張店地區地熱田熱儲特征及其與控制構造的關系研究

（山東省地礦工程勘察院 山東濟南250014）

（山東省地礦工程勘察院 山東濟南250014）

通過對淄博市張店區地熱資源熱儲等特征的分析研究，建立了張店區地熱田熱儲概念模型，并根據張店區地熱田內深大斷裂對地熱田的影響分析，找出了地熱田成因與控制構造的關系。

張店區地熱田熱儲斷裂構造

淄博市張店區地處淄博向斜盆地北部傾伏端東翼。

1 張店區地熱田邊界

張店地區地熱田東邊界為張店斷裂和南定斷裂，南邊界為漫泗河斷裂，西邊界為王母山斷裂影響帶，西北邊界為奧陶系灰巖頂板埋深2000m等值線，總面積約為172km2（見圖1）。

圖1 張店區地熱田邊界圖

2 熱儲特征及其埋藏條件

2.1 熱儲

2.1.1 熱儲埋藏特征

張店地熱田熱儲層有石炭紀本溪組徐家莊灰巖和奧陶紀馬家溝群碳酸鹽巖，其中以奧陶系灰巖為本區主要熱儲層。熱儲埋深由南向北逐漸加深。王母山斷裂以東、南定斷裂以西、炒米莊地塹以南、漫泗河斷裂以北的斷塊內，熱儲層奧陶系灰巖頂板埋藏深度由南東向北西逐漸變深。

2.1.2 熱儲溫度特征

地熱田內熱儲溫度在每個斷塊之內不盡相同。但總體呈現兩個特點，一是總體來看，熱儲溫度隨熱儲層埋藏深度的增加而增高，二是靠近斷裂帶附近的地熱井溫度偏高，遠離斷裂帶則溫度偏低。

2.2 蓋層

蓋層為第四系、新近系、侏羅系、三疊系、二疊系和石炭系，蓋層厚度由南部300m向北逐漸增加到2500m，主要巖性為粘土巖、砂巖、泥巖和頁巖。

2.3 通道

張店地熱田內溝通大地熱流與地熱水的主要通道為王母山斷裂、炒米莊地塹和張店斷裂三條大型構造。這三條大型控熱構造對張店地熱田地熱流體的賦存、分布和運移起著顯著的控制作用，其斷裂影響帶也是地下熱水的重要賦存帶。

R10、R11、R12、R13、R17五眼地熱井均位于控熱構造附近或影響帶范圍之內。

2.4 熱源及水源

本區的熱源主要來自大地熱流，主要為斷裂帶和巖漿巖侵入體對地殼深部熱源的熱傳導。主要熱儲層奧陶系灰巖在南部和東部一帶出露，區內地下熱水的補給來源主要為大氣降水入滲后經深循環徑流補給。

3 地溫場特征

3.1 地溫場的水平方向變化特征

測溫區內地溫梯度值變化較大，最小為1.0℃/100m，最大為5.6℃/100m，但總體為北低南高。異常區自恒溫帶以下，地溫呈逐漸長高趨勢。

3.2地溫場的垂向變化特征

侏羅系頂底板溫度為26.21～28.27℃，地溫梯度為1.03℃/100m，二疊系頂底板溫度為31.07～49.02℃，地溫梯度為2.24℃/100m，石炭系頂底板溫度為40.66～49.02℃，地溫梯度為4.18℃/100m，奧灰頂底板溫度為49.02～58.09℃，地溫梯度為2.26℃/100m。

4 熱儲概念模型

本地熱區蓋層為新生界第四系和新近系、中生界侏羅系和三疊系、古生界二疊系和石炭系；熱儲為奧陶紀馬家溝群灰巖；深部的大地熱流為熱源，該區發育的深大斷裂是地熱水與深部熱源溝通的通道。其熱儲概念模型見圖2。

圖2 張店地熱田熱儲概念模型圖

5 斷裂構造對地熱資源的控制作用

張店地熱田地熱資源的分布受斷裂控制作用明顯，其斷裂的形態、規模、產狀、力學性質及組合關系對地熱資源的分布起著重要的控制作用。

5.1 斷裂構造對地熱異常區的控制作用

南定地熱區異常的主要原因為斷層、裂隙發育，使深部遠循環的熱水，沿裂隙對流上涌而成。R15地熱井S32/S34≈21.8。有機成因的硫S32/S34>22.30，巖漿巖的硫同位素基本上為22.20，沉積成因硫酸鹽的硫同位素比值在20.8～22.0。因此，唐家莊熱水中SO42-的來源和形成是地下水與石炭、二疊系中大量存在的黃鐵礦相互作用的結果，即熱水賦存在斷裂裂隙系統中。

5.2 斷裂構造帶內地熱井實例分析

R17號地熱井位于王母山斷層西側，在孔深960m、997m溶洞發育。該熱儲層富水性較好，涌水量1800m3/d，井口溫度44℃。R10號地熱井位于張店斷裂西側，孔深1500.07m，涌水量2160m3/d，水溫47℃。黃金國際R11、R12、R13三眼地熱井位于炒米莊地塹中，涌水量為1728m3/d，井口水溫平均54℃。

5.3 遠離斷裂構造帶地熱井實例分析

R9號地熱井距離張店斷裂為1800m，井深1960.5m，井口水溫32℃，涌水量小于100m3/d。

ZR-1號地熱井距離王母山斷裂帶1600m,井深1801.7m，涌水量158.4m3/d。

以上實例充分證明在張店地熱田地熱資源的形成和分布受斷裂構造特別是深大斷裂控制作用明顯。

6 結語

張店地熱田蓋層為第四系、新近系、侏羅系、三疊系、二疊系和石炭系，奧陶系灰巖為本區主要熱儲層；熱源主要來自大地熱流。斷裂構造帶對張店地熱田地熱資源的賦存和分布起著關鍵作用。張店地熱田內地熱成井離不開深大斷裂。

[1]譚肖波等.2015.《山東省淄博市張店區1:5萬城區及周邊地熱地質普查報告》 [R].山東省地礦工程勘察院：40-55

[2]相其科,韓建江,李春林,張蘭新.淄博張店地區地熱資源形成條件研究 [J].山東國土資源,2009,25(9):35-37.

[3]李鐸,武強.南定地熱田成因及影響因素探討 [J].中國礦業大學學報,2002,31(1): 53-57.

張店地區地熱田熱儲特征及其與控制構造的關系研究

■徐士民 任秀蕾

P621[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-91-2

徐士民（1979～），男，工程師，研究方向為水文地質、工程地質、環境地質。