河北省魏縣礦產(chǎn)資源儲量估算

張晨璐

（河北省煤田地質(zhì)局水文地質(zhì)隊，河北 邯鄲 056200）

本次工作區(qū)內(nèi)包含有多個四級構(gòu)造單元，其中湯陰斷凹、邱縣斷凹及元村集斷凹在臨漳～魏縣大斷裂和臨漳斷裂和滄東斷裂的控制下，沉積有巨厚的新生界（1000m～4200m）。對工作區(qū)內(nèi)深部能源儲量的推導采用的評價點原則為：①數(shù)據(jù)充分準確可靠；②評價點需在工作區(qū)內(nèi)均勻分布；③長城系及太古界地層采用傳導模型計算，其他地層采用梯度法計算。根據(jù)區(qū)內(nèi)地層研究成果，臨漳斷凸區(qū)內(nèi)新生界及下古生界以下賦存有長城系及太古界地層，該套地層致密、富水性差，是能源儲藏的理想目標層位。因此，對該套地層采取傳導空間模型，它是針對不含水的放射性花崗巖體建立的，其公式如下：

其中，T（Z）：深度z處的溫度（℃）；T0：z-1處深度；q：對應基巖層流動監(jiān)測值（mw/m2）；A：生熱率；（μw/m3）；k：礦石導熱率；W/（m·℃）；z：深度（km）。

由本區(qū)收集到的資料分析出本區(qū)斷凸區(qū)與斷凹區(qū)地層賦存狀況有所差異，斷凸區(qū)內(nèi)5km以淺地層主要為新生界、下古生界、下元古界及太古界；斷凹區(qū)內(nèi)5km以淺地層主要為新生界、中生界及上古生界。

1 新生界巖系地層

上古生代和中生代碎屑巖系地層。工作區(qū)內(nèi)上古生界及中生界碎屑巖系在凹陷區(qū)塊分布，由于工作區(qū)內(nèi)無鉆孔揭露該套地層，搜集資料中僅有石炭-二疊系地層地溫梯度，對所統(tǒng)計鉆孔中生界地溫梯度平均值為2.85℃/100m與《河北地熱》中對上古生界和中生界碎屑巖系地溫梯度描述2.5℃/100m～3.0℃/100m相符，因此對上古生界與中生界碎屑巖系采取2.85℃/100m的地溫梯度進行推算。

2 礦石放熱率

本區(qū)計算過程中對不同地層對應礦石生熱率根據(jù)搜集資料對各地層礦石生熱率研究數(shù)值表進行查詢并換算，見下表1。

表1 華北地區(qū)各時代礦層放生熱率表

3 礦石生熱率

由于本次僅對長城系及太古界地層利用溫度推導模型進行計算，該套地層致密、不含水，因此，選取對應地層風干巖樣平均值參與計算，參數(shù)選取表格見表2。

表2 華北地區(qū)基巖生熱率選取表（單位：w/m·℃）

根據(jù)工作區(qū)周圍大地熱值，繪制區(qū)域周邊大地熱值等值線，以此來選擇各評價點位大地導熱值，見圖1。

4 靶區(qū)圈定依據(jù)和方法

將本區(qū)內(nèi)5km以淺溫度大于150℃的少裂隙、不透水地層做為本次評估的靶區(qū)圈定的依據(jù)。

靶區(qū)確定的方法：①依據(jù)熱流富集特性，選取斷凸區(qū)為目標區(qū)域，以大地電磁測深確定邊界條件。由于深部礦產(chǎn)資源向斷凸區(qū)內(nèi)匯集的特性，且斷凸區(qū)內(nèi)非沉積相地層放射性衰變產(chǎn)熱能力強，因此，選擇斷凸區(qū)為目標區(qū)域，在本項目以大地電磁測深工作確定構(gòu)造邊界及區(qū)域地層深度，選取臨漳斷凸為目標區(qū)域。②綜合分析地層資料，選取目標層位。分析大地電磁測深成果及區(qū)域地層資料，根據(jù)區(qū)內(nèi)地層賦存情況，選取少裂隙、不透水地層為目的層位。依據(jù)工作區(qū)地層賦存狀況，選取太古界地層為目的層位。③以底界溫度等值線圈定資源靶區(qū)。根據(jù)工作區(qū)地溫場分析成果，對各評價點進行深部溫度推算，并以此做出工作區(qū)內(nèi)埋深5km處溫度等值線，在此基礎(chǔ)上，以150℃等值線為界，圈定大于150℃的區(qū)域為能源靶區(qū)。

圖1 工作區(qū)內(nèi)大地熱流值等值線圖

5 靶區(qū)圈定成果

根據(jù)以上分析方法，在地質(zhì)及溫度分析的基礎(chǔ)上，圈定出資源靶區(qū)。靶區(qū)位于臨漳斷凸內(nèi)的東南部，工作區(qū)的邊界以臨漳斷凸及5km 150℃等值線為界，圈出靶區(qū)面積為185.64km2。通過收集區(qū)內(nèi)及周邊的地熱井地層、地溫資料及相關(guān)礦產(chǎn)資源評價報告及實施大地電磁測深工作，對工作區(qū)淺層礦田的生熱機理、礦場特征、巖漿巖分布范圍及礦產(chǎn)資源潛力等進行了分析評價，本區(qū)礦產(chǎn)資源靶的區(qū)位于工作區(qū)的東南部。通過公式3估算出靶區(qū)的資源儲量。

6 資源量估算方法和資源量的預測

采用體積法預測資源儲量，體積法公式如下：

公式中：Q-資源量的預測量（單位：J）；V--礦石體積（單位：km3）；ρ-礦石密度（單位：kg/km3）；CR--礦石比熱容（單位：J/（kg·℃））；

對工作區(qū)內(nèi)資源儲量進行預測，工作區(qū)內(nèi)埋深5km以淺層資源量為1.27×1019J，以每噸標準礦物燃燒產(chǎn)熱2.93×1010J計，相當于4.33×108t標準能源的產(chǎn)能。

7 結(jié)論

通過對河北魏縣北皋集地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的研究和礦產(chǎn)資源的推算確定了該地區(qū)能源的存儲類型和存儲量。資源的利用相對于該區(qū)域地質(zhì)環(huán)境影響更小，長遠的效益產(chǎn)出更大，為今后本地區(qū)的礦產(chǎn)資源開發(fā)利用提供了有力的數(shù)據(jù)依據(jù)。