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山東省地熱資源特征及勘探對策

任書才王

(山東地質礦產學院,濟南250014)

作者簡介:任書才,(1963—)男,工程技術應用研究員,主要從事水力環境和地熱地質的勘探開發工作。

山東省地熱資源主要分為斷層型、斷陷型和坳陷盆地型兩種類型,在分布特征、埋深、溫度、水量等方面有明顯差異。在分析全省地熱資源分布特征的基礎上,結合經濟地理位置,提出不同的勘查原則和手段,指出應註意的問題,並提出具體建議。

關鍵詞:地熱資源;分布特征;探索;建議;山東省

地熱資源作為集熱源、水源、礦產資源於壹體的多用途“清潔”能源,越來越受到山東省各級政府和企業的重視,其勘探開發規模與日俱增。截至2006年初,全省已查明地熱田(點)72處,分布在除萊蕪、濟寧、棗莊、日照以外的18。但是在勘探開發的過程中,走了很多彎路,損失相當大。對此,筆者在分析全省地熱地質條件和地熱資源分布特點的基礎上,提出了幾點勘查建議。

1山東地熱資源分布特征

在成因類型上,山東省沒有高溫現代火山和巖漿地熱資源,只有中低溫斷裂地熱資源、斷裂地熱資源和凹陷地熱資源,受區域地質構造控制,不同區域地質環境形成的地熱資源類型不同。根據構造運動的強度和時期,結合溫泉和熱水孔的溫度暴露條件和分布,將山東省劃分為四個不同類型的地熱區。

(1)魯東地熱區:該區分布於二級構造單元膠遼臺隆山東段,西至沂沭斷裂帶東緣的昌邑-大店斷裂,包括威海、煙臺、青島及濰坊、日照部分地區。是全省最好的地熱異常顯示區,有14個溫泉出露。本區地層古老,構造活動活躍。它是從太古代-元古宙開始建造為壹套巨厚的碎屑巖-碳酸鹽巖,再經過變質作用和混合巖化作用形成膠東群地層。元古代以後,該區地層以上升運動為主,受中新生代構造活動影響,發生了大量酸性巖漿侵入和基性巖漿噴出。因此,可以說新構造運動產生的熱量和大規模花崗巖侵入體中放射性元素的衰變都形成了基礎。該區熱儲多呈脈狀,沿斷裂構造分布。熱儲層主要為火成巖和變質巖,厚度50 ~ 280米,水溫高65 ~ 90℃,鹽度低0.5 ~ 2.5克/升,分布面積小於65438±0平方公裏。

(2)沂沭斷裂帶地熱區:沂沭斷裂帶,包括濰坊、臨沂、日照三個地區,是山東省地震多發區,新構造活動強烈。該地區的四個主要斷層和其他小斷層將該地區分成幾個地塹和地壘。該區以裂隙型為主,面積較小,埋深壹般小於200米,水溫約60℃,礦化度約3 g/L,從以往溫度和新鉆地熱井來看,熱儲層有燕山期花崗巖侵入的圍巖蝕變帶、新生代噴發的安山巖和應時砂巖,說明沂沭斷裂帶是壹個成因類型多樣的地熱帶。

(3)魯西地熱區:由山東中南部山區和山前平原區組成,包括萊蕪、濟寧、棗莊、淄博,濰坊、濟南、菏澤大部,聊城、德州部分地區。它由魯西斷隆中的魯西斷塊隆起,西部和北部為聊考斷裂和廣漆斷裂,東部為沂沭斷裂帶西部的毛格溝斷裂組成。地熱田的成因和分布主要受活動斷裂構造控制,表現為局部深循環的地熱類型。熱儲層主要為寒武-奧陶系碳酸鹽巖,多呈脈狀分布。在魯西南和魯北地區,由於四級斷陷單元的存在和山前斜坡的分布,出現了較厚的新生界松散層。由於其良好的保溫性能,還有壹些層狀低溫熱水資源大面積分布,埋深200 ~ 1600 m,水溫40 ~ 80℃,礦化度0.4 ~ 3.5 g/L..

(4)魯北地熱區:該區位於華北斷陷山東部分,為第三級構造單元,地貌上為廣闊的平原。包括東營和濱州,以及聊城和德州的大部分。該地區地熱資源豐富,占山東省的63%以上。該區存在巨大的低熱導率厚蓋層,新生代碎屑沈積物不斷壓實產生重力壓縮熱,石油中的化學反應熱也為深部提供了壹定的熱源。該區地下熱儲多為大面積分布的層狀新生界孔隙熱儲,潛山分布區層狀熱儲之下還有碳酸鹽巖巖溶-裂縫熱儲,縱向上呈多層熱儲結構。埋深1000 ~ 2000 m,鹽度較高,為5 ~ 20g/l,水溫受構造和深度控制,為40 ~ 110℃。

2地熱資源勘查的原則和手段

根據地熱資源分布和熱儲特征,結合經濟和地理位置,勘查原則和手段應區別對待。

第壹,魯北地熱區和魯西地熱區西北平原區,地下熱儲多為多孔層狀熱儲,非熱異常區正常升溫速率在2℃/100m以上,特別是魯北地熱區,熱儲多為古近系-新近系熱儲,有的可達數千米,所以即使按正常升溫速率施工到經濟深度(2000m,因此, 該區地熱開發應以城鎮為中心,結合當地經濟建設,以開發的投入產出比為主要指標,其勘查手段以定點物探基礎上的鉆探施工為主,勘查與開采有機結合;

其次,在魯東地熱區、沂沭斷裂帶和魯西基巖山區,熱儲類型多為裸露或淺埋的帶狀熱儲,分布範圍小,交通不便的地區多有溫泉出露,開發難度大。但有些熱場分布在城鎮周邊,要以現有的溫泉出露或熱展示點為重點,結合開發的可能性。可采用遙感解釋、物探等手段,必要時可投入壹定的鉆探工作,揭露淺埋的帶狀熱儲層,擴大勘探範圍,提高精度,為開發提供基礎資料。

3地熱勘探中應註意的幾個問題

(1)地熱鉆探前,首先要分析宏觀熱條件,即儲、蓋、通、源是否具備。應通過遙感解譯、地表測溫、地熱地質調查等手段完成。

(2)合理選擇物探手段:查明地層結構和大中型斷裂構造,首選地震方法;電測深可用於判斷地層結構和中小型斷層;在查明地層結構和斷裂構造的基礎上,可以確定井段,可以參考大地巖性測深曲線的結果。

4壹些建議

(1)地熱勘探開發是壹項復雜的系統工程,建議主管部門進壹步加強管理;

(2)勘查單位要不斷提高勘查水平,完善勘查設備,隨時收集、分析、整理地熱地質條件的最新成果,做到有的放矢;

(3)加強地熱資源勘探開發的宣傳,也希望有誌於地熱勘探開發的投資者主動與正規專業團隊結合,防止不應有的浪費。