阳信县城区馆陶组地热资源赋存特征研究

(山东省鲁北地质工程勘察院 山东德州253000)

(山东省鲁北地质工程勘察院 山东德州253000)

阳信县城区大地构造上属华北板块（Ⅰ级）、华北坳陷区Ⅰ（Ⅱ级）、济阳坳陷Ⅰa（Ⅲ级）惠民潜断陷Ⅰa4（Ⅳ级）、惠民潜凹陷Ⅰa42（Ⅴ级）。根据已有地质资料对阳信县城区馆陶组热储的地质背景进行分析和综合研究，阳信县城区馆陶组热储地热资源属温热水型低温地热资源。

阳信县城区馆陶组地热资源

0 引言

地热资源是集热与水为一体温度适宜且富含对人体有益的矿物质，在洗浴、采暖、医疗、养殖业、工业等领域有着广阔的应用，是继风能和太阳能之后的一种绿色能源。馆陶组热储在阳信县城区广泛分布，埋深适当，水量较大、水温较高，对环境保护、经济的可持续发展及改善人民生活质量具有重要意义。

1 地质背景

1.1 地质构造

山东省阳信县城区在大地构造上属华北板块（Ⅰ级）、华北坳陷区Ⅰ（Ⅱ级）、济阳坳陷Ⅰa（Ⅲ级）惠民潜断陷Ⅰa4（Ⅳ级）、惠民潜凹陷Ⅰa42（Ⅴ级）。区内主要发育NEE、NE向断裂，隐伏于新近系地层之下。对本区有影响的较大断裂主要为陵县—渤海断裂，该断裂为倾向SW走向NE的正断层。

1.2 地层

浅表地层为第四纪时期沉积，厚度200～300m；第三系地层厚度大于3000m，为陆相沉积岩，根据区域地层分布规律，由老至新为：古近纪沙河街组、古近纪东营组、新近纪馆陶组、新近纪明化镇组、第四纪平原组。

2 地热地质特征

2.1 地热资源类型及盖层

区内地下热水赋存于新近系碎屑沉积岩中，属层状孔隙—裂隙型热储，地表无热流显示，地热资源类型属热传导型。本区可将第四纪平原组、新近纪明化镇组视为热储层的相对保温盖层，厚约930～1096m，岩性由粘性土、砂性土夹松散砂层以及泥质砂岩、砂质泥岩和砂岩组成，其密度小，导热性能差，热阻大，是天然的良好热储保温层。

2.2 热储岩性与埋藏分布特征

区内馆陶组热储岩性以细砂岩、粉砂岩为主，呈钙质、泥质胶结，矿物成份以石英为主，长石次之，分选性较好，呈次圆状，结构较致密。馆陶组热储在全区均有分布，厚度稳定。顶板埋深930～1096m，底板埋深1202～1230m，热储单层厚度2～28m，累计厚度120～180m，其分布规律与地层分布规律基本一致，由西南向东北逐渐变薄。

2.3 热储水文地质特征

区内馆陶组含水砂岩在空间上分布较为连续。孔隙度大，一般为20～30%，具有良好的储水空间。单位涌水量2.29～3.50m3/h·m，地热水化学类型为Cl—Na型，矿化度9g/L左右，井口水温50℃左右，为温热水型低温地热资源。

2.4 热源

本区的热源主要来自地壳深部的正常传导热流，由于上覆巨厚的松散沉积物盖层的阻热保温作用将这些热能在热储层的孔隙、裂隙中储存下来，地下水具有较高的热容量，是良好的载热体，借助地下水运动和热对流传导方式，热量便在地下储集层得以迅速传递。

2.5 热储模型

本区属层控型低温地热田，该地热田范围广大，将馆陶组热储层视为独立的、均质、各向同性、水平展布的无限边界含水层组。将馆陶组上覆的第四纪平原组、新近纪明化镇组作为热储盖层。来自地球深部的正常大地传导型热流为主要热源。补给源主要为沉积物形成时保存下来的沉积水和封存水。

2.6 地热水动态特征

区内馆陶组地热水位总体呈下降趋势，根据阳热1井水位监测资料，自2011年9月至2014年10月，水位标高供暖时在-30.0～-34.8m，受抽水量影响变化幅度较大。停止供暖后（3月15日）水位逐渐恢复（图1）。总体来看阳热1井水位呈逐年下降趋势，由于开采量较小，在非采暖期不抽水时静水位标高由2011年4m下降至3.4m，水位下降幅度0.30m/a；在采暖期动水位标高由最初的-30m下降至-34.5m，动水位下降幅度2.25m/a。

图1 阳热1井水位动态变化曲线

3 地热流体化学特征

3.1 化学特征

根据阳热1井水质分析资料，本区馆陶组地热水清澈，口感咸，无异味，水温48℃。地热水抽至井口时呈白色，并混有大量小水泡，经短时间放置后变成无色透明。由于铁离子含量较高，再过一段时间后变成微黄色。地热水溶解性总固体8467.50～9422.94mg/L，总硬度1045.26～1051.75mg/L，pH值7.40～7.53，水中阴离子以Cl-为主，含量3869.42～4033.37mg/L，其次为SO42-，含量1293.98～1636.60mg/L；阳离子以Na+为主，含量2703.00～3156.25mg/L。按舒氏分类法，本区地热水的水化学类型为Cl—Na型。

3.2 地热流体的年龄及成因

经计算区内馆陶组热储地热流体 γCl/γBr=1995.91～2182.86、γNa/γCl=1.08～1.21，这些系数均大于海水比例系数(γCl/γBr=300、γNa/γCl=0.85)，说明本区的地热水具有大陆溶滤水的特征。

根据区域已有14C测试分析资料，工作区馆陶组地热水绝对年龄为15.48±0.40万年，大约是在晚更新世末期形成的。说明地热水的迳流速度缓慢，补给条件差，资源再生能力弱，为消耗型水源。

3.3 地热流体质量评价

经采用拉申指数法与腐蚀系数法对区内馆陶组地热水进行评价分析，阳信县城区馆陶组地热水无碳酸钙水垢，属锅垢很多地热水；对金属有强腐蚀性；地热水中含有对人体健康有益的微量元素，其中偏硅酸达到矿水浓度，锶达到命名浓度，属锶理疗热矿水。

4 结论

（1）山东省阳信县城区大地构造上属华北板块（Ⅰ级）、华北坳陷区Ⅰ（Ⅱ级）、济阳坳陷Ⅰa（Ⅲ级）惠民潜断陷Ⅰa4（Ⅳ级）、惠民潜凹陷Ⅰa42（Ⅴ级）。（2）本区馆陶组热储属层控型低温热储，井口水温50℃左右，属于低温地热资源。（3）区内馆陶组地热水属大气成因，具有大陆溶滤水的特征。（4）区内地热资源丰富，地下热水矿化度在9g/l左右，水化学类型为Cl—Na型。

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阳信县城区馆陶组地热资源赋存特征研究

■杨建华 黄迅

P314[文献码]B

1000-405X（2016）-10-62-1