陽信縣城區(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)

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

陽信縣城區(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)能和太陽能之后的一種綠色能源。館陶組熱儲在陽信縣城區(qū)廣泛分布，埋深適當(dāng)，水量較大、水溫較高，對環(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

山東省陽信縣城區(qū)在大地構(gòu)造上屬華北板塊（Ⅰ級）、華北坳陷區(qū)Ⅰ（Ⅱ級）、濟(jì)陽坳陷Ⅰa（Ⅲ級）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級）。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，地表無熱流顯示，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)組視為熱儲層的相對保溫蓋層，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，是天然的良好熱儲保溫層。

2.2 熱儲巖性與埋藏分布特征

區(qū)內(nèi)館陶組熱儲巖性以細(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，長石次之，分選性較好，呈次圓狀，結(jié)構(gòu)較致密。館陶組熱儲在全區(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層的孔隙、裂隙中儲存下來，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)動和熱對流傳導(dǎo)方式，熱量便在地下儲集層得以迅速傳遞。

2.5 熱儲模型

本區(qū)屬層控型低溫地?zé)崽铮摰責(zé)崽锓秶鷱V大，將館陶組熱儲層視為獨(dú)立的、均質(zhì)、各向同性、水平展布的無限邊界含水層組。將館陶組上覆的第四紀(jì)平原組、新近紀(jì)明化鎮(zhèn)組作為熱儲蓋層。來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)保存下來的沉積水和封存水。

2.6 地?zé)崴畡討B(tài)特征

區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴豢傮w呈下降趨勢，根據(jù)陽熱1井水位監(jiān)測資料，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）。總體來看陽熱1井水位呈逐年下降趨勢，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；在采暖期動水位標(biāo)高由最初的-30m下降至-34.5m，動水位下降幅度2.25m/a。

圖1 陽熱1井水位動態(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)陽熱1井水質(zhì)分析資料，本區(qū)館陶組地?zé)崴宄海诟邢蹋瑹o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)間放置后變成無色透明。由于鐵離子含量較高，再過一段時(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測試分析資料，工作區(qū)館陶組地?zé)崴^對年齡為15.48±0.40萬年，大約是在晚更新世末期形成的。說明地?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)行評價(jià)分析，陽信縣城區(qū)館陶組地?zé)崴疅o碳酸鈣水垢，屬鍋垢很多地?zé)崴粚饘儆袕?qiáng)腐蝕性；地?zé)崴泻袑θ梭w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）山東省陽信縣城區(qū)大地構(gòu)造上屬華北板塊（Ⅰ級）、華北坳陷區(qū)Ⅰ（Ⅱ級）、濟(jì)陽坳陷Ⅰa（Ⅲ級）惠民潛斷陷Ⅰa4（Ⅳ級）、惠民潛凹陷Ⅰa42（Ⅴ級）。（2）本區(qū)館陶組熱儲屬層控型低溫?zé)醿Γ谒疁?0℃左右，屬于低溫地?zé)豳Y源。（3）區(qū)內(nèi)館陶組地?zé)崴畬俅髿獬梢颍哂写箨懭転V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