菏澤地熱資源評價

澤國赤田西側開始審查錯誤，東至曹縣錯誤，北自涼山錯誤，南至省界，總面積4222公里。該地熱田內蘊藏著豐富的地熱資源,地質構造條件、熱儲地質條件都比較有利,是開發(fā)地熱資源的有利地段。加強對該地區(qū)地熱資源的勘查與開發(fā),對促進該地區(qū)經濟的發(fā)展具有深遠意義。1地下水位分布從近幾年的勘查研究成果和已有的鉆探資料來看,菏澤凸起區(qū)地下熱水2000m以淺具有多層。根據其地層埋藏特征和地溫梯度的不同,在平面上分為2個區(qū),即東區(qū)和西區(qū)。1.1新舊系數熱儲造林東區(qū)位于菏澤凸起東側,東邊界為曹縣斷裂。該區(qū)平均地溫梯度為3.3℃/100m左右,新近系熱儲頂板埋深600~900m,熱儲溫度45℃左右,奧陶系熱儲頂板埋深700~1100m,熱儲溫度50℃。1.2土壤溫度場預測西區(qū)位于菏澤凸起西部,其東邊界為聊考斷裂,區(qū)內的奧陶系基巖凸起上,自上而下依次覆蓋著石炭-二疊系、新近系及第四系。該區(qū)平均地溫梯度為2.60~3.15℃/100m,新近系明化鎮(zhèn)熱儲頂板埋深700~1000m,預測1000m水溫為50~55℃,奧陶系馬家溝組熱儲頂板埋深1000~1500m,溫度為54.0~69℃。該段有鄄城、南華和莊寨地熱井,目前鄄城、南華地熱井已開發(fā),主要為餐飲、洗浴,該井每天利潤可達萬元以上1。2區(qū)域地質背景2.1巖石石炭-二疊紀第四系在全區(qū)皆有分布,一般在400m左右;新近系由明化鎮(zhèn)組和館陶組組成,明化鎮(zhèn)組為泥巖、粉砂質泥巖與細砂巖互層;館陶組為泥巖與粉砂巖互層;侏羅系為砂巖或礫巖;石炭-二疊系主要由山西組、太原組和本溪組組成,為砂巖、泥巖、頁巖、粉砂巖夾砂巖;奧陶系巖性為一套純灰?guī)r和泥質灰?guī)r、白云質灰?guī)r互層的組合。2.2區(qū)域地質結構(1)南大別斷裂帶nw是魯西隆起和東明-臨清拗陷的分界斷裂,走向NE23°,傾向NW,傾角40°~70°,全長大約270km,該斷裂帶對東明凹陷、魯西南臺陷區(qū)的沉積和構造格局具有明顯的控制作用。斷裂東側上升,西側下降,落差達3000m左右。(2)曹縣的斷裂帶曹縣斷裂走向近SN向,成武到曹縣走向轉為NE向,傾向E—SE,傾角70°,呈上陡下緩的鏟狀。曹縣斷裂切穿了一系列近EW向的斷裂。2.3局部擾動結構(1)博斯城的失敗鄆城斷裂是近EW走向的斷裂,西交于聊考斷裂,向東延至泗水、泉林,傾向N,傾角60°。(2)陰道撕裂菏澤斷裂是橫亙菏澤凸起的EW向的斷裂,西端交于聊考斷裂,東至章逢集,斷裂向S傾,傾角70°左右,為張性正斷層性質。(3)集切錯與切錯鳧山斷裂西起聊考斷裂,向東經定陶南、冉堌集與曹縣斷裂相交并被切錯。走向83°,傾向S,傾角70°,長約180km,落差2000m,控制侏羅系,具壓性特征。(4)吳子成武-東明斷裂走向NW312°,傾向NE,傾角82°。3熱儲層與層間熱儲層該地熱田有2個較好的可開發(fā)利用的熱儲層,即新近系熱儲和奧陶系熱儲。地熱類型為低溫型層狀熱儲,分布面積廣,巖性厚度比較穩(wěn)定。其熱儲概念模型(圖2)如下:3.1物理-化學壓縮熱地熱田的熱源主要來自地殼深部的熱流傳導,其次是巖漿熱液活動及放射性元素蛻變。另外,區(qū)內中新生代膠結程度差的巖石,在壓實、石化過程中會產生一定的物理-化學壓縮熱,也為地熱田提供了部分熱源。地下熱水的主要補給來源為大氣降水的垂直入滲經深部循環(huán)補給,其次是側向徑流補給和沉積地層沉積時保留下來的封存水和沉積水。3.2鄰近系上部明化鎮(zhèn)組在地熱田東部,第四系厚150~200m,巖性為黏土,粉質黏土,細砂互層,為新近系熱儲的良好蓋層。新近系上部明化鎮(zhèn)組厚約750~850m,巖性以砂質黏土為主,夾中細砂巖,呈半固結狀。這套地層是天然熱儲良好的保溫蓋層,即新近系下部熱儲的保溫蓋層。在地熱田西部,除具有第四系和新近系蓋層外,還具有侏羅系、二疊系、石炭系地層的覆蓋,是深部寒武-奧陶系巖溶裂隙地熱儲層的另一部分保溫蓋層。3.3孔隙-裂隙型抗儲地基該地熱田內熱儲層有2類:一是新近系下部熱儲層,西部比較發(fā)育。該層砂巖、砂礫巖膠結疏松,孔、裂隙發(fā)育,具有良好的儲熱空間,構成孔隙-裂隙型層狀地熱儲;二是奧陶系馬家溝組熱儲,巖性為中厚層灰?guī)r,巖溶裂隙發(fā)育,具有儲熱空間,構成巖溶裂隙型熱儲層。3.4斷裂與斷裂斷裂地熱田內隱伏斷裂構造十分發(fā)育,聊考斷裂和曹縣斷裂為近期仍在活動的深大斷裂,這些斷裂不僅溝通了深部熱源的上涌,而且也是地下水深循環(huán)的主要通道。4地熱田的地質特征4.1地熱田的地球物理特征(1)地層溫度和地溫梯度第四系地層溫度15.1~36.5℃,地溫梯度為2.50~4.73℃/100m,新近系地層溫度36.5~57.4℃,地溫梯度2.66~3.45℃/100m,石炭系地層溫度48.0~58.6℃,地溫梯度0.78~2.43℃/100m。平均地溫梯度為2.60~3.15℃/100m。奧陶系石灰?guī)r熱儲溫度54.0~69.1℃,呈負梯度(見圖3)。(2)近ew向重力異常該區(qū)重力異常表現為NNE向為主,且重力異常值由東向西減小,在聊考帶南段,異常線相對密集,而北段這種相對密集現象消失,受到近EW向重力異常的疊加,在聊考帶東側存在菏澤、單縣重力異常。當延拓高度為30km時,該區(qū)深部重力異常表現為SN走向,重力值由東向西減少。(3)異常值與異常線的關系該區(qū)航空磁力異常以聊考斷裂為界,斷裂西側以負異常為主,等值線比較稀,表現為大面積的異常體,且異常值不高,最高只有+250nT。而在斷裂的東側以正異常為主,異常值比較高,最高可達+500nT,等值線比較密集,出現許多小的異常圈。(4)電阻率的確定第四系視電阻率在15~40Ω·m之間,明化鎮(zhèn)組視電阻率在5~1Ω·m之間;館陶組為阻含水層,視電阻率在8Ω·m左右,侏羅系、上古生界的視電阻率值大于館陶組,大于10Ω·m,奧陶系灰?guī)r呈相對高阻。4.2地熱水氟、硅水(1)地熱水化學成分特征。該區(qū)地熱水中主要陽離子為Na+和Ca+,陰離子主要為SO2?442-和Cl-。水化學類型為SO4-Na·Ca或SO4·Cl-Ca·Na,礦化度為3606.71~4111.0mg/L,總硬度為1504.45~1848.0mg/L;pH為6.92~7.4(表2)。該區(qū)地熱水中氟、偏硅酸達到礦水命名濃度,為氟水、硅水;鍶已接近鍶水;偏硼酸已接近礦水濃度,地熱水還含有F-,H2SiO3,HBO2,Li等多種對人體有益的礦物元素,具有較高的醫(yī)療價值。該區(qū)地下熱水對金屬具腐蝕性,除硫酸根對混凝土有強腐蝕性外,其他項目對混凝土無腐蝕性。碳酸鈣不結垢,能生成硫酸鈣垢,可能生成硅酸鹽垢。(2)地熱水年齡及成因。法國J.ch豐特估算認為:“0~5TU(氚單位)說明40年前的古水成分占優(yōu)勢,5~40TU表示新近的入滲水和古水之間有混合作用,>40TU表示新近入滲水占優(yōu)勢”。該區(qū)南華地熱水氚含量<0.50TU,反映地下熱水循環(huán)時間在50年以上。該區(qū)南華、莊寨地熱水中δD含量分別為-57.0×10-3和-69.0×10-3,δO18含量分別為-9.2×10-3和-9.6×10-3,經研究對比,δD和δO18的值在克雷格標準降水直線附近,說明地下熱水由大氣降水補給形成,屬大氣成因。5商業(yè)資源利用情況采用熱儲法對區(qū)內2000m以淺的地熱資源量進行了估算。新近系熱儲地熱資源量5.4463×1019J,折合標準煤1.8575×109t;奧陶系熱儲地熱資源量7.4796×1019J,折合標準煤2.5510×109t,地熱田地熱資源總量1.29259×1020J,折合標準煤4.4085×109t;新近系熱儲可利用地熱資源量1.3616×1019J,折合標準煤4.6438×108t;奧陶系熱儲可利用地熱資源量1.1295×1019J,折合標準煤3.8265×108t。總可利用地熱資源量2.4835×1019J,折合標準煤8.4703×108t。新近系允許可采地熱水資源量為3.05×108m3/a,奧陶系允許可采地熱水資源量為2.05×108m3/a。6氟、偏硅酸標準(1)熱儲層分2大類呈雙層結構,上部