甘肃省敦煌市地热资源勘查利用可行性分析

摘  要：敦煌市地热资源赋存于敦煌盆地五墩深凹内，钻探揭露的热储层段为新近系热储。受地温加热与深部热水、岩石释放的热能加热，从而形成地热资源。本文通过分析区域地质特征、水文补迳排条件和地热田条件，提出了勘查开发敦煌市地热水的可行性建议。

关键词：敦煌市;地热水;成热条件;勘查开发;可行性

1、引言

敦煌市是一座古老的历史文化名城，是飞天艺术的故乡、佛教艺术的殿堂，有“戈壁绿洲”、“西部明珠”之称，是古丝绸之路上的黄金旅游胜地，被誉为“世界的敦煌”、“人类的敦煌”。敦煌市先后被命名为中国优秀旅游城市、“国际世界的中国品牌城市”、“中国自驾车旅游十大目的地”等等，随着有序规划和科学勘查开发地热水资源，必将吸引更多的国内外旅游观光者，对促进旅游产业发展、繁荣地方经济、脱贫攻坚、同步小康，将起到积极的作用。

2、地质特征

2.1地层及构造

敦煌市地层属塔里木地层区塔南地层分区，区内地层由新至老，主要有第四系（Q）、新近系（N）、中生界侏罗系（J）、太古宇-古元古界敦煌岩群（ArPtD）。普查区在构造位置中位于塔里木地台东缘狭长体中，挟持于天山-兴蒙褶皱系和祁连褶皱系之间，塔里木地台最东缘的中新生代台缘盆地。主体构造均呈东西向及北东东向。敦煌盆地是中新生代强烈下陷的构造盆地，盆地轴向北东，具压性边缘，为压陷盆地。自西向东划分为西戈壁浅陷、五墩深凹、疙瘩井过渡带、鸣沙山凸起四个次级构造单元。具有良好的成矿成热条件。

2.2水文地质条件

（1）地下水的赋存条件与分布规律

普查区地下水的赋存与分布，严格受地质、构造、水文及气象条件的控制。构造和地层岩性是地下水赋存的空间条件，而气象和水文则是地下水的形成主要因素，二者相辅相成，缺一不可，在不同的构造部位和不同的地层空间形成不同类型的地下水，其地下水的赋存和分布规律也各不相同。

第四系松散岩类孔隙水：普查区内广泛分布，含水层岩性主要为更新统、全新统冲积中细砂、粉细砂、含砾中粗砂，具多层结构，分布比较稳定，单层单井涌水量100-3000m3/d，水质总体较好，水化学类型以Cl·SO4-Na型水为主。

碎屑岩类裂隙孔隙层间水：主要含水层岩性为新近系、侏罗系泥质砂岩、泥质砂砾岩、砂岩等碎屑岩，其中新近系含水层单井涌水量100-1000m3/d，水质较差，矿化度1.0-2.0g/L，水化学类型为SO4·Cl-Na·Ca型水。据本次揭露侏罗系含水层单井涌水量不足100m3/d，水质极差，矿化度在10g/L左右。

基岩裂隙水：赋存于盆地基底风化壳和裂隙中，含水层岩性为片麻岩、斜长角闪岩、透辉石岩、石英片岩、大理岩和黑云母石英片岩及花岗岩、花岗闪长岩。本次钻探未揭露到，最大涌水量<100m3/d，水质较差，矿化度>5g/L，水化学类型为Cl·SO4-Na型水。但不排除基岩风化壳和构造发育部位赋存较大流量淡水的可能性。

（2）地下水的补给、径流与排泄条件

第四系松散岩类孔隙水：主要来自于党河河水、渠水、灌溉回归水渗漏补给和降水渗入补给、侧向径流补给等，补给来源较好，水量充沛。其运动方式以水平运动为主，以地面蒸发及植物蒸腾、人工开采及向下游侧向径流排泄。

碎屑岩类裂隙孔隙层间水：主要来自于上游侧向径流补给，以及少量上层松散层孔隙水的入渗补给以及古封存水。径流缓慢，总体流向自西南向东北径流。以向下游侧向径流为主要的排泄方式，其次少量通过与基岩裂隙水联通的裂隙、构造带渗入补给基岩裂隙水进行排泄。

基岩裂隙水：普查区位于区域基岩裂隙水的径流区，主要赋存于基底敦煌岩群风化壳及裂隙中，来源于上游基岩裂隙水顺层补给、上层碎屑岩类裂隙孔隙层间水的渗入补给和南部山区基岩裂隙水通过联通山区与盆地的导水裂隙侧向补给。普查区内推测基岩裂隙水一般径流缓慢，仅在裂隙发育密集段径流条件较好，总体自西南向东北径流，与区域地下水流动方向一致。在盆地前缘以顶托方式补给碎屑岩类裂隙孔隙层间水和向深部运移排泄。

3、区域地热地质条件

3.1区域地热异常显示

敦煌市城区及外围地区已打成地热勘探井4眼，均位于敦煌盆地五墩深凹内，揭露热储层段均为新近系热储，井口水温28.7-38℃。

3.2区域地温场特征

依据地热井不同孔段所测地温及计算地温梯度，0-30m为上部变温带，温度17℃-22℃，30-75m段为恒温带，温度17℃，75m以下为增温带，地热井揭露段最大地温57.6℃。其中，75-400m段地温增幅较大，属快速增温段，最大地溫梯度达6.1℃/100m（伊塘湖地热井实测值计算），400m-700m段地温增幅变小，属缓慢增温带，700m以下地温增率逐步变大。由此可见，不同的地层导热性能存在差异，地温梯度呈阶段性的递增趋势。

4、地热田条件

4.1地热田边界条件

从目前敦煌市盆地地热井揭露情况来看，地热田均位于敦煌盆地五墩深凹内，属新近系地层控制的低温盆地型地热田，四边以断裂围限。南部三危山山前深大断裂为补给边界，北以区域玉门关-苦水井断裂为阻水边界，西以西戈壁浅陷以F5断层为排泄边界，东以疙瘩井F8断层为补给边界。按区域地热模型和地下水运动规律分析，敦煌盆地五墩深凹内地热田属低温地热田。

4.2地热流体场及动态特征

普查区内地表未见热异常显示，临近机井均未见温度异常的浅层热水分布，结合区域内成热规律和DR04地热井揭露，深部仍存在地热异常显示，主要热储层为新近系，侏罗系中下统。

4.3地温场特征

依据DR04地热井泥浆温度测量曲线，深度300-1600m以下泥浆进口和出口温度基本变化幅度不大，大多保持在30℃左右，并呈增长趋势，1600-1800m段泥浆进口温度随气温下降，但出口温度未见明显变化，分析认为揭露段地温呈稳定增长，无地温异常增高段。

据DR04地热井测温资料，深度291m段以浅为缓增温带，温度低于19.82℃，平均地温梯度0.80℃/100m;深度291-1500m段为快速增温带，温度由19.82℃增至51.51℃，平均地温梯度2.62℃/100m;1500-1781m段地温增幅变大，由51.44℃增值61.98℃，地温梯度为3.76℃/100 m。

结束语：

地热资源的开发利用正在受到广泛的关注并成为热点，严峻的环境污染现实需求、国家和各级地方政府的重视、相关核心技术的进步和突破等，可以预示，地热清洁能源勘查开发将迎来黄金发展期，也将成为新时代地质工作转型发展的重要机遇。

近年来，随着敦煌市政策的大力支持，及旅游业对地热的需求，为敦煌地热开发创造有利条件。敦煌市城区主要热储层均为新近系砂岩、砂砾岩以及侏罗系粉细砂岩、粉砂岩，这为本次地热普查工作提供了充分的依据。上述地热勘探井均证明了敦煌市城区及外围地区深部有良好的热储及地热显示，为下一步的开发利用提供了可行性资料。

参考文献

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