内蒙古诺门罕盆地存在地热资源可能性分析
2016-10-21李健健陈为毅
郝 毅，李健健，陈为毅，李 利
(内蒙古自治区煤田地质局109勘探队，内蒙古 呼伦贝尔 021000)
内蒙古诺门罕盆地存在地热资源可能性分析
郝毅，李健健，陈为毅，李利
(内蒙古自治区煤田地质局109勘探队，内蒙古 呼伦贝尔 021000)
地热资源是一种清洁、廉价、可再生和可直接利用的新能源，积极寻找和合理开发利用地热资源能够极大地促进地区经济发展。分别从地质条件、水文地质条件和地热地质条件三方面分析了内蒙古诺门罕盆地地热资源的存在条件，初步判断该盆地具有低温地热资源存在的可能性。
地热资源；诺门罕盆地；可能性
地热资源是一种清洁、廉价、可再生和可直接利用的新能源，在经济发展建设中具有不可替代的地位。开发利用地热资源可代替大量的煤炭和天然气等石化能源，有利于改善现有的能源结构，有利于减少不可再生能源的消耗，有利于最大限度地减少废气、粉尘、噪声污染等[1-4]。尤其在发展绿色经济和倡导低碳生活的当今社会，积极寻找和合理开发利用地热能源显得尤为重要[4，5]。
内蒙古诺门罕盆地位于我国北部边疆高寒地区，地理位置优越，旅游业发达，地热资源开发利用前景广阔。积极寻找地热资源，是一件造福于人民、服务于社会，促进当地经济可持续发展的新举措。此举与习近平总书记视察内蒙古时提出的“守望相助、团结奋斗，把祖国北部边疆这道风景线打造得更加亮丽”和自治区的发展思路一脉相承[6]。
1 地质背景
诺门罕盆地位于呼和湖断陷的东南部，其西部隔锡林贝尔凸起与呼和诺尔凹陷相望，北部与红花尔基凹陷衔接，以哈克—巴日图盆缘大断裂为界，东部为大兴安岭隆起带，向南进入蒙古国境内，面积约800 km2。凹陷在重力上有清楚的反应，沉积层最大厚度在3 000 m左右。诺门罕凹陷为哈克—巴日图盆缘断裂所控制的半地堑型含煤盆地，总体走向北东30°，发育有白垩系的大磨拐河组、伊敏组含煤建造。
该盆地是海拉尔盆地群中众多含煤盆地之一，在含煤盆地的发展过程中，经历了断陷盆地和凹陷盆地两个阶段。受燕山期构造运动的影响，在断陷盆地阶段，主要的构造活动是形成盆地北缘断裂；断裂构造主要作用在基底层位，形成断陷盆地；在凹陷盆地的发展阶段，主要的构造活动是轻微的褶皱—凹陷。
2 水文地质条件分析
诺门罕盆地水文地质条件严格受着构造、岩性、地貌、气候等条件的影响和控制，根据含水层组将地下水类型划分为第四系、第三系孔隙含水层，煤系含水层，基岩裂隙含水层。
2.1地下水补、径、排条件
地下水的主要补给来源为大气降水和河流侧向补给。大气降水和河水直接补给第四系、第三系含水层，以及从露头部位补给煤系地层含水层，并在地层中径流，排泄于下游地区。
基岩裂隙含水层补给来源有两方面：一方面是第四系、第三系含水层越流补给或通过断层补给，另一方面是地层的侧向补给，以及各含水层之间的补给。径流方式为顺层径流，排泄于下流地区或顶托排泄于第四系、第三系含水层。
2.2地下水化学特征
第四系、第三系孔隙潜水水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Na型水为主，矿化度为0.3～0.9 g/L，水温为5℃～7℃。从全区来看，第四系、第三系松散岩类孔隙潜水水质好，矿化度低，水化学类型单一，且变化不明显。
煤系含水层孔隙裂隙水水化学类型主要以HCO3-Na、HCO3·Cl-Ca·Na型水为主，基岩裂隙水水化学类型以HCO3—Ca型水为主，水质较好，矿化度均小于1 g/L。
图1 诺门罕盆地与周边地区钻孔井口出水温度对比图
3 地热地质条件分析
分析诺门罕盆地的地质、水文地质以及钻孔资料的可得，诺门罕盆地具备地热形成的热、盖、储、通四个基本条件。地下热水含水层为水温异常区域及构造破碎带；盖层主要为第四系堆积的砂质粘土、第三系的半胶结的泥岩、砂岩以及陆相碎屑岩；通道为将各地层连通的深大断裂，断裂既是地下热水上涌的通道，也是浅部地下水向深部补给的通道；热源主要来自地幔及基岩释放的热能。
3.1热源
诺门罕盆地内断裂构造发育，岩石破碎，渗透性强，大气降水后，通过孔隙、裂隙和断层曲折向下
渗透，经深部循环加热后，大部分热水富集于热储层中，从而形成地下热水资源。
通过诺门罕盆地8个水文地质钻孔井口出水温度与周边红花尔基、伊敏外围和伊敏三个地区的钻孔井口出水温度对比分析，诺门罕盆地的井口出水温度明显高出周边三个地区6℃～13℃见表1、图1，具有地温异常现象。
表1 诺门罕盆地与周边地区钻孔井口出水温度数据统计表
3.2盖层
侏罗系、白垩系厚层火山岩及上覆第四系、第三系地层对下部热能起到良好的保温作用，构成了相对较好的地热保温盖层。
3.3热储层
由于各个时期的断裂活动强烈，在该盆地形成的断裂为张性—张扭性断裂破碎带，角砾岩发育，基岩裂隙含水层单位涌水量0.6 L/(s·m)，具有中等富水性,可形成构造破碎带含水层，为形成热储提供了很好条件。
盆地内热储层地层主要由一套陆相酸性和偏碱性火山碎屑岩及其熔岩组成；此外还见少量的中基性火山岩和火山碎屑岩等，厚度较大，分布面积广，并具有有效的空隙和渗透性，形成了本区主要的地热资源储集层，属于低温地热资源热水—温热水，具有一定的开采价值。
3.4通道
地质构造特征及钻探资料表明，该盆地内断裂主要形成于中生代，新生代仅是继承性活动，但活动性质发生了反转，总体表现为拉张背景。张性断裂带就是热水的导水通道，断裂及断裂的交汇处均构成了地下热水资源上涌的有利条件。
4 结语
(1)分析表明诺门罕盆地既有地热异常显示，又具有热储、盖层、热流体通道和热源四个地热形成的基本条件，因此初步判断该地区具有低温地热资源存在的可能性。
(2)根据资料推断，地热水存在于基岩裂隙含水层，单位涌水量0.6 L/(s·m)，水化学类型以HCO3—Ca型水为主，水质较好，矿化度均小于1 g/L，属于低温地热资源。
(3)热储层地层主要由一套陆相酸性和偏碱性火山碎屑岩及其熔岩组成，厚度较大，分布面积广，并具有有效的空隙和渗透性，是地热资源主要的储集层。
[1]刘桂英，李继江，张扬.地热资源勘查开发工作现状及对策研究[J].中国国土资源经济.2010,23(10):17-20.
[2]卢予北,郭友琴,王现国.地热矿泉水资源勘查手册[M].黄河水利出版社.2001.
[3]王贵玲.我国地热资源勘查评价战略研究[A].中国地热能：成就与展望——李四光倡导中国地热能开发利用40周年纪念大会暨中国地热发展研讨会论文集[C].2010.
[4]欧求丙.我国政府在地热产业发展中的职能研究[D].武汉:中国地质大学.2011.
[5]关锌.地热资源经济评价方法与应用研究[D].武汉:中国地质大学.2014.
[6]王 君.守望相助 团结奋斗 把祖国北部边疆这道风景线打造得更加亮丽[J].实践.2014,(3):9-11.
[7]陈墨香，邓孝.中国地热学研究之进展[J].地球科学.1995,20(4):367-372.
[8]周厚芳,刘闯,石昆法.地热资源探测方法研究进展[J].地球物理学进展.2003,18(4):656-661.
2016-04-07
郝毅(1987-)，男，陕西周至人，工程师，主要从事水文地质研究。
P314.1
B
1004-1184(2016)05-0027-01
