河北省魏县矿产资源储量估算

张晨璐

（河北省煤田地质局水文地质队，河北 邯郸 056200）

本次工作区内包含有多个四级构造单元，其中汤阴断凹、邱县断凹及元村集断凹在临漳～魏县大断裂和临漳断裂和沧东断裂的控制下，沉积有巨厚的新生界（1000m～4200m）。对工作区内深部能源储量的推导采用的评价点原则为：①数据充分准确可靠；②评价点需在工作区内均匀分布；③长城系及太古界地层采用传导模型计算，其他地层采用梯度法计算。根据区内地层研究成果，临漳断凸区内新生界及下古生界以下赋存有长城系及太古界地层，该套地层致密、富水性差，是能源储藏的理想目标层位。因此，对该套地层采取传导空间模型，它是针对不含水的放射性花岗岩体建立的，其公式如下：

其中，T（Z）：深度z处的温度（℃）；T0：z-1处深度；q：对应基岩层流动监测值（mw/m2）；A：生热率；（μw/m3）；k：矿石导热率；W/（m·℃）；z：深度（km）。

由本区收集到的资料分析出本区断凸区与断凹区地层赋存状况有所差异，断凸区内5km以浅地层主要为新生界、下古生界、下元古界及太古界；断凹区内5km以浅地层主要为新生界、中生界及上古生界。

1 新生界岩系地层

上古生代和中生代碎屑岩系地层。工作区内上古生界及中生界碎屑岩系在凹陷区块分布，由于工作区内无钻孔揭露该套地层，搜集资料中仅有石炭-二叠系地层地温梯度，对所统计钻孔中生界地温梯度平均值为2.85℃/100m与《河北地热》中对上古生界和中生界碎屑岩系地温梯度描述2.5℃/100m～3.0℃/100m相符，因此对上古生界与中生界碎屑岩系采取2.85℃/100m的地温梯度进行推算。

2 矿石放热率

本区计算过程中对不同地层对应矿石生热率根据搜集资料对各地层矿石生热率研究数值表进行查询并换算，见下表1。

表1 华北地区各时代矿层放生热率表

3 矿石生热率

由于本次仅对长城系及太古界地层利用温度推导模型进行计算，该套地层致密、不含水，因此，选取对应地层风干岩样平均值参与计算，参数选取表格见表2。

表2 华北地区基岩生热率选取表（单位：w/m·℃）

根据工作区周围大地热值，绘制区域周边大地热值等值线，以此来选择各评价点位大地导热值，见图1。

4 靶区圈定依据和方法

将本区内5km以浅温度大于150℃的少裂隙、不透水地层做为本次评估的靶区圈定的依据。

靶区确定的方法：①依据热流富集特性，选取断凸区为目标区域，以大地电磁测深确定边界条件。由于深部矿产资源向断凸区内汇集的特性，且断凸区内非沉积相地层放射性衰变产热能力强，因此，选择断凸区为目标区域，在本项目以大地电磁测深工作确定构造边界及区域地层深度，选取临漳断凸为目标区域。②综合分析地层资料，选取目标层位。分析大地电磁测深成果及区域地层资料，根据区内地层赋存情况，选取少裂隙、不透水地层为目的层位。依据工作区地层赋存状况，选取太古界地层为目的层位。③以底界温度等值线圈定资源靶区。根据工作区地温场分析成果，对各评价点进行深部温度推算，并以此做出工作区内埋深5km处温度等值线，在此基础上，以150℃等值线为界，圈定大于150℃的区域为能源靶区。

图1 工作区内大地热流值等值线图

5 靶区圈定成果

根据以上分析方法，在地质及温度分析的基础上，圈定出资源靶区。靶区位于临漳断凸内的东南部，工作区的边界以临漳断凸及5km 150℃等值线为界，圈出靶区面积为185.64km2。通过收集区内及周边的地热井地层、地温资料及相关矿产资源评价报告及实施大地电磁测深工作，对工作区浅层矿田的生热机理、矿场特征、岩浆岩分布范围及矿产资源潜力等进行了分析评价，本区矿产资源靶的区位于工作区的东南部。通过公式3估算出靶区的资源储量。

6 资源量估算方法和资源量的预测

采用体积法预测资源储量，体积法公式如下：

公式中：Q-资源量的预测量（单位：J）；V--矿石体积（单位：km3）；ρ-矿石密度（单位：kg/km3）；CR--矿石比热容（单位：J/（kg·℃））；

对工作区内资源储量进行预测，工作区内埋深5km以浅层资源量为1.27×1019J，以每吨标准矿物燃烧产热2.93×1010J计，相当于4.33×108t标准能源的产能。

7 结论

通过对河北魏县北皋集地区地质构造的研究和矿产资源的推算确定了该地区能源的存储类型和存储量。资源的利用相对于该区域地质环境影响更小，长远的效益产出更大，为今后本地区的矿产资源开发利用提供了有力的数据依据。