熊岳溫泉地下熱水儲熱體分布規律研究

宋慶春 （遼寧水文地質工程地質勘察院，遼寧大連116037）

1 區域地質背景

熊岳溫泉隸屬于營口市鲅魚圈區熊岳鎮，位于遼東半島中部，渤海遼東灣東岸，毗鄰營口鲅魚圈港，是一座歷史文化古城。熊岳鎮地熱開發利用歷史久遠，地下溫泉水含有豐富的礦物質，對人體健康十分有益，熊岳溫泉也成為東北地區主要的溫泉洗浴療養地之一［1］。熊岳溫泉出露于熊岳河沖積平原。表層分布第四系全新統沖洪積的砂、砂礫石互層，下伏白堊系望兒山組的花崗質礫巖，其間侵入前震旦系和侏羅系黑云母閃長巖，變質石英閃長巖。侵入巖是熊岳溫泉地熱水的導水帶和儲熱帶［2］。

熊岳溫泉位于遼東隆起與下遼河斷陷的交接部位，區域地質構造活動頻繁而且劇烈。處于向南收攏并被構造破壞的熊岳鎮向斜的核部，金州大斷裂、溫泉－紅旗堡斷裂、望兒山隱伏斷裂都相繼通過，也存在著第四系覆蓋層下的隱伏斷裂［3－5］。

圖1 熊岳溫泉地下熱水含水層結構示意圖

2 地下熱水賦存含水層結構

根據XW－1號地熱井實測資料，熊岳地區地下熱水賦存的含水層結構條件為第四系沖積砂礫石潛水、隱伏的白堊系砂礫巖裂隙溶洞承壓水和隱伏的燕山期花崗巖裂隙承壓水3種，熊岳溫泉地下熱水含水層結構示意圖如圖1所示。

熊岳溫泉地下熱水賦存地層為：上覆第四系砂礫石、卵礫石，厚度為18～30m，含水層巖性為中細礦、砂礫石、砂礫石夾粉土質亞粘土透鏡體，厚度一般在10～40m，水溫從上至下迅速遞增，水溫一般在58～80℃之間；第四系下部為白堊系望兒山組白堊系砂礫巖，含水層為花崗質礫巖、石英巖為主，鈣質膠結，沿膠結物有溶洞分布，埋藏深度北部大于南部，覆蓋于花崗巖低洼處，中心最大厚度達50m左右，較為致密，結構均勻，水溫在70℃左右；其下部為三迭紀侵入的花崗巖，構造裂隙發育，為主要儲熱層。儲熱層由侵入的燕山期花崗閃長巖、碎裂花崗巖及大理巖捕擄體構成，破碎帶密度由此向南逐漸減弱，在垂向上北部180m以上破碎發育，向南破碎多分布在180～400m，水溫一般在75℃。

3 地下熱水儲熱體分布規律

1）地下熱水垂直地熱增溫梯度分布規律 根據XW－1號地熱井實測資料，垂直地熱增溫梯度上共有4次溫度急劇變化：①0～70m地層測溫曲線表示該段地層溫度在22～30℃，地熱增溫梯度為10.26℃／100m，該段為地熱水的儲熱蓋層，溫度受第四系和下部儲熱層共同影響，在50m以上變化幅度較小，但50～70m溫度變化幅度增大；②70～250m地層測溫曲線表示該段地層溫度在45～66℃，地熱增溫梯度為12.5℃／100m，該段為地熱水的第一熱儲層，溫度在垂向上變化較快，且深度越深水溫變化幅度越快；③250～286m地層測溫曲線表示該段地層溫度在66～67℃，地熱增溫梯度為1℃／100m，該段為地熱水的恒溫層，溫度變化緩慢；④286～500m地層測溫曲線表示該段地層溫度在90～99℃，地熱增溫梯度為4.22℃／100m，該段為地熱水的第二熱儲層，溫度在垂向上深度越大水溫變化幅度越小。

2）地下熱水垂直儲熱體分布規律 地下儲熱構造分為控水潛水面0～70m、70～250m、250～500m以下3個地熱水帶：0～70m屬于變溫帶和常溫帶，起蓋層保溫作用，為該地熱田的溫度最高值；70～250m為儲熱層，該層是有一定量冷水側向補給的熱水垂直循環帶，處于緩慢增溫狀態；250～500m以下為地熱水的主要補給通道，水溫基本穩定。①第一地熱水帶蓋層 （0～70m）：地面以下20m的潛水面屬變溫帶，巖性為第四系砂礫石、結構松散、含水性及透水性較好，熱水埋藏淺。20～70m屬常溫帶蓋層保溫部分，巖性包括一部分砂礫石、砂礫巖及部分花崗巖風化殼，巖石孔隙性好，該層起蓋層保溫作用，基巖地層中見斷層痕跡，地熱水直接接受下部儲熱層中脈狀地熱水的頂托補給。②第二地熱水儲熱層 （70～250m）：巖性為花崗巖夾大理巖捕擄體，具有斜長角閃巖脈侵入，斷層發育，破碎帶發育且蝕變強烈，礦化明顯，巖石壓碎現象亦較明顯，以下部地熱水直接頂托補給為主，并有一定冷水側向補給的地熱水垂直循環帶，即儲熱層，處于緩慢增溫狀態。③第三地熱水儲熱層 （250～500m）：巖性為花崗巖夾大理巖捕擄體，斜長角閃巖脈也多次貫入，斷層明顯，熱水水溫較穩定。本次施工地熱井在250～286m為構造破碎帶，擦痕明顯且蝕變礦化較強烈，巖石破碎呈碎塊狀，在此深度內水量有明顯增大，但水溫并沒有升高，反而有下降趨勢，表明不只是地熱水通道，而且有冷水補給。從物探測井資料看，在靜止24h以上的情況下，大于286m的地層深度，水溫相對穩定，在抽水情況下，水溫略有下降，表明淺層地熱水與深層地熱水可能聯通。

4 建 議

（1）從熊岳溫泉地區地熱的開采歷史來看，為了獲取一定溫度的地下熱水，多年來不計成本的加大開采地熱井鑿井深度，應摒棄盲目追求高水溫的老路，宜按實際資源分布狀況和開發需求，因地制宜，樹立統一開發管理的理念，科學合理地、持續開發該區地熱資源。

（2）現階段熊岳溫泉僅了解地熱異常區在500m深度以內的地熱資源狀況。條件允許時，應對異常區內500～1000m深度范圍內的地熱資源進行深一步的勘察，查明相應深度內的熱儲狀況，以備長期開發利用。