北京市小汤山地区地温场特征及地下热水成因模式分析
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遵化市汤泉地热资源综合评价李学云;刘百红;陈浩辉;王林海【摘要】为了查明汤泉地区地热资源的分布范围,确定汤泉地区地热田的地热地质条件、热储层分布特征及导热和控热构造,开展了地面地质调查、高精度磁测、高精度重力勘探、井中温度测量、抽水试验、水质分析与同位素分析等工作,最终基本查明了汤泉地区地层岩性、地质构造、地下热流体的动力场、温度场和流体化学场特征,进而明确了该地区地热资源的分布范围.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2014(011)006【总页数】8页(P893-900)【关键词】汤泉;地热;地质调查;地球物理;地球化学【作者】李学云;刘百红;陈浩辉;王林海【作者单位】天津市地质调查研究院,天津300191;中国石化石油物探技术研究院,江苏南京211103;天津市地质调查研究院,天津300191;天津市地质调查研究院,天津300191【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言遵化市汤泉乡位于河北省东北部燕山南麓古长城脚下,因泉水沸腾如汤,故称汤泉。
尽管截止2011年底已有10余口地热井被开发利用,并且近年来,对于该区地热资源的评价也开展了一些[1~3]。
例如在水源、热源、热储、控水、导水构造、地温场等方面都有一些论述,但并不是很系统,缺乏这些因素之间的相互关联和印证。
为了合理开发和利用汤泉地热资源,本文在收集和研究该区地质、物性、重磁等资料的基础上,系统地开展了地面地质调查、高精度磁测、高精度重力勘探、井中温度测量、抽水试验、水质分析与同位素分析等工作,不仅查明了汤泉热田的水源、热源、热储、控水、导水构造、地温场等特征,而且这些特征的相关证据之间可以互相印证。
2 技术方案与思路采用的方法技术有:①区域地质构造、水文地质、地温场等地热地质条件研究;②岩性、地层、密度等特征分析,并在此基础上进行重磁数据采集与处理解释,进而开展工区地质构造、地温场、热储层的研究[4~16]。
3 地层与物性分析3.1 地层条件分析为了进一步掌握工区物性参数的变化规律,更好地为物探资料提供较可靠的解释依据,进行了物性标本的采集和测定工作。
摘要:车村-下汤断裂带是鲁山县百里温泉形成的主要控热构造。
从地热形成特点出发:车村-下汤断裂带应由北部的车村-下汤断层、南部的二郎庙-汤温庙断层及其以东的糜棱岩带和两大断层之间的强破碎带组成,它是一条长期活动的深大断裂带,新构造期仍有活动。
文章认为,百里温泉高氟、高偏硅酸主要来源于岩浆中的氟与硅,百里温泉的出露主要受断层交汇破碎带和水压力控制。
关键词:百里温泉车村-下汤断裂带热源热储地热流体鲁山1概况河南省鲁山县百里温泉位于鲁山县城西约10km 以西的外方山和伏牛山之间的沙河河谷两侧,其在约30km 距离内等间距的出露于上汤、中汤与温汤庙、下汤和碱场(图1)等地。
除温汤庙温泉以单一泉出露外,其余均呈泉群出露,共计有19个泉眼。
实测其总自流量为180.62m 3/h,泉水温度26~62℃,水化学类型为HCO 3·SO 4-Na 型,PH 值7.8~9.04,矿化度0.36~0.57g/L,氟含量15~24.85mg/L,偏硅酸含量为52~97.5mg/L,属氟、偏硅酸医疗热矿水。
因此,研究鲁山县百里温泉地热资源的成因具有一定的理论和实践意义。
Pt 2xn中汤车村-下汤断裂温汤庙Pt 2ry Pt 2ry QE 昭平台水库Pt 2xnPt 2xn 碱场γ5γ2下汤γ5γ5γ2二郎庙-温汤调、水磨主-栗村断裂赵村上汤二郎庙Pt 2ry Q Pt 2xn z γ5∈第四系上元古界汝阳群相对阻水边界深断裂一般断裂地热流体流向上元古界熊耳群寒武系震旦系燕山期花岗岩温泉地层界线晋宁期花岗岩上元古界洛峪群γ2Pt 3ly 图1河南省鲁山县五大温泉出露条件示意图2关于车村-下汤断裂认识问题鲁山县百里温泉出露于车村-下汤断裂带内部,地热资源形成与温泉出露严格受车村-下汤断裂带控制,两者之间具有密切的联系,这是地热地质工作者的共同认识。
虽然对车村-下汤断裂有较多的研究,但也存在不同认识,断裂带边界确定和新构造活动研究不足。
南阳盆地地温梯度与大地热流值特征张富有【摘要】地温梯度和大地热流值特征是研究盆地地热地质特征的重要参数.本文通过对南阳盆地6眼浅层测温井及8眼地热井进行实地温度测量,分析研究了南阳盆地浅层地温场特征和地温梯度.分析结果表明南阳盆地浅层地温梯度为3.4℃/100m,恒温带深度为30m,恒温带温度为16.6℃,地热井地温梯度平均值为2.4℃/100m.同时对地热井岩石热导率进行了测试,测试结果表明南阳盆地岩石导热率值平均值2.623W/mK,从而计算出地热田平均大地热流值为63.0mW/m2(1.51 HFU),略高于地球表面平均热流量(1.2 ~1.4 HFU).在可及深度内(以3000 m深度为准),不具有高温地热资源形成的条件,属低温(25℃~90℃)地热资源.【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】3页(P1-2,122)【关键词】地温梯度;大地热流;恒温带;热导率;南阳盆地【作者】张富有【作者单位】河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院,河南郑州450006【正文语种】中文【中图分类】P641.5南阳盆地位于秦岭纬向构造带与华夏类型构造反接复合部位,是燕山构造运动晚期形成的以古近系为主的中、新生代陆相断陷盆地。
南阳盆地三面环山,向南开口,面积约1.7×104 km2[1]。
盆地的基底岩石为太古代太华杂岩,沉积盖层主要有中—晚元古代官道口群、栾川群、汝阳群和洛峪群。
盆地沉积层在中部较厚,最厚超过6 000 m,向盆地边缘渐薄。
南阳盆地内呈两隆(师岗、新野凸起、唐河低凸起)、三凹(南阳、泌阳、襄枣断陷)基本构造格架[2]。
南阳盆地地热资源丰富,有着良好的开发前景,但目前对该区地热地质研究程度较低,对地热地质特征,尤其是相关地热地质参数尚无精确测试,地热资源计算基本是以参考经验值作为参考依据。
本文依托河南省地质勘查基金项目,对南阳盆地恒温带深度、恒温带温度、地温梯度、热储温度、岩石热导率、大地热流量等参数进行了详细测试和计算,试图对南阳盆地地热资源的开发利用和相关研究提供可靠依据。
四川地热资源类型、分布及成因模式罗敏;任蕊;袁伟【摘要】从区域地质构造及地热地质背景出发,将四川省的地热资源归属为隆起山地型和沉积盆地型.对这两大类型地热资源的地质构造条件、分布、产出特征进行分析,总结出四川地热资源分布和产出主要受构造和地形地貌控制的规律.通过两大类型地热资源典型区进行成因模式分析,为地热资源合理开发利用提供依据.【期刊名称】《四川地质学报》【年(卷),期】2016(036)001【总页数】5页(P47-50,59)【关键词】地热;类型;成因模式;四川【作者】罗敏;任蕊;袁伟【作者单位】四川省地质工程勘察院,成都610072;四川省地质工程勘察院,成都610072;四川省地质工程勘察院,成都610072【正文语种】中文【中图分类】P618我国西南部位于欧亚板块内部及印度板块与欧亚板块的碰撞边界,在强烈的构造运动作用下,呈现高热流异常[1]。
四川处于这样的地质构造和热背景区域,全省有三大构造体系:西部青藏川滇歹字型构造头部至中部的转折部位;北部一系列叠置的弧形构造;东部新华夏和华夏系。
其间的界线为北东向龙门山断裂带、北西向鲜水河断裂带和南北向安宁河断裂带,它们在泸定以南交汇成“Y”字型(图1)。
印支运动、燕山运动使区内褶皱、断裂发育,并伴有大规模中酸性岩浆侵入,尤其是四川西部,出现若干南北向岩浆岩带,反映了南北向断裂处于引张状态,这是四川热水形成与分布的主要构造线方向[2],具有产生强烈水热活动和孕育高温水热系统必要的地质构造条件和热背景。
地热资源类型按热储介质、构造成因、水热传输方式可划分成不同的类型。
王贵玲研究员在综合分析已有地热资源分类的基础上,将我国地热资源分为沉积盆地地热资源、隆起山地地热资源、浅层地温能和干热岩四大类型[3]。
根据四川所处的地质构造和地热地质背景分析,地热水主要由大气降水通过岩石的断裂裂隙系统循环至地下深处,受不同类型热源加热后,在静水压力和热动力驱动下,回升至地表形成温、热泉或埋藏在一定深度形成热水层的水热系统[4]。
地热勘查主要技术方法及要求本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March地热勘查主要技术方法及要求第一节区域地质资料的搜集和分析地热资源的埋藏分布大多与区域构造断裂,基底埋藏分布,深部地层岩性等密切相关,广泛搜集区域地质构造资料及已有石油,煤炭的勘查资料,是开展地热勘查的必备工作,进而确定地热勘查区所处地质构造部位,基底埋藏特征、地层岩性特征、地热水储存和运移特征等,为地热勘查提供基础地质条件。
收集的资料主要包括以下几方面1、1:20万—1:5万区域地质测量成果。
2、1:20万—1:5万重力、航磁、电法物探资料。
3、石油勘查成果资料,主要有地震勘查时间剖面及其解释推断剖面平面成果图件,勘探孔资料(钻孔柱状图、测井资料、参数井获取的各种参数)。
4、煤炭勘查资料,主要有地震勘查、钻探、测井、测温等成果。
自治区在各盆地中大多进行了煤炭勘查,资料比较丰富。
第二节航卫片解译航卫片的解译可以判断地热勘查区地质构造基本轮廊及隐伏构造;可以显示泉群和地热溢出带位置,地面水热蚀变带的分布,热红外解译可判断地表异常分布等。
在勘查面积较大,已有地质资料较少地区,可提供较多的地热地质信息。
该方法在主要受断裂构造控制呈带状分布的地热田勘查中更加有效适用,应采用不同时段的高分辨率的数据源(如我国已启动高分辨率对地观测系统资源三号卫星数据)进行解译。
第三节地热地质调查一、地热地质调查的工作比例确定地热地质调查比例尺调查阶段一般为1:20万—1:5万,预可行性勘查阶段一般为1:5万,可行性与开采勘查阶段一般为1:5—1:1万。
二、不同类型地热田调查重点1、主要受断裂控制的带状地热田,着重调查断裂带的位置、类型、规模、产状、断距、力学性质、活动性及断裂带附近节理裂隙发育程度、断裂带充填物、胶结情况,测定断裂带附近的地温及水化学成分,调查侵入岩、火山岩的分布、岩性及其与构造的关系,圈定地热异常区。
河北省干热岩地热资源赋存分布研究齐晓飞;张国斌;上官拴通;苏野;田兰兰;李翔;乔永超;刘旭【摘要】干热岩作为重要地热资源的组成部分,具有清洁、稳定、可再生的资源优势及巨大的高温发电潜力.基于河北省地温场分布特征,地热地质背景、大地热流、酸性岩体分布及盖层特征,初步认为省内基岩构造凸起区或山间盆地构造活动区存在低孔隙度、渗透性而缺少流体的隐伏高温变质岩系.综合分析初步圈出了6块干热岩地热资源赋存潜力区.在此基础上结合国内外干热岩成因机制分析将河北省干热岩地热资源的赋存类型分为沉积盆地型、沉积盆地型叠加高温放射型、近代火山型和板块俯冲型4种成因模式.【期刊名称】《中国煤炭地质》【年(卷),期】2018(030)011【总页数】9页(P47-54,73)【关键词】干热岩;潜力区;成因机制;河北省【作者】齐晓飞;张国斌;上官拴通;苏野;田兰兰;李翔;乔永超;刘旭【作者单位】河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000;河北省煤田地质局第二地质队,河北邢台 054000【正文语种】中文【中图分类】P314干热岩是指地下高温但由于低孔隙度和渗透性而缺少流体的高温(>150℃)岩石(体)。
相关研究表明,干热岩热储载体主要是各种变质岩或结晶岩体,变质岩系主要包括黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩等;结晶岩体主要包括花岗质片麻岩、花岗岩和花岗闪长岩等中酸性岩体[1-5]。
干热岩的勘探、开发研究可以追溯到上个世纪70年代,1972年,美国在墨西哥州北部打了约4 000m深的斜井,拉开了干热岩研究的序幕[6];随后法国、日本、德国等一些发达国家相继开展了关于干热岩发电方面的研究。
海南省陵水县高峰地热田水文地球化学特征与成因分析符海转;王世军;黄泽佼;徐子东【期刊名称】《世界核地质科学》【年(卷),期】2024(41)3【摘要】利用研究区水化学、同位素和地温场数据,分析浅层地下冷水、地表水和地热水的水化学特征、地热水的补给来源和年龄,估算地热水的热储温度、冷水混入比例和循环深度。
结果表明:高峰地热田地热水为溶滤型陆相沉积水,补给来源为大气降水,补给高程介于1133~1215.8 m之间。
热源为大地热流,大气降水入渗沿断裂带深循环运移,在大地热流背景下,不断被加热,形成高温地热水,赋存于裂隙发育的构造破碎带,热储沿断裂带展布,呈带状。
地热水主要在F1、F2断裂带交汇处附近沿断裂作垂向上涌。
在上涌的过程中混入冷水而降温,以自流热水井或热泉的形式排泄于地表。
地热水的水化学类型有Cl-Na型、Cl∙HCO_(3)-Na型和Cl∙HCO_(3)∙SO_(4)-Na型;地热水中Cl^(-)和Na^(+)含量最高,反映其具有深部高温热水来源的特征;热水中的Sr、Na^(+)、Li^(+)、Mg^(2+)、Br、K^(+)与Cl^(-)具有显著相关性,说明了Sr、Na^(+)、Li^(+)、Mg^(2+)、Br、K^(+)与Cl^(-)具有相同的来源。
热水中偏硅酸和氟含量均达到理疗热矿水水质标准,称为氟硅理疗热矿水。
地热水样品3H含量小于2 TU,属于1953年以前形成的“古水”,14C测年测定年龄介于9530~10830 a之间,利用Vogel校正模型得出14C 测年校正年龄介于8462~9802 a之间。
利用硅-焓模型图解法分析得出地热水中混入冷水比例为0.82。
利用多矿物平衡图解法、SiO_(2)地热温标法估算地热水的热储温度为154℃。
地热水的循环深度为3705 m。
通过地温场特征分析,得出测温曲线斜率突变处构造裂隙发育,岩性破碎,透水性好,为良好的热储场所,对流活动较恒温段强烈,高峰地热田属中低温对流型地热系统。
地热资源地质勘查规范 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-地热资源地质勘查规范(上)1 主题内容与适用范围本规范规定了地热田地质勘查研究程度、勘查类型与勘探工程控制、勘查工作技术及质量要求、地热储量分类、分级、计算和评价,地热流体与环境影响评价以及地热资源勘查资料整理和报告编写等基本要求。
本规范适用于地热资源的地质勘查,作为地热资源地质勘查设计书编制、各项勘查工作布置、勘查报告编写和审批的主要依据。
2 引用标准GB 3838 地面水环境质量标准GB 5084 农田灌溉水质标准GB 5749 生活饮用水卫生标准GB 8537 饮用天然矿泉水GB J4 工业“三废”排放试行标准GB J8 放射性防护规定DZ 40 地热资源评价方法TJ 35 渔业水质标准TJ 36 工业企业设计卫生标准3 总则本规范所指地热资源是在我国当前技术经济条件下,地壳内可供开发利用的地热能、地热流体及其有用组分。
地质勘查的目的在于查明地热田的地质条件、热储特征、地热资源的质量和数量,并对其开采技术经济条件做出评价,为合理开发利用提供依据。
地热资源按温度分为高温、中温、低温三类(见表1);按地热田规模分为大、中、小型三级(见表2)。
表1 地热资源温度分级表2地热田规模分级地热田勘查工作一般应遵循以下原则:按规定的勘查阶段循序渐进,对地热地质条件简单或现有资料较多的小型地热田的勘查,可根据实际情况简化或合并上述勘查阶段。
在勘查程序上必须严格遵循在充分搜集利用已有资料的基础上.先进行航卫片解译、地面地质、地球化学、地球物理等项工作,然后再上钻探的原则。
没有上述工作的综合研究成果,不得盲目布置钻探工作。
勘查工作内容和投入的工作量应根据勘查阶段、勘探类型和工作区地热地质复杂程度等因素综合考虑确定。
应选择经济有效的勘查技术方法、手段和合理的设计施工方案,达到工作阶段的要求。
地热资源评价与分析——以黑龙江某地区为例戈艺然【摘要】地热能是一种新型能源,具有可持续利用、低污染、成本低等优点,且地热能资源开发成本较低、设备简单,具有很强的市场竞争力.黑龙江省东南部某地区为敦密断裂和断裂地质构造,这为地热形成了有利的条件.通过对黑龙江某地区地热资源的分析,对地热能的勘察和发展有了新的认识.%Geothermal energy is a new type of energy,which has the advantages of sustainable use,low pollution and low cost.The development cost of geothermal energy resources is low and the equipment is simple with strong market competitiveness.A region of southeastern Heilongjiang province is the compact and fractured geological structure,which is favorable for geothermal conditions.Through the analysis of geothermal resources in a certain area of Heilongjiang,a new understanding of geothermal energy investigation and development is made.【期刊名称】《黑龙江科学》【年(卷),期】2017(008)006【总页数】2页(P52-53)【关键词】地热资源;黑龙江;评价;分析【作者】戈艺然【作者单位】吉林大学地球科学学院,长春 130000【正文语种】中文【中图分类】P314.3该区域地层主要有:上元古界张广才岭群新兴组、古生界泥盆系上统歪鼻子组、二叠系上统开山屯组,中生界三叠系上统西土山组、侏罗系中统帽儿山组等。
安徽省太和县城及外围地热资源特征与前景分析李跃亭;吴泊人【摘要】Taihe County lies in the Zhoukou sag and the Huai River syneclise where Paleogene, Neogene and Quaternary strata of huge thickness are deposited. Neogene Guantao Formation is layered, extends stably and serves as the major thermal reservoir in the area, which is rich in heat and hot water resources with moderate temperature and good geothermal fluid quality. Analysis indicates that the Jieshou Formation of sandstone underneath the Guantao Formation should be ideal thermal reservoir as a next focus of work in the area.%太和县处于周口凹陷和淮河台坳区内,本区沉积了巨厚的古近纪、新近纪和第四纪地层。
新近纪馆陶组,呈层状,分布较稳定,是该区的主要热储层位;热能和热水资源较丰富,水温适中,地热流体质量较好。
分析认为,馆陶组下伏的界首组砂岩,应为该区理想的热储层位,应是下一步工作的重点。
【期刊名称】《安徽地质》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P115-118)【关键词】热储特征;馆陶组;界首组;周口凹陷;太和县【作者】李跃亭;吴泊人【作者单位】安徽省地质矿产勘查局327地质队,安徽合肥 230011;安徽省公益性地质调査中心,安徽合肥 230001【正文语种】中文【中图分类】P3141 地质特征1.1 地形、地貌太和县地处淮北平原西北部,地势平坦,自西北向东南缓倾,地面坡降约1/8000。
太原市地下热水形成的原因分析1.背景条件1.1地形地貌太原市位于山西省中部,北、东、西三面环山,地势北高南低,东西两侧高,中间低。
由于新构造运动的差异性,盆地内东西两侧地形具有明显不对称性,西侧山区与盆地地形突变,两者直接相接,边山洪积扇呈裙状起伏,扇小而坡降大;东侧地形缓慢变化,山区与盆地间存在宽窄不等的黄土丘陵和台塬,边山较大的沟谷形成冲洪积扇伸入盆地中心,构成宽阔平缓的洪积倾斜平原。
1.2气象太原市属暖温带半干旱大陆性季风型气候,年平均气温偏低,地区差异明显,昼夜温差较大,蒸发量大,降水偏少而集中。
全市多年平均(1956年—1993年)降雨量为474.9mm,最大为?07.1mm(1964年),最小为209.0mm(1972年)。
年内及年际分配极不均匀,年内降水的60%,集中在六至九月份,年际降水最大年是最小年的3.4倍。
降水的区域分布特点是山区大于盆地,北部大于南部。
全市多年平均蒸发量为1871.8mm,山区为1946.1mm,盆地为1784.0mm,蒸发量为多年平均降水量的四倍。
多年平均气温为9.5℃,主导风向冬季为北风和西北风,夏季为南风和东南风,最大冻土层厚度1.06m。
无霜期多年平均为202天。
1.3水文太原市境内水系较为发育,大部分属黄河一级支流汾河水系,汾河由北而南贯穿全市,境内长约170km,境内流域面积6370km2,汇入的较大的支流有涧河、天池河、屯兰川、原平川、大川河、杨兴河、潇河等季节性河流。
太原市河川径流的地区分布基本与降水分布一致,并与地形、岩性、植被等下垫面条件及河道地表水与地下水的交换有关,总的分布规律是:山区大于盆地平原区,土石山区大于黄土丘陵区,灰岩山区入渗强烈,难以形成径流。
受复杂的下垫面条件及降水影响,汾河右侧径流深明显大于左侧。
由于岩溶水分散补给,集中出露的特点,径流沿河流上下游具有明显的不连续现象。
径流的年内分配受气候和降水的影响,具有明显的丰、枯季,6—9月径流量占年径流量的7 0%以上,丰水年河川径流年内集中程度高于枯水年。
江苏如东县小洋口地热田成因研究范迪富;徐雪球;戴康明【摘要】地热资源按成因可分为对流型地热资源与传导型地热资源两大类.根据地热水的赋存介质差异,传导型地热资源又可分为松散岩类孔隙型、构造裂隙型及古构造面岩溶型3个亚类.小洋口地热田同时存在两种成因地热类型,深部断裂构造带地热水为对流型地热类型,其上部盐城组松散层中的地热水则是其伴生的传导型地热资源.其成因模式是,冷水沿金坛—如皋断裂在自身重力作用下下渗至4~5 km 的深部并增温成为高温热水甚至蒸汽,由于密度的减小,其上浮返回浅部裂隙发育处并与其中温度相对较低的热水混合而降温,正由于温度和密度的变化为水的循环提供了动力.断裂带较高温度的对流型地热水又为上部富含地下水的盐城组增温提供了热源,形成了传导型地热资源.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2012(036)002【总页数】6页(P192-197)【关键词】成因模式;构造裂隙型;松散岩类孔隙型;小洋口;江苏如东【作者】范迪富;徐雪球;戴康明【作者单位】江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;江苏省地质勘查技术院,江苏南京211135【正文语种】中文【中图分类】P314.1;TK521+.33小洋口是江苏如东县的天然深水港口,位于长三角经济区北翼的黄海之滨,现为如东沿海经济开发区,即将建成30万t级深水港。
生态旅游是如东沿海经济开发区的功能之一,开发利用清洁可再生地热资源是该区建设的一项重要内容。
该区先后勘查成功了2口地热井,分别为金蛤岛和小洋口,两口井相距不足2 km。
其中,小洋口地热井是目前江苏境内温度最高的高产量地热井。
笔者对小洋口地热井的地热地质条件进行了综合分析,结合金蛤岛地热井的勘查成果,建立了小洋口地区地热成因模式,为该区地热资源勘查提供了理论依据。
本区位于丁堰凸起(南通隆起区次一级构造单元)与海安凹陷(金湖—东台坳陷区)结合部,北东向金坛—如皋断裂(即江南断裂北东延伸部分)是二者的分界(图1)。
李粮店煤矿地温特征及其影响因素分析杨长保;杨玉琦;梁海丽;梁海峰【摘要】李粮店煤矿位于河南省新密煤田的东南部,探明优质贫煤、无烟煤资源储量3.4亿t,为一大型在建矿井.因该区煤层埋藏较深、地温较高,地热成为影响该区煤炭开采的重要因素之一.通过对测温资料的整理,确定了恒温带、孔底温度、地温梯度和煤层底板温度等重要地温参数,并总结出矿区二1煤层地温变化规律、地温热害分区、地温梯度及地温异常分区、地温梯度变化规律、矿山地温类型等地温地质特征及其影响因素,对于指导矿山建设与资源开发具有重要意义.【期刊名称】《中州煤炭》【年(卷),期】2018(040)008【总页数】5页(P64-68)【关键词】李粮店煤矿;资料整理;地温特征;影响因素【作者】杨长保;杨玉琦;梁海丽;梁海峰【作者单位】河南省煤田地质局一队,河南郑州 450052;防灾科技学院,河北三河101601;河南省煤田地质局一队,河南郑州 450052;河南省煤田地质局一队,河南郑州 450052【正文语种】中文【中图分类】TD150 引言李粮店煤矿位于河南省中部新郑市、长葛市和尉氏县交界处,属新密煤田的东南部,探明资源储量3.4亿t,其中无烟煤1.5亿t,贫煤1.9亿t,现正处于建井阶段。
该区煤层埋藏较深(350~1 250 m)。
随着开采深度的逐步增加,地质条件复杂程度及开采难度均会相应增大,地温也将逐渐增高,其成为影响该区煤炭开采的重要因素之一。
因此,查明矿区地温特征及影响因素,对矿井设计、建设、开采及热害防治等将起到重要作用。
1 矿区地质概况1.1 地层李粮店煤矿位于新密煤田东南部,为平原区,北高南低,地势平坦,地面标高87.3~124.6 m,地层区划属华北地层区嵩箕地层小区。
为新近系、第四系全掩盖区[1]。
据钻孔揭露,矿区地层从老至新依次为:寒武系上统长山组,最大揭露厚度为88.55 m,奥陶系中统马家沟组平均厚度54.70 m,石炭系上统本溪组平均厚度8.01 m,太原组平均厚度69.28 m,二叠系下统山西组平均厚度81.75 m,下石盒子组平均厚度288.25 m,二叠系上统上石盒子组平均厚度228.30 m,石千峰组保留平均厚度81.29 m,新生界平均厚度510.59 m。
北京市小汤山地区地温场特征及地下热水成因模式分析
王泽龙1吕金波1周训2
(1.北京市地质调查研究院北京;2.中国地质大学北京100083)
摘要:小汤山地热田位于北京平原北部,在北西向南El—孙河断裂、北东向黄庄一高丽营断裂和北东东向阿苏卫_,J、汤山断裂交汇构成的三角形地块上,地热田面积86.5km2。热田属于岩溶裂隙介质沉积盆地传导型地热系统,有寒武系热储、蓟县系铁岭组热储和蓟县系雾迷山组热储3个基岩热储。本区地下热水的热源来自盆地深部较均一的热流,补给来源主要是在北部和西部燕山山区的大气降水。地下热水在黄庄一高丽营深大断裂附近与深部热源沟通,一部分继续向平原区深部的基岩储层运移,另一部分沿大柳树一葫芦河断裂和碳酸盐岩地层向北部运移、赋存,在阿苏卫--tl,汤山镇断裂处遇阻,沿碳酸盐岩岩溶裂隙排泄,上升至地表,形成小汤山温泉。一个地区的地温状况是该区地质构造条件和地质历史的综合反映,本文针对北京市小汤山地区地温场特征进行研究,分析地下热水的成因,建立地热地质成因模式。关键词:地热,地温场,成因模式,小汤山
1序言北京市是世界上有地热资源的6个首都之一,地热资源比较丰富,开发历史悠久。小汤山镇位于北京市昌平区东南,南距北京城区安定门约27km,其地热开发最早,至今仍在开发利用。小汤山地区较为系统的地热勘查工作始于1956年,20世纪内地质勘察部门对小汤山地下热矿水进行了多项专题研究。较有价值的是,1985年提交的《北京市小汤山地热田地下热水资源评价勘察报告》…和1998年完成的《北京市小汤山地区地热资源勘探报告》‘21。进入21世纪,伴随着该区地热勘查与开发工作的进展,一系列地热研究相继开展。2000年,潘小平等进行了地热温标的研究,指出地热温度的变化与热田水位动态有着较好的对应关系,开采量稳定,水位趋稳,水温也趋于稳定¨o。2002年,增瑞祥等专题研究了热田开采与水位的关系,指出热田水位一直呈下降趋势,年均下降1.78m,说明热田的补给量小于开采量,属消耗型地热田Hj。2003年,张道富等研究断裂构造与地温场的密切关系,描绘了大柳树一葫芦河断裂的形态和产状,指出它与地温场的关系怕。。2006年,吕金波等重点研究地下热水水文地球化学特征,提出了京北地热系统的成因模式旧1。一个地区的地温状况是该区地质构造条件和地质历史的综合反映,因此,在已知区深入研究地下热水的地温场特征,分析其成因模式,可以为地热资源开发提供可参考依据,106降低地热开发风险。本文在此背景下,在前人勘查与研究工作的基础上,进一步分析小汤山地区地下热水的地质一水文地质条件,针对北京小汤山地区地温场特征进行研究,分析其成因模式,建立热储层地质结构模型和地热模型,对促进本地区地热资源的科学规划与利用,维持地热资源的持续性和生态系统整体性,支持资源、环境和经济的协调发展具有重要的意义,同时也可以提供地热研究实例,丰富地热学的相关理论。
2区域地质概况及地热地质
2.1区域地质概况小汤山地热田位于北京平原北部、马池口凹陷的东南侧;在北西向南口—孙河断裂、北东向黄庄一高丽营断裂和北东东向阿苏卫一小汤山断裂交汇构成的三角形地块上,地热田面积约86.5km2。
由图1可见,研究区的地层受区域性构造的影响,呈现了单斜构造的特征,由北而南,地层由老到新排列,依次是蓟县系的雾迷山组、洪水庄组、铁岭组,青白I=I系的下马岭组、龙山组、景儿峪组及未连续揭示的寒武系和侏罗系。地层走向近东西,倾向南,略偏东,倾角200一300,受断层的影响,局部呈小型褶曲,产状变化较大。
团-园z囹,因4田s圈s囤,回s回9回10囵··图1小汤山地热地质剖面图1一正断层;2—逆断层;3一地层界线;4—剖面线;5—侏罗系;卜寒武系;7一青白口系;
8—蓟县系铁岭组;9—蓟县系洪水庄组;lO一蓟县系雾迷山组;11—热水井
构造线走向以北东为主,局部为北西、近东西、北北东甚至近南北向偏转。这些构造形迹均为中生代燕山期和新生代喜马拉雅期构造运动所形成。中新世以来,新构造运动使北东向黄庄一高丽营断裂和北西向南口一孙河断裂具有较强的活动性,对第四系沉积厚度控制作用明显07I。就与小汤山地热田相关的构造特征分述如下:黄庄一高丽营断裂是华北平原与太行山之分界,为深大断裂。研究区附近,根据物探资料推断分布于洼里一燕丹一西王路一线,断裂走向25。~30。。新生代以来断裂具有较强的正断活动。南口一孙河断裂为区域性北西向断裂,其西北端止于北东向南I=i山前断裂,向东南经旧县、化庄、东沙各庄、海青落、上辛堡延至孙河,总体走向310。左右,全长40km。
阿苏卫一小汤山镇断裂呈北东东走向,长度约5km。基本上控制小汤山地热田的北
部边界,为逆断层,具有阻水性质。倾向南东,倾角450一500。大柳树一葫芦河断裂长度约5km。走向NW343。,倾向73。,倾角28。一470。深度等
107值线形态特征南段疏缓,北段紧密,即南缓北陡的断面特点,也就是说此断裂向北逐渐收敛、消失,向南更加疏展,与黄庄一高丽营断裂会合。断裂与地温场关系密切。‘后牛坊一小汤山镇断裂呈近南北走向,长度约3km。
2.2地热地质小汤山地热田属沉积盆地传导型地热系统,其热储由赋水性强的地层所构成,属层状热储。根据组成热储的各地层的时代、岩性特征、流体赋存类型等特征,确定研究区是海相碳酸盐沉积为主的基岩岩溶裂隙型热储,基岩热储在垂向上有3个热储层叠置分布:上部寒武系热储层、中部蓟县系铁岭组热储层和下部蓟县系雾迷山组热储层,3个热储层间的水力联系是通过地质构造关系建立起来的一J。小汤山地热田水位的变化除受固体潮影响外,开采量与补给量差额的增减,直接影响着各储层水位的变化。3个热储层生产井开采地下热水的时间比较集中,经调研基本集中在每年11月至次年3月开采地下热水,开采量约占年开采总量的79%左右。每年冬季开采量大时,水位明显下降,用水高峰期过后,随着开采量的递减水位逐渐回升,这种趋势持续到8、9月份达到最高值,以后随着开采量渐渐增加,水位逐年下降,到用水量高峰期降到每年的最低值。
3地温场特征
3.1热源分析小汤山的花岗岩侵入体,在小汤山、大汤山、阿苏卫和百善一带,多呈脉状穿插到雾迷山组、洪水庄组、铁岭组之中,厚度不一,视厚度几厘米至36m,均为燕山期花岗岩体,距今的时间已在100Ma以上。根据Smith和Shaw(1975)计算了侵入深度lOkm的各种规模侵入体的冷凝时间,可以知道,100Ma以前的侵入岩体,即使体积为106km3,
其温度也已恢复到围岩的环境温度,不可能构成地热系统的热源并形成有开采价值的热田。因此,小汤山花岗岩侵入体不可能成为该地热系统的特殊热源。华北盆地的大地热流平均值为63±12mW/m2,小汤山地热田处于华北盆地的东北隅,在区域的大背景上,相当于北京地区的大地热流值65mW/m2。所以说,小汤山地热田与华北地区的地热田同属传导型地热田,其热的来源,来自地下深部较均一的热流在向地壳浅部传输过程中进行再分配的结果。北京平原区处于幔隆和幔坎部位,地表距地幔相对较浅。幔隆之上的地壳结构简单,以碳酸盐岩为主,导热能力强。深大断裂和活动断裂主要分布在幔隆之上,深大断裂断入地幔,成为热源和热通道。在导热的深大断裂作用下,热流体在一定的深度范围内有对流形式存在,热传递以传导和对流形式同时出现,与深大断裂相伴生的断裂,勾通了深部地层与热储层的水力联系,造成热能储存和运移的空间及通道,使深部高温热水在相对较浅部位集中,又由于隔热保温层厚度的差异及平面上分布的特点形成了本区的地热异常。3.2地温场平面特征1998利用热水井测温及抽水试验出水温度资料,结合热田构造、热储层组合特征等,绘制出热田区1000m深度处的地层等温线图(图2)。由图2可见。小汤山地热田内有2个地温高值区,西北区最高地温为55℃,东南区108图2小汤山埋深1000IDa地温等值线图最高地温为60。C。西北区55℃等温线以小汤山镇为中心圈定,面积约0.85km2。东南区
60。E等温线以汤热一7、汤热一1l、汤热一22井的范围圈定,面积约3km2。整个地热田40℃等温线以汤热一5、汤热一34、汤热一9井为边界圈定,面积约17km2。
地温场等温线分布表现为北部相对密集,南部相对稀疏,即由北部高温区向北,地层
温度迅速递减,向东、.南、西3个方向,地层温度递减缓慢,较好的反映整个地热田地温场的客观形态。
3.3地温场与地质构造的关系小汤山地区的地质构造格局,决定了该区地温场展布特点。异常区的展布方向与基岩构造的延伸方向一致,以北北东向为主。导热构造对热传递的控制作用还表现在:地热异常区的延伸方向与断裂线相平行,热异常中心不在凸起的最高部位,是靠近主干断裂,特别是有与主干断裂相伴生的断裂时,其相汇部位更会造成热能储存和运移的空间及通道,成为地热异常的核心部位。地温场分布与构造密切相关,高温区内都有导热性断裂发育,分析原因:近东西向阿苏卫一小汤山断裂是小汤山地热田的西北边界,为逆断层,有局部花岗岩侵入,具有阻水性质。西北高温区内发育南北向的后牛坊一小汤山断裂,该断裂在小汤山镇东与近东西向阿苏卫一小汤山断裂相交,热水被北东向断裂阻隔后上升,形成小汤山温泉和西北高温区。东南高温区内有北西向的大柳树一葫芦河断裂发育,该断裂是小汤山地热田内一条重要的导热性断裂,其延伸方向与高温区长轴方向一致,此高温区内的热水井距大柳树一葫芦河断裂越近,出水温度越高,出水量也越大,说明大柳树一葫芦河断裂具有很好的导热导水性,导通了深部热源,使地下热水在断裂附近富集。大柳树一葫芦河断裂北部断裂收敛处的汤热一34井只有43℃,中部的汤热一38、汤热-32井温度为55。E,南部各井温度都超过65't12,可谓相对高温区,这一高温区与其南部的650C的区域地温场相联系。跨过近东西向阿苏卫一小汤山断裂,即小汤山地热田的109