衛輝市某小區地熱地質條件初析

[摘 要] 項目區地處中朝準地臺華北坳陷南端的湯陰斷陷內南緣，與太行拱斷束交斜坡部位，其控制性斷裂湯東和湯西斷裂屬區域性深大斷裂，是良好的導熱構造。區內地熱類型為傳導型地熱資源，主要為層狀熱儲及斷裂破碎帶（影響帶）熱儲。工作區地溫梯度2.5 ℃/100 m～3.5 ℃/100 m。根據地熱地質條件，統計并分析已開采地熱井的井深、出水量、水溫及單位涌水量等資料得出：本次項目設計井深1 400 m，水溫55℃，水量40 m3/h，是可行的。

[關鍵詞] 地熱地質條件；熱儲層；湯陰斷陷內南緣

[中圖分類號] TK521 [文獻標識碼] A

地熱是一種清潔、可再生的綠色能源，開發地熱有助于提高城市品位，有利于實現生態城市的建設，改善環境、構建和諧社會，其意義遠大。衛輝市位于中朝準地臺華北坳陷南端的湯陰斷陷內南緣，與太行拱斷束交斜坡部位，其控制性斷裂湯東和湯西斷裂屬區域性深大斷裂，是良好的導熱構造。據區域地熱資料，本區1 500 m深度內含水層，主要為新近系孔隙裂隙含水巖組，上部巨厚的第四系蓋層則為良好的熱儲蓋層。據統計：衛輝市區目前開采地熱水的深水井共有6眼，已開采地熱井井深一般在1 000 m～1 400 m之間，井口出水溫度31 ℃～55 ℃，單井出水量10 m3/h～45 m3/h。已開采的地熱井主要用于供暖、洗浴，開發利用較為單一，但其產生的經濟效益較為顯著。

1 地質概況

1.1 區域地層巖性

衛輝市東南部屬于黃河沖積平原、西北部屬山前沖洪積傾斜平原之沖洪積緩傾斜地，地表為第四系覆蓋，其下覆地層依次為新近系、奧陶系、寒武系、上元古界地層，區域地層由老至新分述如下：

1.1.1 上元古界（Pt）

該地層斷續分布于郭帽山、云夢山的山腰處，形成極醒目的帶狀陡坎地貌。巖性為一套紫紅色巨厚層狀石英巖狀砂巖。明顯區別于上、下地層。

1.1.2 寒武系（∈）

主要分布于云夢山、郭帽山附近。為一套以灰綠色、黃綠色頁巖、灰色厚層狀灰巖、鮞狀灰巖、鮞狀白云巖為主的地層。不整合于太古界、上元古界地層之上。

1.1.3 奧陶系（O）

分布于東陳召—分將池、大池山附近。巖性為灰色含燧石條帶白云巖、角礫狀灰巖、灰色厚層狀灰巖。與下伏地層寒武系地層平行不整合接觸。

1.1.4 新近系（N2h）

零星出露于東陳召、衛輝市北側，形成崗地地貌。巖性主要為灰白色、白色鈣質、砂質泥巖、砂巖。

1.1.5 第四系（Q）

工作區第四系廣泛出露，巖性以坡洪積、沖洪積成因的淺褐黃色、棕紅色含礫、砂粉質粘土、灰黃色、淺灰色富含礫石及其透鏡體的粉土、卵礫石層及黃河沖洪積成因的灰黃色粉質粘土、粉土、粉砂。

1.2 區域地質構造

工作區位于華北坳陷之湯陰斷陷內，構造以斷裂為主，主要斷裂有湯西斷裂和湯東斷裂。

湯西斷裂：位于工作區西部，走向北東15°～17°，傾向東，傾角67°，為正斷層。斷層切割太古界-新近系，落差1 000 m以上，影響帶寬度2 km～3 km，長約80 km，構成湯陰斷陷西界，并成為丘陵、山地與平原分界線。

湯東斷裂：位于工作區中部，走向北北東，斷面向西陡傾，為隱伏正斷層。斷層切割太古界-新近系，東盤上升，西盤下降，一般落差1 500 m～2 000 m，最大落差達5 000 m～6 000 m，省內長約140 km，構成湯陰斷陷東界，屬自燕山期以來長期活動的巖石圈深斷裂。

2 區域地熱地質特征

衛輝市位于中朝準地臺華北坳陷南端的湯陰斷陷內南緣，與太行拱斷束交斜坡部位，其控制性斷裂湯東和湯西斷裂屬區域性深大斷裂，是良好的導熱構造。

據區域地熱資料，本區1 500 m深度內含水層，主要為新近系孔隙裂隙含水巖組。地下水來源主要為西部山區地下水的側向徑流補給，其遇到導熱構造和自然增溫，形成地下熱水，儲存于新生界碎屑巖類含水巖中，上部巨厚的第四系蓋層則為良好的保溫層。

3 區域熱儲特征及地溫場分布

衛輝市區埋深2 000 m以內主要熱儲層為新近系熱儲層。湯東斷裂以西、湯西斷裂以東，熱儲底板埋深一般1 500 m～2 000 m，市區北部宋村附近熱儲底板埋深2 500 m～3 000 m。新近系熱儲上部為巨厚的第四系覆蓋層。新近系熱儲層含水介質主要為細砂、中砂巖，其次為粉砂、粗砂、礫巖。

工作區地溫主要受到構造斷裂和基底構造起伏的控制，新生界地溫梯度東南高西北低，基本上以湯西斷裂為界，以西地溫梯度2.5 ℃/100 m～3 ℃/100 m，以東地溫梯度3.0 ℃/100 m～3.5 ℃/100 m。

目前，評價區已建地熱井取水段多為800 m～1 200 m，井口水溫44 ℃～62 ℃，單井出水量10 m3/h～43 m3/h。根據已有地熱井資料計算評價區地溫梯度值3.08 ℃/100 m～3.35 ℃/100 m。

4 結論

根據衛輝市項目區地熱地質條件，對工作區的地熱信息進行總計分析，得出如下結論：

該地熱井沒做專門的地球物理勘探，依據區域的地熱地質資料和周邊地熱井物探及測深的實測資料，判斷井位地處湯陰斷陷內南緣，有較好的儲熱條件，1 500 m深度內分布有新近系熱儲層，有望打出出水量為40 m3/h，溫度為55 ℃的地熱流體。

參考文獻：

[1]河南省地質局地質科學研究所.河南省基巖地質圖說明書[G].1978.

[2]河南省地質局水管處、科技處.河南省地熱資源調查研究報告[R].1981.

[3]河南省地質礦產局主編.河南省區域地質志[M].地質出版社，1989.