青海貴德盆地地下熱水資源的分布特征

王萬平,汪生斌,侯利朋,彭紅明,張婷婷

(1. 青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海 西寧 810007； 2. 青海省環(huán)境地質(zhì)重點實驗室，青海 西寧 810007)

青海貴德盆地地下熱水資源的分布特征

王萬平1,2,汪生斌1,2,侯利朋1,2,彭紅明1,2,張婷婷1,2

(1. 青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海 西寧 810007； 2. 青海省環(huán)境地質(zhì)重點實驗室，青海 西寧 810007)

對青海貴德盆地地下熱水資源的分布特點、地質(zhì)條件、熱儲特征等進行分析，認為貴德地熱區(qū)內(nèi)存在有3個熱儲層段，即淺部新近系(N2)低溫熱儲層、中部古近系中低溫熱儲層和深部白堊、侏羅系中低溫熱儲層，其中中部古近系中低溫熱儲層最具有開發(fā)利用的價值。

地下熱水；分布特點；熱儲特征

青海貴德縣城位于黃河谷地，海拔較低，地勢平坦，氣候宜人。黃河岸邊林木成片、綠郁蔥蔥、鳥語花香、環(huán)境優(yōu)美，素有“小江南之稱”，是旅游渡假、休閑、療養(yǎng)的良好去處，發(fā)展旅游業(yè)潛力很大，旅游產(chǎn)業(yè)有望成為貴德縣經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。而貴德盆地地下熱水資源十分豐富，如果能夠合理的開發(fā)利用地下熱水資源，這種清潔、環(huán)保、低成本的能源將會極大的促進其旅游業(yè)的發(fā)展。

1 貴德地熱資源的分布及特點

貴德盆地迄今發(fā)現(xiàn)并作了初步調(diào)查的熱礦泉水有3處，主要分布在貴德盆地西側(cè)邊緣山區(qū)，有扎倉寺溫泉、新街溫泉及曲乃亥溫泉。從水溫上看各熱礦泉最高水溫在63～93℃之間，屬于中低溫礦水。

貴德盆地內(nèi)沉積著千米以上的新近系碎屑巖地層，賦存有較豐富的碎屑巖類型裂隙孔隙水。據(jù)貴德盆地內(nèi)200～600 m的鉆孔中，在不同深度上都揭露到地下熱水(見表1)。從表1中看這些地熱異常鉆孔承壓水頭在9.52～23.00 m之間，最高達32.85 m，自流量為500 m3/d以上，最大達1 200 m3/d，水溫在18.5～34.6℃之間，屬低溫溫水，礦化度小于1.0 g/L，屬Ce·SO4·HCO3-Na型水。

2 貴德地熱的地質(zhì)條件

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景

貴德盆地處于青藏斷塊東北部，在大地構(gòu)造位置上，貴德斷陷盆地處于《青藏歹字型構(gòu)造體系》頭部處圍褐帶，《緯向構(gòu)造體系》的秦昆緯向構(gòu)造帶，《祁呂賀山字型構(gòu)造體系》、《河西系》構(gòu)造體系的復(fù)合部位，地質(zhì)構(gòu)造比較錯綜而復(fù)雜。貴德盆地是在印支構(gòu)造運動發(fā)生后逐漸形成起來的斷陷盆地，盆地的北部邊緣受到拉脊山南麓的深大斷裂控制，東面、西面和南部邊界受到北西西向的深大斷裂控制。而盆地的基底主要由三迭系以及三迭系之前的一套老地層和印支期花崗巖組成。

表1 貴德盆地部分地熱異常鉆孔資料

另外構(gòu)造上，貴德盆地基底在古生代末期以前的漫長地質(zhì)時期內(nèi)遭受到東西向、南北向及南西—北東向主應(yīng)力的擠壓，形成近南北、東西向褶皺、北北西向壓性斷裂和近東西向張性斷裂，基底支離破碎。在盆地內(nèi)部以及西側(cè)邊緣北北西向深大斷裂附近有印支期花崗巖侵入。

2.2 地熱區(qū)的邊界條件

貴德盆地內(nèi)多年平均氣溫7～8℃，把高于平均氣溫的兩倍(15℃)的溫度，作為地下熱水溫度的下限，來確定貴德地區(qū)地熱異常點，區(qū)內(nèi)共有測溫鉆孔24個，按上述原則可劃出20個地熱異常點，4個常溫水點。總的來看，地熱異常點基本上沿黃河兩岸，呈東西向展布，西起公路處園藝場，東到毛依海，長約20 km，東寬西窄，約4～6 km，地熱異常區(qū)面積約80 km2。從貴德盆地的地質(zhì)構(gòu)造條件分析，貴德盆地主要是中新生代斷陷形成的盆地，盆地的四周均由山前深大斷裂所控制。根據(jù)物探工作取得的資料推測，在貴德盆地內(nèi)沿著黃河河谷存在一條近東西向張性斷裂，而沿著黃河河谷地帶穿過黃河存在一條北北西向壓扭性斷裂，這兩條斷裂在黃河北岸交匯在一起，根據(jù)施工的鉆探，在200 m深度測溫取得的資料顯示，反映出在北北西壓扭性斷裂兩側(cè)，形成了兩個異常中心(圖1)。這個近東西方向張裂帶以及張裂帶斷裂交匯處對深部熱流向上運動起著非常重要的連通作用[1]。

圖1 貴德盆地地溫等值線(200 m深度)

3 熱儲特征及埋藏條件

根據(jù)資料顯示貴德盆地地熱區(qū)內(nèi)主要存在有3個熱儲層段，分別是淺部地熱熱儲、中部地熱熱儲和深部地熱熱儲，現(xiàn)對這3個熱儲層段分述如下。

3.1 淺部新近系低溫熱儲特征

貴德盆地淺部存在新近系低溫熱儲，熱儲層頂板埋深約155～245 m，熱儲層段主要在245～415 m，是低溫熱儲層。低溫熱儲主要特征如表1所示。265～480 m深的鉆孔抽水試驗資料顯示：混合水頭高出地面約8.55～24 m，最高達33 m，抽水時候降深約7.5～21.5 m，出水量大約為1.6～6.9 L/s，其最大出水量為14.2 L/s，孔口測得的水溫約19～27℃，最高可達35℃，大地熱流值大約為1.5～2.45，采用SiO2計算基底溫度大約為49～53.9℃，孔中測得的地熱梯度約6.7～9.8℃/100 m，礦化度小于0.7 g/L，屬于重碳酸氯化物硫化物型水。總而言之，貴德盆地淺部低溫熱儲富水性較強、埋藏較淺且容易開發(fā)，還是水質(zhì)良好的低溫熱儲，因此今后開發(fā)利用的意義較大[2-3]。

3.2 中部古近系中低溫熱儲特征

盆地中部在古近系中存在的低溫熱儲頂板埋深在1 100～1 400 m之間、而底板埋深約為1 700～2 200 m之間，熱儲層厚約在500～700 m之間，厚度較大、強度較大、襯度較好，在橫向上其連續(xù)性能也比較好。而在垂向上，連通淺部和深部異常的顯示較清晰，顯示出低阻高導異常。熱儲層中的地層主要巖性是古近系的砂巖以及砂礫巖為主。這個中部熱儲層，雖然埋藏深比較大，但是他的水溫高，水量也很大，應(yīng)當是未來開發(fā)和利用價值最高的熱儲層段[4-5]。

3.3 深部白堊、侏羅系中低溫熱儲特征

貴德盆地基底三迭系埋深約在4 500 m，深部熱儲層頂板的埋藏深度約為2 700～3 400 m，底板的埋藏深度大約在3 680～5 000 m，熱儲層段厚度大約在1 000～1 600 m，如果地溫梯度按3℃/100m來計算，深度按4 000 m計算，深部熱儲溫度在130℃以上。但是熱儲埋藏深度過大，根據(jù)現(xiàn)有的能力還不能實現(xiàn)開發(fā)利用。

4 結(jié) 語

在貴德地區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展過程中，利用地下熱水為其提供能源，將極大的促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。

通過以上對貴德盆地地下熱水的分布特點、地質(zhì)條件、熱儲特征等分析表明，地熱區(qū)內(nèi)存在有3個熱儲層段，即淺部新近系(N2)低溫熱儲層、中部古近系中低溫熱儲層和深部白堊、侏羅系中低溫熱儲層，其中中部古近系中低溫熱儲層最具有開發(fā)利用的價值；內(nèi)淺部低溫熱儲，以住勘探資料較多，從資料分析淺部低溫熱儲水量小，水溫亦低，在采用熱泵技術(shù)情況下可開采利用。而深部白堊、侏羅系中低溫熱儲由于埋藏深度太大，目前尚沒有能力勘探和開發(fā)利用。

[1] 湯洪康. 青海省貴德盆地地下熱水資源初步勘查報告[C]. 西寧: 青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局, 2008.

[2] 陳修文. 淺議青海省地熱資源及其發(fā)展利用[J]. 青海環(huán)境, 1996(3): 140-142.

[3] 李榮華, 高熙賀. 季節(jié)性凍土地區(qū)路基的水溫分布和變化[J]. 中國錳業(yè), 2016，34(4): 145-147.

[4] 馮春輝, 張麗云, 潘美浪, 等. 大新錳礦露天轉(zhuǎn)地下開采邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 中國錳業(yè)，2016，34(3): 49-51.

[5] 段志偉. 廣西大新錳礦中部采場露天轉(zhuǎn)地下開采實踐[J]. 中國錳業(yè), 2015，33(4): 41-43.

Distribution Features of Underground Hot Water Resources of Qinghai Basin

WANG Wanping1,2, WANG Shengbin1,2, HOU Lipeng1,2, PENG Hongming1,2, ZHANG Tingting1,2

(1.EnvironmentGeologicalExplorationBureauofQinghaiProvince,Xining,Qinghai810007,China; 2.KeyLaboratoryofEnvironmentalGeologyinQinghaiProvince,Xining,Qinghai810007,China)

This article has made an analysis of the distribution characteristics of underground hot water resources basin in Qinghai province, including geological conditions and thermal storage characteristics. We think there are three heat reservoir sections, namely, shallow neogene (N2), middle-low temperature heat reservoir in paleogene reservoir (the medium to low temperature and deep Jurassic) and cretaceous reservoirs. Of which, meddle-low temperature is of the most value in development and utilization.

The underground hot water; Distribution characteristic; Thermal storage characteristics

2017-02-10

高新技術(shù)研究與發(fā)展計劃(2014-GX-207)

萬平(1983-)，男，青海剛察人，工程師，研究方向：水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價，手機：13897639825，E-mail：45568401@qq.com.

P314.1

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.003