关中盆地地热流体空间分布特征分析

2017-06-19丁雅丹吴攀登代俊宁

地下水 2017年3期

关键词：渭北岩溶盆地

丁雅丹，吴攀登，代俊宁

(陕西区域地质矿产研究院，陕西咸阳 712000)

关中盆地地热流体空间分布特征分析

丁雅丹，吴攀登，代俊宁

(陕西区域地质矿产研究院，陕西咸阳 712000)

关中盆地地热流体的分布具有地域性和带状分布特点，根据地热流体空间分布特征，可将盆地地热流体分为渭北渭北古生界岩溶溶隙裂隙型、秦岭山前构造裂隙型和盆地中部新生界孔隙裂隙型。分别对三种地热流体特征及分布规律进行分析，同时重点对中部新生界孔隙裂隙型地热流体的分布特征进行详细介绍。结果发现：前两种类型地热流体分布不均匀，水量偏小，而中部新生界孔隙裂隙型地热流体分布均匀，范围广，埋藏条件良好，是整个关中盆地的集中开采区域。

关中盆地；地热流体类型；空间分布特征

关中盆地地热流体的分布具明显的地域性和带状分布特点，目前已成的地热井大多分布在莫霍面隆起的西安凹陷和固市凹陷及主要活动断裂的边缘，经济比较发达的西安市、咸阳市及其周边地区；其次分布在旅游资源较好，有温泉出露的秦岭山前地带如临潼骊山、眉县西汤峪、长安区东大、蓝田东汤峪及渭南地区等。大致划分为：渭北古生界岩溶溶隙裂隙型、秦岭山前构造裂隙型和盆地中部新生界孔隙裂隙型三种主要类型。

1 渭北古生界岩溶溶隙裂隙型地热流体

渭北岩溶区分布在关中盆地北缘，北接鄂尔多斯盆地，南接渭北黄土台塬，构造上处于咸礼凸起和蒲城凸起的北部地区，由古生界碳酸盐岩构成，山前为倾斜洪积平原，整体地势由北向南下降，区内近东西向断裂构造比较发育，北山山前断裂、乾县-富平断裂及其次级断裂构成断裂系，北山山前洪积扇中粗粒物质少，大部分是砾石、砂层与粉质粘土交互的堆积，上部被黄土覆盖。

1.1 西部岩溶地热流体

渭北西部岩溶区主要分布在咸礼断阶的北部，岩性主要为白云岩、灰岩、泥岩互层，岩溶发育程度受埋藏条件、构造条件、岩性等因素控制。自然状态下水位变幅较大，从北向南运移，在山前地带形成了一系列泉点，水温在22℃～41.5℃，单井出水量变化较大，水化学类型以重碳酸型为主，矿化度0.3～0.5 g/L，如筛珠洞温泉流量1 300 m3/h，水温23℃；龙岩寺温泉流量变化较大188 m3/h，水温31℃。

1.2 东部岩溶地热流体

渭北东部岩溶区主要分布在蒲城凸起的北部，岩性主要是结晶灰岩、泥岩、白云岩质灰岩，岩溶发育程度受构造断裂、岩性、地层埋藏特征控制。由西向东流动，水温在25℃～46℃，单井出水量在20～500 m3/h，水化学类型以SO4·HCO3-Ca·Mg型为主，矿化度1 g/L左右。

2 秦岭山前构造裂隙型地热流体

秦岭山前地区分布在关中盆地南侧，为秦岭山脉北麓的山前地区，地貌属山前冲洪积扇，洪积物颗粒粗、厚度大，沿秦岭山前断裂呈条带状分布。

秦岭山前的地热流体运移和储存空间比较复杂，既有新生界的孔隙裂隙，也有基岩的构造裂隙和风化裂隙，主要受构造断裂的影响。这一地区地热流体埋藏交浅，大概在1 100～1 300 m左右，局部以温泉出露，水温大多在30℃～70℃度左右，单井出水量在40～242 m3/h，水化学类型以为HCO3-Na·Ca型、SO4·Cl-Na型、SO4-Na型为主，矿化度大多在300～600 mg/L左右，仅在华县瓜坡镇至潼关县太要镇，矿化度高达32.37 g/L。

3 盆地中部新生界孔隙裂隙型地热流体

盆地中部包括宝鸡凸起的东部、西安凹陷、临蓝凸起的西北部、固市凹陷、咸礼凸起的南部和蒲城凸起的南部(由于宝鸡凸起和蒲城凸起内的地热井的资料较少且不全，因而未对其进行分析)。新生界沉积厚度普遍较大，尤其是凹陷地区，一般为3 000～5 000 m，最厚可达7 000 m以上，多为河流相或河湖相沉积，岩性主要为砂岩、砂砾岩与泥岩互层，孔隙裂隙发育，为地热流体提供了良好的贮存空间。

3.1 西安凹陷

西安凹陷为地堑式，断裂构造发育，是关中盆地新生界厚度最大的地带(周至一带最厚可达7 000 m左右)，新生界厚度呈南深北浅，靠近秦岭山前厚度逐渐变薄，也是关中盆地地热地质条件较好的地带。地热水主要赋存于砂岩、砂砾岩和泥岩构成的储层中，目前在西安凹陷内已竣工地热井达百余眼(见表1)。

3.2 固市凹陷

固市凹陷位于关中盆地东部中间地带，呈北翘南俯掀斜状，新生界厚度较大，一般大于4 000 m，以湖相沉积为主，岩性较细，渗透性差，为地热资源提供了较好的储存条件。

区内分布有7眼地热井，水头埋深8.1- +80 m，井深1 784.9～3008.8 m，开采段945.11～2 995.0 m，开采段所处的地层主要是张家坡组、蓝田灞河组和冷水沟-寇家村组，砂层厚度183～553.15 m，平均为391.5 m，砂厚比20%～72.6%，平均为46%，井口温度59.8℃～100℃，矿化度3 514.8～33 733.4 mg/L。见表2。

3.3 咸礼凸起

咸礼凸起位于关中盆地的西北部，形成开采热储的新生界主要为杨凌-咸阳断阶，新生界南厚北薄，地层向南倾斜，底部为下古生界碳酸岩。

现有的地热井基本都分布在西安凹陷与咸礼凸起交界处的渭河断裂带上，呈东西向带状分布，此外在渭河断裂及北部乾县-富平-禹门口断裂带附近均有温泉出露。井深2 013～3 553 m，开采段1 000～3 480.3 m，砂层厚度169.8～571.83 m，平均为323.6 m，砂厚比17%～36%，平均为27%，孔隙度16.6～33.7%，平均为24.7%。水温71℃～94℃，矿化度4 046.4～6 436.8 mg/L。见表3。

3.4 临蓝凸起

该区地层北仰南俯，向东南倾没，断裂构造发育，新近系的张家坡组和蓝田灞河组在很多地方缺失，这一地区的地热水主要赋存在冷水沟-寇家村组、白鹿塬和红河组的地层中，在临潼地区的埋深较浅(<1 000 m)，在其他地方较深。

本次对其中4眼井的资料做了分析，井深854.3～2 480 m，开采段450～2 146.2 m，砂层厚度95.5～176.4 m，平均为122.5 m，砂厚比12%～21%，平均为15%，水温49℃～64℃，矿化度969.2～7 697.4 mg/L，详见表4。