jù)區(qū)內(nèi)已有地質(zhì)勘探成果對惠民縣城區(qū)館陶組熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源類型、熱儲(chǔ)特征等進(jìn)行了綜合分析研究，惠民縣城區(qū)館陶組熱儲(chǔ)屬層狀孔隙-裂隙型熱儲(chǔ)，地?zé)豳Y源為溫?zé)崴偷蜏氐責(zé)豳Y源。

惠民縣城區(qū)館陶組地?zé)豳Y源

0 引言

地?zé)嵋子陂_發(fā)，費(fèi)用低廉，無環(huán)境污染，廣泛應(yīng)用于供暖、洗浴、醫(yī)療、養(yǎng)殖等領(lǐng)域，已引起了人們的廣泛重視。惠民縣城區(qū)具備形成地?zé)豳Y源的地質(zhì)條件，地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，對于合理利用自然資源，緩解能源緊張，改善投資市場環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

惠民縣城區(qū)在大地構(gòu)造單元上位于華北板塊(Ⅰ級(jí))、華北拗陷（山東部分）(Ⅱ級(jí))、濟(jì)陽拗陷區(qū)(Ⅲ級(jí))、惠民拗陷（潛）(Ⅳ級(jí))、惠民凹陷（潛）(Ⅴ級(jí))構(gòu)造帶。

區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育主要方向?yàn)镹NE、NE向，隱伏于新近系之下。區(qū)域較大斷裂主要為齊河—廣饒斷裂和陵縣—老黃河口斷裂。齊河—廣饒斷裂走向NEE，傾向NW，傾角60°，為南盤上升、北盤下降的正斷層；陵縣—老黃河口斷裂為走向NE，傾向SW，為北盤上升，南盤下降的正斷層。

1.2 地層

惠民縣城區(qū)為一中新生代斷陷盆地，自中生代以來處于緩慢下降狀態(tài)，沉積了巨厚的新生界地層，據(jù)區(qū)域地層資料，其厚度超過3500m。由老到新分別為古近紀(jì)沙河街組(Es)、古近紀(jì)東營組(E3d)、新近紀(jì)館陶組(Ng)、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組(Nm)和第四紀(jì)。

2 地?zé)岬刭|(zhì)條件

2.1 地?zé)豳Y源類型及熱儲(chǔ)蓋層

惠民縣城區(qū)地?zé)豳Y源主要賦存于新近紀(jì)館陶組熱儲(chǔ)中，熱儲(chǔ)類型為層狀孔隙—裂隙型熱儲(chǔ)，屬于熱傳導(dǎo)型地?zé)豳Y源?？蓪⑸细驳谒募o(jì)平原組、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組視為熱儲(chǔ)層的相對保溫蓋層，厚度約970～1036m，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，熱阻大，導(dǎo)熱性能差，是良好的天然熱儲(chǔ)保溫層。

2.2 館陶組熱儲(chǔ)特征

館陶組熱儲(chǔ)在全區(qū)均有分布，厚度穩(wěn)定，頂板埋深970～1036m，底板埋深1202～1230m，熱儲(chǔ)層單層厚度大，平均單層厚度15m左右，累計(jì)厚度90～102m。

區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)巖性為灰色、灰白色粗砂巖和砂礫巖，垂向上呈上細(xì)下粗的正旋回沉積，底礫巖明顯，礫石成分以石英為主，含少量黑色燧石及暗色礦物，礫石直徑1～10mm不等，呈次棱角～次圓狀，磨圓度中等，分選性一般，泥質(zhì)膠結(jié)，砂礫巖成巖性差，呈疏松狀，孔隙度大，一般為25～30%，具有良好的儲(chǔ)水空間。單位涌水量2.79～3.48m3/h·m，自流水頭高出地面4.3m，自流量約500m3/d。地?zé)崴瘜W(xué)類型為Cl—Na型，礦化度8462.46～10630.92mg/L，井口水溫52～57℃，為溫?zé)崴偷蜏氐責(zé)豳Y源。

2.3 熱源

本區(qū)的熱源主要來自地殼深部的正常傳導(dǎo)熱流，由于上覆第四紀(jì)平原組和新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組的阻熱保溫作用，將這些熱能在館陶組熱儲(chǔ)的孔隙、裂隙中儲(chǔ)存下來。

2.4 地?zé)崃黧w的補(bǔ)給來源

區(qū)內(nèi)地?zé)崴倭砍练e物沉積時(shí)保留下來的沉積水和封存水外，絕大部分為沉積物形成后在漫長的地質(zhì)時(shí)期中，由遠(yuǎn)、近山區(qū)的側(cè)向徑流補(bǔ)給。根據(jù)區(qū)域古地理?xiàng)l件推測，補(bǔ)給區(qū)可能在南部的泰沂山區(qū)或西部的太行山區(qū)，大氣降水垂直入滲后，沿含水層水平方向經(jīng)深部循環(huán)補(bǔ)給。

3 地?zé)豳Y源量

3.1 熱儲(chǔ)概念模型

將新近紀(jì)館陶組熱儲(chǔ)在垂向上視為一個(gè)含水(或儲(chǔ)熱)巖組，在水平方向上，熱儲(chǔ)層呈層狀，厚度分布穩(wěn)定，巖性均一，可視為無限邊界。頂板分布有較厚的泥巖隔水層，導(dǎo)熱性差，構(gòu)成理想的保溫層。來自地殼深部的正常傳導(dǎo)熱流為熱源。

3.2 地?zé)豳Y源量

根據(jù)《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T 11615—2010）進(jìn)地?zé)豳Y源量估算，經(jīng)估算區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)地?zé)豳Y源總量5.571×1017J，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.90×107t；單井開采權(quán)益保護(hù)半徑為2204.5m，地?zé)崴刹闪繛?57.68萬m3/a。

4 地?zé)崃黧w化學(xué)特征

4.1 化學(xué)特征

本區(qū)館陶組地?zé)崴疅o異味，井口水溫52～57℃。地?zé)崴蕼\白色，短時(shí)間靜置后變成無色透明。由于鐵離子含量高，放置一段時(shí)間后呈微黃色。

區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴V化度8462.46～10630.92mg/L，總硬度1084.44～1407.47mg/L，pH值7.2～7.8，水中陰離子以Cl-為主，含量3853.14～5785.98mg/L，毫摩百分?jǐn)?shù)79.56～90.62%，其次為SO42-，含量680.49～1181.23mg/L，毫摩百分?jǐn)?shù)7.87～18.00%；陽離子以Na+為主，含量2673.09～3450.00mg/L，毫摩百分?jǐn)?shù)83.77～83.89%。按舒氏分類法，本區(qū)地?zé)崴乃瘜W(xué)類型為Cl—Na型。

4.2 地?zé)崃黧w的年齡及成因

區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)地?zé)崴耐凰卅腄、δ18O關(guān)系投影點(diǎn)均在世界雨水線附近(δD=8δ18O+10)。說明大氣降水是區(qū)內(nèi)地?zé)崴脑搭^。根據(jù)14C測定結(jié)果，區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)14C年齡為1.548萬年。

區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崃黧w的形成過程推斷如下：大氣降水在南部、西部山區(qū)匯集成地表逕流后，在漫長的地質(zhì)年代中，在水頭差位能的作用下，沿?cái)嗔褞Щ驇r層的孔隙向深處運(yùn)移，被圍巖加熱成為地?zé)崴?，并與圍巖發(fā)生水鹽反應(yīng)，溶解了大量的微量元素成分。受熱的地下水由于密度差異引起的自然對流，加上補(bǔ)給區(qū)水頭差的驅(qū)動(dòng)，使地下水得以緩慢地進(jìn)行循環(huán)交替運(yùn)動(dòng)，將地?zé)崴诳紫丁严吨写鎯?chǔ)下來。

4.3 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)法對區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴M(jìn)行評(píng)價(jià)分析，惠民縣城區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴畬饘倬邚?qiáng)腐蝕性，對混凝土無分解性與結(jié)晶性侵蝕；地?zé)崴疅o碳酸鈣、硫酸鈣垢與硅酸鹽水垢；熱水含有多種對人體健康有益的微量元素，其中達(dá)到理療價(jià)值的元素有氟、鍶、偏硼酸、偏硅酸，氟、偏硅酸達(dá)到礦水濃度，鍶、偏硼酸達(dá)到命名濃度，屬鍶、偏硼酸理療熱礦水。

5 結(jié)論

（1）惠民縣城區(qū)大地構(gòu)造單元上位于華北板塊(Ⅰ級(jí))、華北拗陷（山東部分）(Ⅱ級(jí))、濟(jì)陽拗陷區(qū)(Ⅲ級(jí))、惠民拗陷（潛）(Ⅳ級(jí))、惠民凹陷（潛）(Ⅴ級(jí))構(gòu)造帶。

（2）區(qū)內(nèi)館陶組熱儲(chǔ)類型為層狀孔隙—裂隙型熱儲(chǔ)，井口水溫52～57℃，為溫?zé)崴偷蜏氐責(zé)豳Y源。

（3）區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴畬俅髿獬梢颍哂写箨懭転V水的特征。

（4）區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)豳Y源豐富，地下熱水礦化度在8～10g/l左右，水化學(xué)類型為Cl—Na型水。

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惠民縣城區(qū)館陶組地?zé)豳Y源賦存特征研究

■張震宇

P314[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-60-2

張震宇（1979～），男，本科，工程師，研究方向?yàn)楣こ痰刭|(zhì)水文地質(zhì)。