山东省青州市王母宫地热异常区分布规律及形成条件分析

■李俊志 杨磊 赵瑞英

（山东省煤田地质局第四勘探队山东潍坊 261206）

山东省青州市王母宫地热异常区分布规律及形成条件分析

■李俊志 杨磊 赵瑞英

（山东省煤田地质局第四勘探队山东潍坊 261206）

青州市王母宫地热异常区位于鲁西断隆之泰沂隆起的北部，属于潍西凹陷区。通过对该区地热地质调查、构造性质研究、地质井孔水温调查，初步总结地温分布规律，建立热储模型，为扩大地热资源及开发利用，提供一定的依据。

王母宫 地热异常 分布规律 热储模型

1 绪言

青州市北部王母宫县蕴藏着丰富的地热资源，研究其赋存规律，对同类地区地热资源勘查评价与开发有着积极的指导意义

2 区域地质条件

2.1 地层

王母宫县地层属鲁西地层分区潍坊—临沂地层小区，主要有寒武—奥陶系九龙群炒米店组及三山子组、奥陶系马家沟组、古近系五图群、新近系临朐群及第四系。

2.2 构造

青州王母宫县位于鲁西地块之鲁中隆起的东北部—昌乐凹陷区，北部与华北坳陷之济阳断坳的牛头潜凹相接。区内以构造断裂为主，主要有北西、北东、南北和北东东向组成，其中规模较大的断裂有：五井断裂、临朐—跋山断裂、益都断裂、朱刘店断裂等。断裂主要形成于中生代燕山期，并且经过多期活动，有的至今仍在活动。

2.3 区域地热地质条件

王母宫县位于鲁西断隆之泰沂隆起的北部，属于潍西凹陷区，北部与华北断陷之济阳坳陷的寿光凸起相接，西南部与泰沂隆起之鲁山凸起为邻。潍西凹陷东靠沂沭断裂带，该断裂带总体走向10—25°，倾向80°左右，并有四条主干断裂组成，是一条深达地幔的复杂活动断裂带。该断裂带近期活动频繁，是重要的热源通道，能将上地幔与地壳深部巨大的热能传递到地壳浅部以至地表。

3 水文地质特征

大气降水为该区地下水的主要补给来源，由于本区大部被第四系覆盖，地形起伏不大，冲沟不发育，故降水不易形成地表迳流，可以直接对第四系含水层进行补给。雨季以地表或地下迳流的形式排泄到弥河、猪龙水、尧河及其支流中，最终流出区外；人为开采地下水也是主要的排泄方式。

根据本区所出露的地层岩性，地下水的埋藏赋存条件可将含水层划分为松散岩类孔隙含水岩组、喷出岩类孔洞裂隙含水岩组、碳酸盐岩类裂隙岩溶水含水岩组三种。地下水化学类型为HCO3-Na? Ca型水或HCO3.SO4—Na?Mg型水，矿化度0.35～0.6g/L。

4 王母宫地热异常区评述

4.1 地温分布规律

通过对王母宫县内的机民井测温调查，测温孔60个，测温截止深度一般在40～100m之间，最深为200m。区内40m深度地温一般在14～14.5℃之间，大于15℃的地段较少，呈点状或线状分布，主要位于李集一带、堂子—王明村一线、张裴一带，西张村—寺古村一线。李集村内温度最高为15.9℃，

4.2 恒温层深度的确定

根据我国华北地区地热研究资料，恒温层深度为20m。根据测温资料分析，并结合前人工作的成果资料，将20m作为王母宫县恒温层深度，并参与地温梯度及热储温度的计算：青州市王母宫地区附近，其地温梯度在3.65℃/100m左右。

4.3 地温异常评述

该地热异常区地温梯度大于2℃/100m的区域面积约0.22Km2,地温梯度大于3℃/100m的面积约0.02Km2，主要集中在南四村附近。该地热异常区第四系厚度60～120m，水位埋深27.5～35.0m，第四系之下为新近系、古近系，主要岩性为玄武岩、泥岩、页岩等，根据收集到的钻探的钻孔资料以及附近开展地热勘查等相关资料，该区恒温层在20m左右，温度14.5℃，地温梯度值为3.29℃/100m。该区热储层主要为古近系沙河街组四段，其顶板埋深在1700m左右，底板埋深1950m左右，热储层厚度近250m，估算在1900m深处的温度为64.50℃。该地热异常区属孔隙-裂隙型的热储层。地热资源类型为中低温地热资源温热水热传导型。

5 地热形成条件分析

由于王母宫县主要位于潍西凹陷区内，新生代的第三纪以来，主要表现为不断的下降运动，沉积了巨厚的古近系，其主要岩性有粘土岩、页岩、砂岩等；新近系时，火山活动剧烈，形成了区内厚度较大的玄武岩建造。这些地层厚度大，热导率低，保温性能好，成为良好的盖层，对区内地下热源起到了较好的保护作用。

5.1 该区地热地质条件分析

该区地热地质条件分析：该区第三系之下为古生代寒武—奥陶系灰岩地层，厚度大于1000m，其裂隙、岩溶均较为发育，成为地下热水较好的迳流通道和储存空间，形成区内热储层。盖层在青州市西南部也就是青州南部低山丘陵区大面积出露，接受大气降水入渗补给而形成裂隙岩溶水，由南向北迳流，并通过深大断裂向深部迳流，成为地下热水源源不断的载体。该区内自中生代以来，受燕山期地壳运动的影响，形成了大规模的深大断裂，使上地慢物质上涌或沿深大断裂侵入到地壳浅部，从而形成了区域温度或热流值普遍升高的背景。青州市西南部区内构造断裂构造发育，断裂规模较大，切割较深，对大地构造单元的划分和地层的形成具有控制作用。该断裂从印支期至今仍在不断的活动，并伴随有很强烈的岩浆活动和火山活动。该断裂的存在为地下水的深部循环和地壳深部热源向地壳浅部传输提供了良好的通道。奥陶系灰岩在不同时期多次构造应力的作用下，裂隙岩溶及破碎带发育，具有较好的导水和储热性能，为本区的热储层。上覆第三系和第四系粘土岩、页岩、砂岩等具有较好的隔热隔水性能，且厚度较大，构成了热储的盖层。由此构成了王母宫县内热源、载体（地下水）、热储、盖层四大热储基本要素。

5.2 热储概念模型的建立

王母宫县位于潍西凹陷内，南部以朱刘店断裂与庐山凸起分界，该断裂呈东西走向，南盘上升，北盘下降，形成了该断裂以南寒武—奥陶系灰岩和第三系玄武岩出露地表，而该断裂以北寒武—奥陶系灰岩则深埋地下，其上部堆积了巨厚的第三系和第四系。本区热储地下水的补给来源主要是大气降水入渗补给，南部寒武—奥陶系灰岩接受降水入渗补给后，地下水由南向北迳流，一部分自较浅部位补给奥陶系灰岩含水层，形成常温裂隙岩溶水；另一部分沿断裂构造带或裂隙带下渗至地壳深部，经深部循环加热，在隐伏区由于静水压力和地下水受热后比重的减小上浮力的作用下，沿裂隙破碎带上升至地壳浅部，形成地热异常区。

[1]《山东省地热储分区及勘查开发前景研究》，山东省地矿工程勘察院.

[2]《地热资源地质勘查规范》 （GB11615-89）.

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-5-156-1

李俊志（1987～），男，本科，研究方向为地质勘查及煤田地质、水文地质。