山东省肥城市安驾庄地热田地热资源条件分析

夏学生

摘 要：山东省肥城市安驾庄地热田地热资源类型是以断裂构造型为主，兼具层状特征，彼此存在生成关系。因此，热储模型可以概化为以断裂构造控制边界的层状热储模型。

关键词：地热资源；层状；热储模型

中图分类号：P641 文献标识码：A

山东省肥城市安驾庄地热田地热资源位于山东省肥城市安驾庄镇东赵庄村东约20m，距肥城市约25km，北可达泉城济南，东与东岳泰山相邻，西通东平湖及水泊梁山旅游胜地，南可到历史文化名城曲阜，交通十分方便。

1.地热田水文地质

依据地热田的水文地质要求及地热田内各类冷热地下水从质到量的不同动态变化、运移规律，现从地热田的含水岩组及富水性、地下冷热水的补给、径流、排泄条件。

1.1地热田含水岩组及其富水性

1.1.1第四系松散岩类孔隙水含水岩组

（1）冲积含水层：主要由沂河组（QY）及临沂组（QL）组成，岩性主要为灰黄色砂砾石及粘土质粉砂、含砾中细砂组成，主要分布在大汶河、漕浊河、小汇河及泉河的河床、河漫滩及两侧。其总厚度<20m，呈带状展布，含水层主要为中粗砂及砂砾石层，含水砂层透水性好、渗透系数40m/d～300m/d，富水性强，单位涌水量>500m3/d·m，水位埋深2m～7m，年变幅1m～4m。水质类型为HCO3—Ca水，矿化度<1g/L，水温13℃～15℃。

（2）洪冲积含水层：该洪冲积层由大站组（QD）组成，主要分布于地热田的中部及东部的山前倾斜平原上，其地层结构上部为黏质砂土及砂质粘土、粉细砂，厚度5m～15m，中部及下部为花岗岩质的中粗砂夹卵砾石，厚度0m～10m，砂及砂砾石层为主要含水层。单位涌水量一般在100～500 m3/d·m。地下水位埋深1m～7m，水质良好，属HCO3—Ca型水，矿化度<1g/L，水温14℃～20℃。

1.1.2寒武、奥陶系碳酸盐岩类岩溶含水组

为地热田内主要含水岩组，依据岩性、岩溶发育情况，水温及含水性的差异可分两个含水亚组：

（1）碳酸盐岩类裂隙岩溶含水亚组（O1M、∈3—O1S、∈j、∈j）：

主要分布于赵庄以北，南石沟、安驾庄以南—朱家颜子一带，隐伏于第四系之下。在地热田的西部有出露，其岩性主要为灰岩、竹叶状灰岩、白云岩、鲕状灰岩，总厚度为400m左右。

灰岩含水层顶板直接与第四系松散堆积物接触，水力联系密切，岩溶发育，其发育深度各处不一，并与构造断裂具有密切关系，特别是在构造断裂交汇部位更为明显。该含水岩组水量丰富，单位涌水量>500m3/d·m，水位埋深3m～8m，年变幅4m～6m，水质良好，为HCO3—Ca型水，矿化度<1g/L，水温14.3°～21℃。

（2）碳酸盐岩类热储岩溶裂隙含水亚组（∈）： 主要分布于地热田的中心部位，在赵庄以西温凉泉附近出露地表，在赵庄以南隐伏于第四系松散堆积物及馒头组隔热保温层（∈M）之下，在赵庄以北，安驾庄以南及朱家颜子一带，在馒头组之上还有张夏组岩层覆盖。埋藏深度由西南向东北方向逐渐变深，可达近千米。热储层厚度100m左右，岩溶裂隙虽较发育，但不均一，地热田内的深大断裂，基本控制着岩溶的发育程度及水量的大小，构造断裂交汇部位岩溶发育尤为突出。

该含水岩组的岩性主要为深灰色厚层灰岩、白云质灰岩为主，底部常具一层燧石结核及条带，岩溶裂隙率∮cp=0.122，渗透系数K cp=24.48m/d，渗透率Kdcp=16.19cm2，热储层厚度Mcp=109.68m，该含水岩组水量较丰富，富水区单位涌水量>500m3/d·m，水位埋深0m～16.21m，年变幅6m～8m，水质类型多为SO4—Na.Ca、SO4.Cl—Ca.Na型水，pH值7.4～7.7为中性水，矿化度一般较高，为0.4g/L～2.78g/L，一般可作为医疗地热利用，部分可为优质天然地热水，水温15.1℃～72.6℃。

1.1.3碎屑岩类热储保温裂隙含水岩组（Eg、∈jG、∈M）：

主要分布于地热田的西南部、中部及东部，中部及东部均隐伏于第四系松散堆积物之下，西南部馒头组（∈M）部分出露地表。本组岩性主要以砂岩、砂页岩、页岩、泥岩为主，夹有少量薄层灰岩。水量较小，单位涌水量<10m3/d·m，含水性差，一般可视为相对隔水保温层。

1.1.4片麻状花岗闪长岩岩类风化裂隙含水岩组（mDγδ4 1）：

主要分布在地热田的西南部及北部，由民井调查，水量较小，单位涌水量<10m3/d·m，水位埋深0.8m～7.5m，水质良好，地下水类型为HCO3.Cl—Ca或HCO3.SO4—Ca型水，矿化度0.7g/L左右。

1.2地热田中热储层岩溶裂隙水（热水）的补给、径流与排泄条件

大气降水为其主要补给来源。在本区的西北部及南赵庄西部泉河两岸，热储层裸露地表，岩溶甚为发育，大气降水及河水可直接渗入。在南赵庄东南部及王家颜子一带，该层水还接受第四系孔隙水的垂向补给。另外在北部及南部还接受一部分片麻状花岗闪长岩风化裂隙水的侧向补给。部分地区在丰水期还接受上部裂隙岩溶水的越流补给。

该层水的流向由地热田的西北部卧虎山向赵庄东南方向运移、汇集。在趙家颜子西北部由东北垂直走向西南运动。其排泄区主要在赵庄一带及顺其岩层走向运移至地热田东南部一带，排泄方式主要以上升泉的形式溢出地表，人工开采及顶托补给排泄于上部的冷水层。

1.3 地热资源形成条件及特征

地热田位于大汶口盆地西南端北缘，正在活动的NNE向构造体系的NNE、NW和EW向断裂交汇部位，沟通了深部热源，使其沿断裂通道上涌至朱砂洞热储层中，再横向流动和扩散，使岩石和储存于其中的岩溶裂隙水不断加温，又因为上覆的馒头组砂页岩保温隔热性能好，使得地下热水得以保存下来。由于热储中温度较高（52℃～72.6℃），地下水溶滤和溶解了岩石中大量有益组分，使氟、偏硅酸、氡达到了医疗矿水的标准。

2.地热田热储概念模型

该地热田资源类型是以断裂构造型为主，兼具层状特征，彼此存在成生关系。因此，热储模型可以概化为以断裂构造控制边界的层状热储模型。热储层厚度（115m左右），比较稳定，产状比较平缓（5°～10°）。热储模型边界根据NNE、NW向或近EW向断裂确定。其热储概念模型描述如下。

2.1热源

地球深部热源、岩浆热液活动及放射性元素蜕变是本区热源的主要来源，其次为正常地温传导。

2.2通道

区内断裂构造较发育，这些断裂不仅沟通了深部热源的上涌，而且也是地下水深循环的主要通道。

2.3热储

（1）构造裂隙带状热储层。地热田内的寒武系长清群朱砂洞组地层受断裂影响，形成构造破碎带，构造裂隙较发育，为地下水的存储提供了空间，形成构造裂隙带状热储。

（2）层状热储。地热田内的层状热储为寒武系长清群朱砂洞组地层地层，岩性以深灰色厚层灰岩、白云质灰岩为主，岩溶裂隙较发育，具有储热空间，构成岩溶裂隙层状热储层。该地热井热储层厚度为115.86m，顶板埋深223.09m（相应标高-147.59m），底板埋深338.95m（相应标高-263.45m）。

2.4盖层

区内热储盖层主要为寒武系长清群馒头组碎屑岩类，岩性主要以砂岩、砂页岩、页岩、泥岩为主，夹有少量薄层灰岩。水量较小，单位涌水量<10m3/d·m，含水性差，视为相对隔水保温层。该地热井热储层盖层厚度为209.44m，盖层厚度顶板埋深13.65m（相应标高61.85m），底板埋深223.09m（相应标高-147.59m）。

结论

山东省肥城市安驾庄地热田地热资源属于以构造断裂控制为主的带状热储，兼有层状热储特征，地质构造条件比较复杂的中低温地热田Ⅱ—3类型。

参考文献

[1]徐军祥.我国地热资源与可持续开发利用[J].中国人口资源与环境，2005，15（2）：139-141.endprint