甘肅省敦煌市地熱資源勘查利用可行性分析

摘 ?要：敦煌市地熱資源賦存于敦煌盆地五墩深凹內，鉆探揭露的熱儲層段為新近系熱儲。受地溫加熱與深部熱水、巖石釋放的熱能加熱，從而形成地熱資源。本文通過分析區域地質特征、水文補逕排條件和地熱田條件，提出了勘查開發敦煌市地熱水的可行性建議。

關鍵詞：敦煌市;地熱水;成熱條件;勘查開發;可行性

1、引言

敦煌市是一座古老的歷史文化名城，是飛天藝術的故鄉、佛教藝術的殿堂，有“戈壁綠洲”、“西部明珠”之稱，是古絲綢之路上的黃金旅游勝地，被譽為“世界的敦煌”、“人類的敦煌”。敦煌市先后被命名為中國優秀旅游城市、“國際世界的中國品牌城市”、“中國自駕車旅游十大目的地”等等，隨著有序規劃和科學勘查開發地熱水資源，必將吸引更多的國內外旅游觀光者，對促進旅游產業發展、繁榮地方經濟、脫貧攻堅、同步小康，將起到積極的作用。

2、地質特征

2.1地層及構造

敦煌市地層屬塔里木地層區塔南地層分區，區內地層由新至老，主要有第四系（Q）、新近系（N）、中生界侏羅系（J）、太古宇-古元古界敦煌巖群（ArPtD）。普查區在構造位置中位于塔里木地臺東緣狹長體中，挾持于天山-興蒙褶皺系和祁連褶皺系之間，塔里木地臺最東緣的中新生代臺緣盆地。主體構造均呈東西向及北東東向。敦煌盆地是中新生代強烈下陷的構造盆地，盆地軸向北東，具壓性邊緣，為壓陷盆地。自西向東劃分為西戈壁淺陷、五墩深凹、疙瘩井過渡帶、鳴沙山凸起四個次級構造單元。具有良好的成礦成熱條件。

2.2水文地質條件

（1）地下水的賦存條件與分布規律

普查區地下水的賦存與分布，嚴格受地質、構造、水文及氣象條件的控制。構造和地層巖性是地下水賦存的空間條件，而氣象和水文則是地下水的形成主要因素，二者相輔相成，缺一不可，在不同的構造部位和不同的地層空間形成不同類型的地下水，其地下水的賦存和分布規律也各不相同。

第四系松散巖類孔隙水：普查區內廣泛分布，含水層巖性主要為更新統、全新統沖積中細砂、粉細砂、含礫中粗砂，具多層結構，分布比較穩定，單層單井涌水量100-3000m3/d，水質總體較好，水化學類型以Cl·SO4-Na型水為主。

碎屑巖類裂隙孔隙層間水：主要含水層巖性為新近系、侏羅系泥質砂巖、泥質砂礫巖、砂巖等碎屑巖，其中新近系含水層單井涌水量100-1000m3/d，水質較差，礦化度1.0-2.0g/L，水化學類型為SO4·Cl-Na·Ca型水。據本次揭露侏羅系含水層單井涌水量不足100m3/d，水質極差，礦化度在10g/L左右。

基巖裂隙水：賦存于盆地基底風化殼和裂隙中，含水層巖性為片麻巖、斜長角閃巖、透輝石巖、石英片巖、大理巖和黑云母石英片巖及花崗巖、花崗閃長巖。本次鉆探未揭露到，最大涌水量<100m3/d，水質較差，礦化度>5g/L，水化學類型為Cl·SO4-Na型水。但不排除基巖風化殼和構造發育部位賦存較大流量淡水的可能性。

（2）地下水的補給、徑流與排泄條件

第四系松散巖類孔隙水：主要來自于黨河河水、渠水、灌溉回歸水滲漏補給和降水滲入補給、側向徑流補給等，補給來源較好，水量充沛。其運動方式以水平運動為主，以地面蒸發及植物蒸騰、人工開采及向下游側向徑流排泄。

碎屑巖類裂隙孔隙層間水：主要來自于上游側向徑流補給，以及少量上層松散層孔隙水的入滲補給以及古封存水。徑流緩慢，總體流向自西南向東北徑流。以向下游側向徑流為主要的排泄方式，其次少量通過與基巖裂隙水聯通的裂隙、構造帶滲入補給基巖裂隙水進行排泄。

基巖裂隙水：普查區位于區域基巖裂隙水的徑流區，主要賦存于基底敦煌巖群風化殼及裂隙中，來源于上游基巖裂隙水順層補給、上層碎屑巖類裂隙孔隙層間水的滲入補給和南部山區基巖裂隙水通過聯通山區與盆地的導水裂隙側向補給。普查區內推測基巖裂隙水一般徑流緩慢，僅在裂隙發育密集段徑流條件較好，總體自西南向東北徑流，與區域地下水流動方向一致。在盆地前緣以頂托方式補給碎屑巖類裂隙孔隙層間水和向深部運移排泄。

3、區域地熱地質條件

3.1區域地熱異常顯示

敦煌市城區及外圍地區已打成地熱勘探井4眼，均位于敦煌盆地五墩深凹內，揭露熱儲層段均為新近系熱儲，井口水溫28.7-38℃。

3.2區域地溫場特征

依據地熱井不同孔段所測地溫及計算地溫梯度，0-30m為上部變溫帶，溫度17℃-22℃，30-75m段為恒溫帶，溫度17℃，75m以下為增溫帶，地熱井揭露段最大地溫57.6℃。其中，75-400m段地溫增幅較大，屬快速增溫段，最大地溫梯度達6.1℃/100m（伊塘湖地熱井實測值計算），400m-700m段地溫增幅變小，屬緩慢增溫帶，700m以下地溫增率逐步變大。由此可見，不同的地層導熱性能存在差異，地溫梯度呈階段性的遞增趨勢。

4、地熱田條件

4.1地熱田邊界條件

從目前敦煌市盆地地熱井揭露情況來看，地熱田均位于敦煌盆地五墩深凹內，屬新近系地層控制的低溫盆地型地熱田，四邊以斷裂圍限。南部三危山山前深大斷裂為補給邊界，北以區域玉門關-苦水井斷裂為阻水邊界，西以西戈壁淺陷以F5斷層為排泄邊界，東以疙瘩井F8斷層為補給邊界。按區域地熱模型和地下水運動規律分析，敦煌盆地五墩深凹內地熱田屬低溫地熱田。

4.2地熱流體場及動態特征

普查區內地表未見熱異常顯示，臨近機井均未見溫度異常的淺層熱水分布，結合區域內成熱規律和DR04地熱井揭露，深部仍存在地熱異常顯示，主要熱儲層為新近系，侏羅系中下統。

4.3地溫場特征

依據DR04地熱井泥漿溫度測量曲線，深度300-1600m以下泥漿進口和出口溫度基本變化幅度不大，大多保持在30℃左右，并呈增長趨勢，1600-1800m段泥漿進口溫度隨氣溫下降，但出口溫度未見明顯變化，分析認為揭露段地溫呈穩定增長，無地溫異常增高段。

據DR04地熱井測溫資料，深度291m段以淺為緩增溫帶，溫度低于19.82℃，平均地溫梯度0.80℃/100m;深度291-1500m段為快速增溫帶，溫度由19.82℃增至51.51℃，平均地溫梯度2.62℃/100m;1500-1781m段地溫增幅變大，由51.44℃增值61.98℃，地溫梯度為3.76℃/100 m。

結束語：

地熱資源的開發利用正在受到廣泛的關注并成為熱點，嚴峻的環境污染現實需求、國家和各級地方政府的重視、相關核心技術的進步和突破等，可以預示，地熱清潔能源勘查開發將迎來黃金發展期，也將成為新時代地質工作轉型發展的重要機遇。

近年來，隨著敦煌市政策的大力支持，及旅游業對地熱的需求，為敦煌地熱開發創造有利條件。敦煌市城區主要熱儲層均為新近系砂巖、砂礫巖以及侏羅系粉細砂巖、粉砂巖，這為本次地熱普查工作提供了充分的依據。上述地熱勘探井均證明了敦煌市城區及外圍地區深部有良好的熱儲及地熱顯示，為下一步的開發利用提供了可行性資料。

參考文獻

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