遼寧省調兵山四家子村DR1地熱井位置的確定

張文德+韓玉杰+白曉亮

摘 要：四家子村位于調兵山市西南約4km，東與大興煤礦相鄰。東北煤田地質局物探測量隊和101勘探隊合作，對勘探區進行深部地熱研究，通過勘探手段確定地熱井位，成功打出一口地熱井，對盆地型地熱田生成特點有了進一步認識，對今后遼北地區地熱勘探工作具有一定的指導意義。通過區域性地質資料搜集分析、地質調查，圈定地熱靶區進行綜合物探工作，建立勘探區地熱構造地質模型，確定熱儲的有利部位，指導鉆探工作。

關鍵詞：地熱靶區；物探方法；地熱模型；布井依據；調兵山四家子

1 地熱靶區的選定

地熱靶區的選定是由城鎮開發規劃、地區經濟發展方向與理想的成熱地質條件相結合的產物。

1.1 地域優勢

四家子區位于調兵山近郊，交通便利，郊區作為城市擴張的首選方向，為地熱資源的開發提供機遇，有助于形成規模型產業；地熱資源的開發又影響新型城鎮化布局，調整產業結構，為地方經濟發展注入活力，地熱資源的開發與城市發展起著相互支撐的作用。

1.2 地質資料優勢

四家子區位于鐵法含煤盆地范圍內，為地熱勘探空白區。鐵法煤田自60年代以來經歷多次勘探和廣泛開采，積累了豐富的資料。以服務采掘需要的基礎地質、水文地質研究程度較高（1000m以淺），對礦區構造形態的分布規律、地層的組合結構、水文地質條件、地溫變化有了充分的認識。地質資料的綜合研究成果，對深層地熱勘探提供了必要基礎資料。

1.3 具備地熱生成的基本條件

鐵法煤田屬于斷陷盆地，煤田被廣泛開采表明淺部不具備地熱條，地熱的研究主要集中在深部。地熱生成需要熱源、深部水的富集儲存的空間、構造的控制作用等基本條件。

1.3.1 基底埋藏深度大，有助于獲得地球深部的傳導熱量；深部有厚層粗碎屑沉積，為地下水的儲存提供空間；鐵法含煤盆地位于新華夏系第二沉降帶和天山-陰山隆起帶的交接復合部位，經歷多期構造運動形成一系列斷裂和向背斜，并伴有多期火層巖噴發、侵入，構造運動的活躍為地下水的運移提供動力。

1.3.2 鐵法礦區開采實踐表明（1000m以淺）地層含水性較弱，斷層部分含水，火層巖發育，侵入煤層，當砂礫巖層遇到張性斷裂和火層巖侵入時礦井的涌水量迅速增加。

從基本構造背景、礦區開采實踐表明：火層巖侵入廣泛、斷裂、裂隙發育，四家子區具備深部熱儲條件。在現代應力場的作用下部分斷層顯示張性或張扭性狀態，斷裂發育、尤其深部斷裂發育的地段為地熱開發的理想部位。

2 地熱構造的基本模型

2.1 地層起伏形態

由地震資料顯示勘探區內煤系層的剖面起伏形態為由4條斷層（F55、F65、DF1、F49）切割的向斜形態，其中F55斷距大于600m。錯斷煤系地層基底，為勘探區的主要控熱斷層，見圖1。

前震旦系頂界面為受F55斷層切割形成抬起與沉降，地層最深為剖面中部，最淺為F55斷層下降盤，地層埋深在1300-1900m之間。

2.2 主要熱儲層

主要的熱儲層為阜新組底礫巖和古風化殼，阜新組底礫巖賦存于基底上部，深度較大，該段該層段厚度約500-600m左右。以礫巖、砂礫巖為主，分選不好，礫徑一般20-25cm，最大1m左右，裂隙、孔隙比較發育，該層埋藏深度大，是很好的熱儲層。風化殼孔隙發育時，也是良好的地熱資源的熱儲層。

2.3 帶狀熱儲

電阻率值下降趨勢表現出橫向不均勻性，出現相對獨立并沿縱向分布的低阻異常區。電性變化的形態及電阻率特征的空間分布，明顯的表現與斷層構造的相關性，分析認為是在地質（斷層）構造的作用下，破壞了巖層的橫向結構，使電性發生不均勻的變化，進而使電阻率值呈高低相間的格局分布。尤其在F55斷層近低阻異常區顯著，異常帶較寬，具有帶狀熱儲的物性條件，見圖2。

3 鉆孔位置的確定

根據物探解釋成果，在熱儲理想部位選擇孔位，位置在F55斷層與阜新組底礫巖和前震旦系古風化殼交匯部位，目的是尋找帶狀及層狀熱儲地熱水，鉆孔深度2000m左右，定孔理由有以下幾個方面：

3.1 根據已知煤田鉆孔平均地溫梯度變化，推斷當井深達到2000m時，地溫可達到63℃。

3.2 F55號斷層為同沉積斷層，該斷裂切割深度大于1500m，在其附近為低阻異常顯示，有帶狀熱儲的物性特征。

3.3 底礫巖厚度大，可達500-600m，在構造和火山活動的作用下，裂隙和孔隙較發育，可儲存裂隙和孔隙水。

3.4 前震旦系古風化殼受風化程度及構造運動影響有一定的厚度并發育有裂隙，具備裂隙水賦存條件。

3.5 由于火山巖浸入作用，加劇了其周圍地層裂隙發育，從電性剖面分析，視電阻率高低變化，認為F55斷層上盤，可能有火山巖浸入。

4 結束語

在選定的靶區內開展綜合物探工作，確定目標地層起伏形態，地層組合及斷裂位置，建立四家區地熱結構模型，減少鉆探工作的盲目性。綜合地面物探工作，地震剖面較好的反映地層的構造發育狀況，電法視電阻率曲線剖面呈有規律的變化，反映出地層的結構橫向變化確定低阻異常區，為鉆探提供指向。綜合物探成果雖然確定了地熱的有利部位，但對富水性、導水性缺乏更深入的認識，因此今后的地熱勘探應加強深層水文地質方面的研究。

參考文獻

[1]張文德，等.遼寧省鐵法地區地熱資源普查物探成果報告[R].沈陽：東北煤田地質局物探測量隊，2011.endprint

摘 要：四家子村位于調兵山市西南約4km，東與大興煤礦相鄰。東北煤田地質局物探測量隊和101勘探隊合作，對勘探區進行深部地熱研究，通過勘探手段確定地熱井位，成功打出一口地熱井，對盆地型地熱田生成特點有了進一步認識，對今后遼北地區地熱勘探工作具有一定的指導意義。通過區域性地質資料搜集分析、地質調查，圈定地熱靶區進行綜合物探工作，建立勘探區地熱構造地質模型，確定熱儲的有利部位，指導鉆探工作。

關鍵詞：地熱靶區；物探方法；地熱模型；布井依據；調兵山四家子

1 地熱靶區的選定

地熱靶區的選定是由城鎮開發規劃、地區經濟發展方向與理想的成熱地質條件相結合的產物。

1.1 地域優勢

四家子區位于調兵山近郊，交通便利，郊區作為城市擴張的首選方向，為地熱資源的開發提供機遇，有助于形成規模型產業；地熱資源的開發又影響新型城鎮化布局，調整產業結構，為地方經濟發展注入活力，地熱資源的開發與城市發展起著相互支撐的作用。

1.2 地質資料優勢

四家子區位于鐵法含煤盆地范圍內，為地熱勘探空白區。鐵法煤田自60年代以來經歷多次勘探和廣泛開采，積累了豐富的資料。以服務采掘需要的基礎地質、水文地質研究程度較高（1000m以淺），對礦區構造形態的分布規律、地層的組合結構、水文地質條件、地溫變化有了充分的認識。地質資料的綜合研究成果，對深層地熱勘探提供了必要基礎資料。

1.3 具備地熱生成的基本條件

鐵法煤田屬于斷陷盆地，煤田被廣泛開采表明淺部不具備地熱條，地熱的研究主要集中在深部。地熱生成需要熱源、深部水的富集儲存的空間、構造的控制作用等基本條件。

1.3.1 基底埋藏深度大，有助于獲得地球深部的傳導熱量；深部有厚層粗碎屑沉積，為地下水的儲存提供空間；鐵法含煤盆地位于新華夏系第二沉降帶和天山-陰山隆起帶的交接復合部位，經歷多期構造運動形成一系列斷裂和向背斜，并伴有多期火層巖噴發、侵入，構造運動的活躍為地下水的運移提供動力。

1.3.2 鐵法礦區開采實踐表明（1000m以淺）地層含水性較弱，斷層部分含水，火層巖發育，侵入煤層，當砂礫巖層遇到張性斷裂和火層巖侵入時礦井的涌水量迅速增加。

從基本構造背景、礦區開采實踐表明：火層巖侵入廣泛、斷裂、裂隙發育，四家子區具備深部熱儲條件。在現代應力場的作用下部分斷層顯示張性或張扭性狀態，斷裂發育、尤其深部斷裂發育的地段為地熱開發的理想部位。

2 地熱構造的基本模型

2.1 地層起伏形態

由地震資料顯示勘探區內煤系層的剖面起伏形態為由4條斷層（F55、F65、DF1、F49）切割的向斜形態，其中F55斷距大于600m。錯斷煤系地層基底，為勘探區的主要控熱斷層，見圖1。

前震旦系頂界面為受F55斷層切割形成抬起與沉降，地層最深為剖面中部，最淺為F55斷層下降盤，地層埋深在1300-1900m之間。

2.2 主要熱儲層

主要的熱儲層為阜新組底礫巖和古風化殼，阜新組底礫巖賦存于基底上部，深度較大，該段該層段厚度約500-600m左右。以礫巖、砂礫巖為主，分選不好，礫徑一般20-25cm，最大1m左右，裂隙、孔隙比較發育，該層埋藏深度大，是很好的熱儲層。風化殼孔隙發育時，也是良好的地熱資源的熱儲層。

2.3 帶狀熱儲

電阻率值下降趨勢表現出橫向不均勻性，出現相對獨立并沿縱向分布的低阻異常區。電性變化的形態及電阻率特征的空間分布，明顯的表現與斷層構造的相關性，分析認為是在地質（斷層）構造的作用下，破壞了巖層的橫向結構，使電性發生不均勻的變化，進而使電阻率值呈高低相間的格局分布。尤其在F55斷層近低阻異常區顯著，異常帶較寬，具有帶狀熱儲的物性條件，見圖2。

3 鉆孔位置的確定

根據物探解釋成果，在熱儲理想部位選擇孔位，位置在F55斷層與阜新組底礫巖和前震旦系古風化殼交匯部位，目的是尋找帶狀及層狀熱儲地熱水，鉆孔深度2000m左右，定孔理由有以下幾個方面：

3.1 根據已知煤田鉆孔平均地溫梯度變化，推斷當井深達到2000m時，地溫可達到63℃。

3.2 F55號斷層為同沉積斷層，該斷裂切割深度大于1500m，在其附近為低阻異常顯示，有帶狀熱儲的物性特征。

3.3 底礫巖厚度大，可達500-600m，在構造和火山活動的作用下，裂隙和孔隙較發育，可儲存裂隙和孔隙水。

3.4 前震旦系古風化殼受風化程度及構造運動影響有一定的厚度并發育有裂隙，具備裂隙水賦存條件。

3.5 由于火山巖浸入作用，加劇了其周圍地層裂隙發育，從電性剖面分析，視電阻率高低變化，認為F55斷層上盤，可能有火山巖浸入。

4 結束語

在選定的靶區內開展綜合物探工作，確定目標地層起伏形態，地層組合及斷裂位置，建立四家區地熱結構模型，減少鉆探工作的盲目性。綜合地面物探工作，地震剖面較好的反映地層的構造發育狀況，電法視電阻率曲線剖面呈有規律的變化，反映出地層的結構橫向變化確定低阻異常區，為鉆探提供指向。綜合物探成果雖然確定了地熱的有利部位，但對富水性、導水性缺乏更深入的認識，因此今后的地熱勘探應加強深層水文地質方面的研究。

參考文獻

[1]張文德，等.遼寧省鐵法地區地熱資源普查物探成果報告[R].沈陽：東北煤田地質局物探測量隊，2011.endprint

摘 要：四家子村位于調兵山市西南約4km，東與大興煤礦相鄰。東北煤田地質局物探測量隊和101勘探隊合作，對勘探區進行深部地熱研究，通過勘探手段確定地熱井位，成功打出一口地熱井，對盆地型地熱田生成特點有了進一步認識，對今后遼北地區地熱勘探工作具有一定的指導意義。通過區域性地質資料搜集分析、地質調查，圈定地熱靶區進行綜合物探工作，建立勘探區地熱構造地質模型，確定熱儲的有利部位，指導鉆探工作。

關鍵詞：地熱靶區；物探方法；地熱模型；布井依據；調兵山四家子

1 地熱靶區的選定

地熱靶區的選定是由城鎮開發規劃、地區經濟發展方向與理想的成熱地質條件相結合的產物。

1.1 地域優勢

四家子區位于調兵山近郊，交通便利，郊區作為城市擴張的首選方向，為地熱資源的開發提供機遇，有助于形成規模型產業；地熱資源的開發又影響新型城鎮化布局，調整產業結構，為地方經濟發展注入活力，地熱資源的開發與城市發展起著相互支撐的作用。

1.2 地質資料優勢

四家子區位于鐵法含煤盆地范圍內，為地熱勘探空白區。鐵法煤田自60年代以來經歷多次勘探和廣泛開采，積累了豐富的資料。以服務采掘需要的基礎地質、水文地質研究程度較高（1000m以淺），對礦區構造形態的分布規律、地層的組合結構、水文地質條件、地溫變化有了充分的認識。地質資料的綜合研究成果，對深層地熱勘探提供了必要基礎資料。

1.3 具備地熱生成的基本條件

鐵法煤田屬于斷陷盆地，煤田被廣泛開采表明淺部不具備地熱條，地熱的研究主要集中在深部。地熱生成需要熱源、深部水的富集儲存的空間、構造的控制作用等基本條件。

1.3.1 基底埋藏深度大，有助于獲得地球深部的傳導熱量；深部有厚層粗碎屑沉積，為地下水的儲存提供空間；鐵法含煤盆地位于新華夏系第二沉降帶和天山-陰山隆起帶的交接復合部位，經歷多期構造運動形成一系列斷裂和向背斜，并伴有多期火層巖噴發、侵入，構造運動的活躍為地下水的運移提供動力。

1.3.2 鐵法礦區開采實踐表明（1000m以淺）地層含水性較弱，斷層部分含水，火層巖發育，侵入煤層，當砂礫巖層遇到張性斷裂和火層巖侵入時礦井的涌水量迅速增加。

從基本構造背景、礦區開采實踐表明：火層巖侵入廣泛、斷裂、裂隙發育，四家子區具備深部熱儲條件。在現代應力場的作用下部分斷層顯示張性或張扭性狀態，斷裂發育、尤其深部斷裂發育的地段為地熱開發的理想部位。

2 地熱構造的基本模型

2.1 地層起伏形態

由地震資料顯示勘探區內煤系層的剖面起伏形態為由4條斷層（F55、F65、DF1、F49）切割的向斜形態，其中F55斷距大于600m。錯斷煤系地層基底，為勘探區的主要控熱斷層，見圖1。

前震旦系頂界面為受F55斷層切割形成抬起與沉降，地層最深為剖面中部，最淺為F55斷層下降盤，地層埋深在1300-1900m之間。

2.2 主要熱儲層

主要的熱儲層為阜新組底礫巖和古風化殼，阜新組底礫巖賦存于基底上部，深度較大，該段該層段厚度約500-600m左右。以礫巖、砂礫巖為主，分選不好，礫徑一般20-25cm，最大1m左右，裂隙、孔隙比較發育，該層埋藏深度大，是很好的熱儲層。風化殼孔隙發育時，也是良好的地熱資源的熱儲層。

2.3 帶狀熱儲

電阻率值下降趨勢表現出橫向不均勻性，出現相對獨立并沿縱向分布的低阻異常區。電性變化的形態及電阻率特征的空間分布，明顯的表現與斷層構造的相關性，分析認為是在地質（斷層）構造的作用下，破壞了巖層的橫向結構，使電性發生不均勻的變化，進而使電阻率值呈高低相間的格局分布。尤其在F55斷層近低阻異常區顯著，異常帶較寬，具有帶狀熱儲的物性條件，見圖2。

3 鉆孔位置的確定

根據物探解釋成果，在熱儲理想部位選擇孔位，位置在F55斷層與阜新組底礫巖和前震旦系古風化殼交匯部位，目的是尋找帶狀及層狀熱儲地熱水，鉆孔深度2000m左右，定孔理由有以下幾個方面：

3.1 根據已知煤田鉆孔平均地溫梯度變化，推斷當井深達到2000m時，地溫可達到63℃。

3.2 F55號斷層為同沉積斷層，該斷裂切割深度大于1500m，在其附近為低阻異常顯示，有帶狀熱儲的物性特征。

3.3 底礫巖厚度大，可達500-600m，在構造和火山活動的作用下，裂隙和孔隙較發育，可儲存裂隙和孔隙水。

3.4 前震旦系古風化殼受風化程度及構造運動影響有一定的厚度并發育有裂隙，具備裂隙水賦存條件。

3.5 由于火山巖浸入作用，加劇了其周圍地層裂隙發育，從電性剖面分析，視電阻率高低變化，認為F55斷層上盤，可能有火山巖浸入。

4 結束語

在選定的靶區內開展綜合物探工作，確定目標地層起伏形態，地層組合及斷裂位置，建立四家區地熱結構模型，減少鉆探工作的盲目性。綜合地面物探工作，地震剖面較好的反映地層的構造發育狀況，電法視電阻率曲線剖面呈有規律的變化，反映出地層的結構橫向變化確定低阻異常區，為鉆探提供指向。綜合物探成果雖然確定了地熱的有利部位，但對富水性、導水性缺乏更深入的認識，因此今后的地熱勘探應加強深層水文地質方面的研究。

參考文獻

[1]張文德，等.遼寧省鐵法地區地熱資源普查物探成果報告[R].沈陽：東北煤田地質局物探測量隊，2011.endprint