高 鶴，何雙鳳，滿(mǎn)曉兵

吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春 130103

0 引言

與其他礦產(chǎn)資源及其他可再生能源相比，地?zé)豳Y源在開(kāi)發(fā)利用方面具有明顯的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)利用地?zé)豳Y源對(duì)節(jié)能減排具有非常積極的意義。本文概括性闡述了伊通—舒蘭斷陷盆地、松遼盆地等地?zé)崽锏牡責(zé)岬刭|(zhì)條件、埋藏條件和地?zé)崃黧w的水溫、水量等，并對(duì)地?zé)崽镞M(jìn)行初步評(píng)價(jià)，為之后的深層地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用給出可行性建議。

1 吉林省地?zé)豳Y源的分布概況

1.1 隆起山地型地?zé)豳Y源

主要以現(xiàn)代火山型和斷裂構(gòu)造型為主[1]，其中火山型主要分布在長(zhǎng)白山天池瀑布北側(cè)熱儲(chǔ)帶與西坡梯子河熱儲(chǔ)帶，溫泉自流溫度60～78 ℃，天然流量為578～6 300 m3/d,折合熱能137 MW;斷裂構(gòu)造型主要包括撫松仙人橋大營(yíng)溫泉、長(zhǎng)白十八道溝溫泉和臨江花山老三隊(duì)溫泉群。地?zé)崃黧w溫度33～60 ℃，地?zé)崃黧w可開(kāi)采量約2 657 m3/d。目前撫松大營(yíng)、長(zhǎng)白十八道溝、臨江老三隊(duì)溫泉已部分開(kāi)發(fā)利用外，長(zhǎng)白山天池及周邊溫泉由于處在長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)暫未開(kāi)發(fā)利用。部分地?zé)釡厝首匀涣魈薁顟B(tài)，整體綜合開(kāi)發(fā)利用程度還有待提高，是具有開(kāi)發(fā)利用潛力的區(qū)帶。

1.2 沉積盆地型地?zé)豳Y源

1.2.1 伊通—舒蘭斷陷盆地

面積1 987.8 km2，是吉林省主要地?zé)岙惓^(qū)和開(kāi)發(fā)利用先導(dǎo)區(qū)。新近系和古近系沉積物隆起區(qū)厚度為1 350 m，凹陷區(qū)最厚達(dá)4 600余米。熱儲(chǔ)層為古近系砂巖、砂礫巖等碎屑沉積物，埋藏深度從目前勘探資料和開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，一般為1 100～2 500 m。地?zé)崃黧w出口溫度為40～73.8 ℃。單井產(chǎn)水量500～1 200 m3/d。

伊舒盆地內(nèi)地?zé)豳Y源估算結(jié)果：全區(qū)地?zé)崃黧w儲(chǔ)存量為7.35×1010m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.25×109t；地?zé)豳Y源可開(kāi)采量1.60×1016kJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤5.48×108t；地?zé)崃黧w可開(kāi)采量3.68×107m3/a，地?zé)崃黧w可開(kāi)采熱量9.26×1012kJ/a，折合標(biāo)準(zhǔn)煤3.21×105t/a。如果在回灌條件下(回灌率30%)，地?zé)崃黧w允許開(kāi)采量達(dá)6.24×108m3/a，地?zé)崃黧w可開(kāi)采熱量1.56×1014kJ/a，折合標(biāo)準(zhǔn)煤達(dá)5.31×106t/a。熱能為5 089 MW,屬于大型地?zé)崽铩?/p>

1.2.2 松遼盆地

熱儲(chǔ)層分布面積約36 900 km2。盆地內(nèi)有較厚的白堊紀(jì)湖相碎屑巖沉積，最大厚度可達(dá)5 000余米。熱儲(chǔ)層埋藏深度800～2 000 m，熱儲(chǔ)溫度52～70 ℃之間，地?zé)崃黧w出口溫度50～61 ℃，單井地?zé)崃黧w產(chǎn)量200～768 m3/d。

松遼盆地估算地?zé)崃黧w儲(chǔ)存量27 973×107m3,地?zé)豳Y源可開(kāi)采量4 834×1013kJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤16 435×105t；地?zé)崃黧w可開(kāi)采量13 986×104m3/a,折合標(biāo)準(zhǔn)煤92.45×104t/a[2]，也屬大型地?zé)崽铩?/p>

2 吉林省地?zé)豳Y源勘查項(xiàng)目成果

2.1 吉林省地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目

吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所2010年至2017年期間，共承擔(dān)吉林省地質(zhì)勘查基金地?zé)豳Y源找礦項(xiàng)目8個(gè)，累計(jì)完成勘查投資1.21億元，提交和發(fā)現(xiàn)地?zé)崽锏V產(chǎn)地5處。主要勘查成果如下(見(jiàn)表1)。

表1 吉林省地質(zhì)勘查基金地?zé)犴?xiàng)目統(tǒng)計(jì)表

2.1.1 伊舒斷陷盆地(樺皮廠—九站段)地?zé)豳Y源普查

該區(qū)位于伊舒盆地波太凹陷與孤店斜坡過(guò)渡地段，屬于吉林省地勘基金與吉林市昌邑區(qū)政府合作勘查，項(xiàng)目投資3 766萬(wàn)元。施工地?zé)峥碧骄?眼，鉆探工作量13 255 m。熱儲(chǔ)層埋深1 378～1 903 m，熱儲(chǔ)層累計(jì)厚度126～233 m，熱儲(chǔ)層平均厚度2.90～4.10 m，單層最大厚度78.80 m。熱儲(chǔ)層數(shù)16～38層，熱儲(chǔ)層巖性為古近系漸新統(tǒng)萬(wàn)昌組、永吉組砂巖砂礫巖，單井產(chǎn)水量278～560 m3/d，地?zé)崃黧w出口溫度44～72.6 ℃。在30 km2范圍內(nèi)，2015年12月審批地?zé)豳Y源可開(kāi)采量14 949 m3/d，熱能為65.74 MW，屬于大型地?zé)崽铩?/p>

2.1.2 伊舒斷陷盆地(飲馬河—岔路河段、岔路河—太平段)地?zé)豳Y源普查

此二個(gè)項(xiàng)目位于伊舒盆地的岔路河斷陷,2015年11月及2017年3月完成CLH01井、昌熱002地?zé)峥碧骄┕?，井深? 500～3 000 m，熱儲(chǔ)層埋深1 715～2 381 m，熱儲(chǔ)層累計(jì)厚度105.50～120 m，單層最大厚度12.0 m。熱儲(chǔ)層數(shù)29～33層，熱儲(chǔ)層巖性為古近系萬(wàn)昌組和永吉組砂巖、砂礫巖。地?zé)崃黧w單井產(chǎn)量達(dá)1 094～1 135 m3/d,地?zé)崃黧w出口溫度53～60.8 ℃[3]。地?zé)峥碧叫Ч己?，目前已批?zhǔn)在上述區(qū)域，增加地?zé)峥碧骄?，進(jìn)一步擴(kuò)大勘探成果(1)吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所.吉林省伊舒斷陷盆地(飲馬河—岔路河段)地?zé)豳Y源普查[R].長(zhǎng)春：吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，2019.(2)吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所.吉林省伊舒斷陷盆地(岔路河—太平段)地?zé)豳Y源普查[R].長(zhǎng)春：吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，2019.。

2.1.3 敦化地?zé)豳Y源普查

該區(qū)地處敦密斷裂帶內(nèi)，2017年施工地?zé)峥碧骄豢?，深? 011 m，依據(jù)測(cè)井與錄井資料，頂部新近系玄武巖厚度370 m，主要熱儲(chǔ)層為新近系與古近系土門(mén)子組、琿春組砂巖，熱儲(chǔ)層埋深828～1 784 m，熱儲(chǔ)層累計(jì)厚度272 m，單層最大厚度43.10 m，單井產(chǎn)水量283 m3/d，地?zé)崃黧w出口溫度49.2 ℃。另外在區(qū)外東北段雁鳴湖施工的ZK1地?zé)峋?，產(chǎn)水量720 m3/d,地?zé)崃黧w出口溫度50 ℃。通過(guò)上述勘探工作，取得了該區(qū)域地?zé)峥辈檎业V的較大突破(3)吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所.吉林省敦化地區(qū)地?zé)豳Y源普查[R].長(zhǎng)春：吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所，2018.。

2.1.4 松原城區(qū)地?zé)豳Y源普查

工作區(qū)地處松遼盆地中心沉降帶與東南隆起帶的過(guò)渡地帶，2017年6月施工了豐熱1號(hào)地?zé)峥碧骄?，深? 010 m，主要熱儲(chǔ)層埋深802～1 856 m，熱儲(chǔ)層厚度157 m，熱儲(chǔ)層巖性為白堊系泉頭組三段—二段砂巖，單井產(chǎn)水量765 m3/d, 地?zé)崃黧w出口溫度52 ℃。在松原地區(qū)首次勘探出水量之大、溫度之高的地?zé)峋?，并受到松原市政府和吉林省?guó)土資源廳領(lǐng)導(dǎo)的贊譽(yù)。目前該項(xiàng)目已批準(zhǔn)增加勘探工作量，進(jìn)一步擴(kuò)大勘探成果。

2.2 社會(huì)資金地?zé)豳Y源勘查項(xiàng)目

2011年至2016年期間，吉林省水文地質(zhì)調(diào)查所為促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，加快服務(wù)業(yè)發(fā)展，為地方企業(yè)開(kāi)展了從探礦權(quán)立項(xiàng)、掛牌出讓、探礦權(quán)申報(bào)、勘查施工、探礦權(quán)轉(zhuǎn)采礦權(quán)等一條龍服務(wù)業(yè)務(wù)。陸續(xù)承擔(dān)和勘查了長(zhǎng)春市雙陽(yáng)區(qū)奢嶺、吉林市圣德泉、長(zhǎng)春市雙陽(yáng)區(qū)小龍廟、吉林市永吉縣萬(wàn)昌孤家子村、公主嶺市范家屯新凱河等5個(gè)地?zé)豳Y源勘查項(xiàng)目，所施工的地?zé)峥碧骄砍鰺崴?，單井產(chǎn)水量435～1 200 m3/d，已提交大型地?zé)崽锏V產(chǎn)地2處，小型1處。尤其在吉林省白堊系地?zé)豳Y源找礦中實(shí)現(xiàn)重大突破，取得了良好的地?zé)嵴业V效果(見(jiàn)表2)。

表2 社會(huì)資金勘查項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)表

2.2.1 長(zhǎng)春市雙陽(yáng)區(qū)奢嶺地?zé)崽锏責(zé)豳Y源詳查

本項(xiàng)目地處伊舒盆地岔路河斷陷西南部，勘查面積59.38 km2。全部由企業(yè)投資6 590萬(wàn)元，陸續(xù)施工地?zé)峋?3眼，總計(jì)鉆探進(jìn)尺30 210 m。熱儲(chǔ)層巖性為古近系萬(wàn)昌組和永吉組砂巖、砂礫巖，熱儲(chǔ)層埋深1 047～2 542 m，熱儲(chǔ)層累計(jì)厚度101～643 m，熱儲(chǔ)層數(shù)33～38層，單層最大厚度29.8 m，砂厚比24.87%～44.99%。地?zé)崃黧w出口溫度53～70 ℃，平均溫度為58.9 ℃。單井產(chǎn)水量840～1 200 m3/d，單位產(chǎn)水量7.66～16.25 m3/d·m，屬于較適宜開(kāi)采區(qū)。熱能規(guī)模59.90 MW，屬于大型地?zé)崽??？辈槌晒麍?bào)告2015年12月通過(guò)吉林省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審中心審批，地?zé)豳Y源年可開(kāi)采量494.41×104m3，日可開(kāi)采資源量1.35×104m3。地?zé)崃黧w水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈉型水，屬于低礦化、氟、偏硅酸理療型熱礦水。此項(xiàng)目2016年9月榮獲吉林省人民政府地質(zhì)勘查成果二等獎(jiǎng)。目前已建成國(guó)信南山五星級(jí)溫泉酒店，用于地?zé)峁┡?、理療、溫泉洗浴、農(nóng)業(yè)溫室和觀光旅游等。帶動(dòng)了長(zhǎng)春市雙陽(yáng)區(qū)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.2.2 吉林圣德泉地?zé)崽锏責(zé)豳Y源詳查

該項(xiàng)目地處伊舒盆地的孤店斜坡與波太凹陷過(guò)渡地段，在49.97 km2探礦權(quán)范圍內(nèi)，陸續(xù)施工地?zé)峥碧骄?眼，總計(jì)鉆探工作量23 121 m。熱儲(chǔ)層巖性為古近系萬(wàn)昌組砂礫巖，熱儲(chǔ)層埋深1 033～1 426 m，熱儲(chǔ)層厚度205～508 m,砂厚比23.3%～80.27%，單層最大厚度47.4 m。地?zé)崃黧w出口溫度43～62 ℃，單井產(chǎn)水量960～1 200 m3/d，單位產(chǎn)水量23.9～71.28 m3/d·m，屬于適宜—較適宜開(kāi)采區(qū)。熱能規(guī)模28 MW,為中型地?zé)崽铩５責(zé)崃黧w水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈉型水，屬于中等—低礦化、氟、偏硅酸理療型熱礦水。2013年9月勘查成果通過(guò)吉林省礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量評(píng)審中心審批，年可采資源儲(chǔ)量744.16×104m3，日可采資源量2.12×104m3。目前已建成四星級(jí)度假村，集地?zé)峁┡?、理療、溫泉洗浴、農(nóng)業(yè)溫室為一體的觀光旅游園區(qū)。

2.2.3 公主嶺市范家屯新凱河地?zé)豳Y源詳查

2013年至2016年先后施工地?zé)峥碧骄?眼，地?zé)崃黧w出口溫度36～59 ℃，單井產(chǎn)水量458～1 248 m3/d。水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈉型水，氟離子質(zhì)量濃度3.7～3.78 mg/L，偏硅酸質(zhì)量濃度25.77～38.09 mg/L。上述勘查初步結(jié)果，使吉林省松遼凹陷東南隆起區(qū)白堊系地?zé)嵴业V取得重大進(jìn)展。此項(xiàng)目引起了公主嶺市政府的高度重視，為公主嶺市推進(jìn)服務(wù)業(yè)發(fā)展提供了新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

2.2.4 永吉縣萬(wàn)昌鎮(zhèn)孤家子村、長(zhǎng)春市雙陽(yáng)區(qū)小龍廟地?zé)豳Y源詳查

截止2017年3月已施工完成四眼地?zé)峋?，地?zé)崃黧w出口溫度45.7～61 ℃，單井產(chǎn)水量624～1 080 m3/d。水化學(xué)類(lèi)型為重碳酸鈉型水，屬于氟、偏硅酸理療型熱礦水。目前勘查工作仍在進(jìn)行中。

3 勘查工作研究重點(diǎn)與注意的問(wèn)題

(1)加強(qiáng)古地理環(huán)境、物源條件的研究：通過(guò)吉林圣德泉、樺皮廠—九站、岔路河—太平、永吉萬(wàn)昌玉湯泉、雙陽(yáng)區(qū)奢嶺和雙陽(yáng)區(qū)小龍廟等地?zé)崽锟辈楣ぷ鞯某醪娇偨Y(jié)，伊舒斷陷盆地分布有14個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，其中孤店斜坡帶、靠山、大南及岔路河斷陷內(nèi)的新安、波太四個(gè)凹陷都與盆地古地理沉積環(huán)境有關(guān)，由于靠近西北緣斷裂區(qū)域，古近系碎屑巖沉積厚度大，顆粒粗，滲透性和孔隙度較高，屬于砂巖層狀熱儲(chǔ)，具有多層熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖1)。因此，在充分分析油田地震資料的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)開(kāi)展物源條件和熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)研究，尋找和確定古砂巖體沉積范圍、結(jié)構(gòu)及厚度，以此確定勘探井位置，將起到至關(guān)重要作用。

圖1 伊舒斷陷盆地區(qū)域構(gòu)造圖(底圖據(jù)[4])Fig.1 Regional structural map of Yishu Fault Basin(base map according to [4])

(2)根據(jù)公主嶺市范家屯新凱河、松原城區(qū)等白堊系地?zé)峥辈橹械某醪匠晒Y(jié)合物探可控源勘查成果和地震資料，應(yīng)進(jìn)行深部古沉積環(huán)境研究，了解和確定物源范圍、厚度，在此基礎(chǔ)上依據(jù)物探和地震解釋的斷裂構(gòu)造，尋找層狀控水、構(gòu)造富水的復(fù)合型地?zé)豳Y源，確定地?zé)峋碧桨袇^(qū)，提高地?zé)峋碧匠晒β省?/p>

(3)在鉆探工藝方面，伊舒盆地由于地層屬于半膠結(jié)巖類(lèi)，泥質(zhì)巖類(lèi)塑性較大，在鉆探施工中需保持設(shè)備的良好性能，選擇適合與區(qū)內(nèi)地層的泥漿配比，提高和加快鉆探效率，單井鉆井周期控制在一個(gè)月左右(包括固井和測(cè)井)。選擇射孔成井工藝，為后續(xù)開(kāi)采過(guò)程預(yù)留備用射孔層位；在中生代白堊紀(jì)地層，由于熱儲(chǔ)層膠結(jié)程度較好，滲透率和孔隙度沒(méi)有古近系地層高，熱儲(chǔ)層位不宜進(jìn)行固井作業(yè)，采用濾水管與射孔復(fù)合成井優(yōu)于射孔工藝，同時(shí)進(jìn)行泥漿破壁、加強(qiáng)洗井作業(yè)對(duì)提高地?zé)峋a(chǎn)水量起著至關(guān)重要的作用。

4 地?zé)豳Y源找礦工作的建議

4.1 伊舒斷陷盆地地?zé)豳Y源勘查

根據(jù)吉林省長(zhǎng)吉一體化建設(shè)的總體構(gòu)想，推動(dòng)加快服務(wù)業(yè)發(fā)展，在前期地方財(cái)政和企業(yè)投資勘查的基礎(chǔ)上，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，地方財(cái)政繼續(xù)給予資金支持，選定近期優(yōu)先勘查區(qū)域，加快推進(jìn)地?zé)豳Y源普查工作[5]。

(1)樺皮廠—孤店段地?zé)岬責(zé)豳Y源普查區(qū)，對(duì)樺皮廠附近已達(dá)詳查精度的30 km2，劃出坐標(biāo)范圍進(jìn)行評(píng)估轉(zhuǎn)讓?zhuān)槐Ａ衄F(xiàn)有探礦權(quán)面積，對(duì)勘查精度不足的區(qū)域，繼續(xù)由財(cái)政給予支持，進(jìn)一步擴(kuò)大地?zé)峥辈槌晒?/p>

(2)萬(wàn)昌—太平段、大南—齊家和伊通等地?zé)豳Y源普查區(qū)，面積占伊舒盆地總面積的70%，目前在岔路河、萬(wàn)昌、雙陽(yáng)奢嶺等勘探研究程度較高，并已投入商業(yè)運(yùn)行；其他地段勘探程度較低，建議財(cái)政給予必要的支持并承擔(dān)部分風(fēng)險(xiǎn)，經(jīng)施工后效果好的地?zé)峋畬?shí)行單井評(píng)估轉(zhuǎn)讓?zhuān)栈乜碧酵顿Y，逐步走向滾動(dòng)式勘查。

4.2 松遼盆地地?zé)豳Y源普查

建議由政府投資，選擇經(jīng)濟(jì)條件較好的城市、縣鎮(zhèn)周邊和旅游開(kāi)發(fā)區(qū)等，尋找層狀含水、斷裂構(gòu)造富水的復(fù)合型熱儲(chǔ)。對(duì)經(jīng)勘查后地?zé)豳Y源條件具備開(kāi)發(fā)利用的區(qū)塊(地?zé)峋?，采取探礦權(quán)出讓的方式轉(zhuǎn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)，建立地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用示范區(qū)。逐步推動(dòng)地方服務(wù)業(yè)發(fā)展和松遼盆地地?zé)豳Y源勘查開(kāi)發(fā)工作。

4.3 東部山區(qū)地?zé)豳Y源調(diào)查

加強(qiáng)新生代以來(lái)的地質(zhì)構(gòu)造和地?zé)岢梢蝾?lèi)型的研究，重點(diǎn)開(kāi)展構(gòu)造型帶狀熱儲(chǔ)調(diào)查，選擇龍崗火山群、敦化火山群、長(zhǎng)白山周邊和已有的地?zé)?泉)出露點(diǎn)外圍等重點(diǎn)地區(qū)，建議首先由政府投資，開(kāi)展地表熱異常調(diào)查工作，根據(jù)調(diào)查成果投入必要的地球物理勘查工作。除尋找深部埋藏型熱儲(chǔ)采用可控源方法外，對(duì)于淺部構(gòu)造型帶狀熱儲(chǔ)，根據(jù)國(guó)內(nèi)大量的勘查經(jīng)驗(yàn)，一般選用常規(guī)物探方法，如電測(cè)深、聯(lián)合剖面、放射性等，圈定地表熱異常范圍，經(jīng)專(zhuān)家論證后，再實(shí)施鉆探驗(yàn)證，避免盲目施工造成資金浪費(fèi)。對(duì)具有開(kāi)發(fā)利用條件的區(qū)塊(地?zé)峋?，以礦權(quán)出讓方式轉(zhuǎn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)。