张店地区地热田热储特征及其与控制构造的关系研究

（山东省地矿工程勘察院 山东济南250014）

（山东省地矿工程勘察院 山东济南250014）

通过对淄博市张店区地热资源热储等特征的分析研究，建立了张店区地热田热储概念模型，并根据张店区地热田内深大断裂对地热田的影响分析，找出了地热田成因与控制构造的关系。

张店区地热田热储断裂构造

淄博市张店区地处淄博向斜盆地北部倾伏端东翼。

1 张店区地热田边界

张店地区地热田东边界为张店断裂和南定断裂，南边界为漫泗河断裂，西边界为王母山断裂影响带，西北边界为奥陶系灰岩顶板埋深2000m等值线，总面积约为172km2（见图1）。

图1 张店区地热田边界图

2 热储特征及其埋藏条件

2.1 热储

2.1.1 热储埋藏特征

张店地热田热储层有石炭纪本溪组徐家庄灰岩和奥陶纪马家沟群碳酸盐岩，其中以奥陶系灰岩为本区主要热储层。热储埋深由南向北逐渐加深。王母山断裂以东、南定断裂以西、炒米庄地堑以南、漫泗河断裂以北的断块内，热储层奥陶系灰岩顶板埋藏深度由南东向北西逐渐变深。

2.1.2 热储温度特征

地热田内热储温度在每个断块之内不尽相同。但总体呈现两个特点，一是总体来看，热储温度随热储层埋藏深度的增加而增高，二是靠近断裂带附近的地热井温度偏高，远离断裂带则温度偏低。

2.2 盖层

盖层为第四系、新近系、侏罗系、三叠系、二叠系和石炭系，盖层厚度由南部300m向北逐渐增加到2500m，主要岩性为粘土岩、砂岩、泥岩和页岩。

2.3 通道

张店地热田内沟通大地热流与地热水的主要通道为王母山断裂、炒米庄地堑和张店断裂三条大型构造。这三条大型控热构造对张店地热田地热流体的赋存、分布和运移起着显著的控制作用，其断裂影响带也是地下热水的重要赋存带。

R10、R11、R12、R13、R17五眼地热井均位于控热构造附近或影响带范围之内。

2.4 热源及水源

本区的热源主要来自大地热流，主要为断裂带和岩浆岩侵入体对地壳深部热源的热传导。主要热储层奥陶系灰岩在南部和东部一带出露，区内地下热水的补给来源主要为大气降水入渗后经深循环径流补给。

3 地温场特征

3.1 地温场的水平方向变化特征

测温区内地温梯度值变化较大，最小为1.0℃/100m，最大为5.6℃/100m，但总体为北低南高。异常区自恒温带以下，地温呈逐渐长高趋势。

3.2地温场的垂向变化特征

侏罗系顶底板温度为26.21～28.27℃，地温梯度为1.03℃/100m，二叠系顶底板温度为31.07～49.02℃，地温梯度为2.24℃/100m，石炭系顶底板温度为40.66～49.02℃，地温梯度为4.18℃/100m，奥灰顶底板温度为49.02～58.09℃，地温梯度为2.26℃/100m。

4 热储概念模型

本地热区盖层为新生界第四系和新近系、中生界侏罗系和三叠系、古生界二叠系和石炭系；热储为奥陶纪马家沟群灰岩；深部的大地热流为热源，该区发育的深大断裂是地热水与深部热源沟通的通道。其热储概念模型见图2。

图2 张店地热田热储概念模型图

5 断裂构造对地热资源的控制作用

张店地热田地热资源的分布受断裂控制作用明显，其断裂的形态、规模、产状、力学性质及组合关系对地热资源的分布起着重要的控制作用。

5.1 断裂构造对地热异常区的控制作用

南定地热区异常的主要原因为断层、裂隙发育，使深部远循环的热水，沿裂隙对流上涌而成。R15地热井S32/S34≈21.8。有机成因的硫S32/S34>22.30，岩浆岩的硫同位素基本上为22.20，沉积成因硫酸盐的硫同位素比值在20.8～22.0。因此，唐家庄热水中SO42-的来源和形成是地下水与石炭、二叠系中大量存在的黄铁矿相互作用的结果，即热水赋存在断裂裂隙系统中。

5.2 断裂构造带内地热井实例分析

R17号地热井位于王母山断层西侧，在孔深960m、997m溶洞发育。该热储层富水性较好，涌水量1800m3/d，井口温度44℃。R10号地热井位于张店断裂西侧，孔深1500.07m，涌水量2160m3/d，水温47℃。黄金国际R11、R12、R13三眼地热井位于炒米庄地堑中，涌水量为1728m3/d，井口水温平均54℃。

5.3 远离断裂构造带地热井实例分析

R9号地热井距离张店断裂为1800m，井深1960.5m，井口水温32℃，涌水量小于100m3/d。

ZR-1号地热井距离王母山断裂带1600m,井深1801.7m，涌水量158.4m3/d。

以上实例充分证明在张店地热田地热资源的形成和分布受断裂构造特别是深大断裂控制作用明显。

6 结语

张店地热田盖层为第四系、新近系、侏罗系、三叠系、二叠系和石炭系，奥陶系灰岩为本区主要热储层；热源主要来自大地热流。断裂构造带对张店地热田地热资源的赋存和分布起着关键作用。张店地热田内地热成井离不开深大断裂。

[1]谭肖波等.2015.《山东省淄博市张店区1:5万城区及周边地热地质普查报告》 [R].山东省地矿工程勘察院：40-55

[2]相其科,韩建江,李春林,张兰新.淄博张店地区地热资源形成条件研究 [J].山东国土资源,2009,25(9):35-37.

[3]李铎,武强.南定地热田成因及影响因素探讨 [J].中国矿业大学学报,2002,31(1): 53-57.

张店地区地热田热储特征及其与控制构造的关系研究

■徐士民 任秀蕾

P621[文献码]B

1000-405X（2016）-10-91-2

徐士民（1979～），男，工程师，研究方向为水文地质、工程地质、环境地质。