遼寧凌海地區深層地熱資源賦存條件與開發利用分析

張穎

摘 要：地熱資源是儲存于地球內部可再生的環保型能源，而地熱（水）作為一種潔凈資源因利用廣泛不受時間和地域限制，越來越受到關注。以凌海西八千地區為例，采用地質調查、測繪、物探及鉆探的方法，查明該地區地熱田的地質條件、熱儲特征，分析判斷地熱流體賦存條件，為地熱井勘察提供技術基礎，具有長期借鑒作用。同時地熱資源可為凌海地區經濟發展提供清潔衛生、價格低廉的新型能源，具有廣泛的開發利用價值。

關鍵詞：地熱資源 地溫場 地熱流體 熱儲層 開發利用

中圖分類號：P314 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0088-01

錦州凌海西八地段交通便利，物產豐富，所處地貌單元為平原區，地形平坦。屬暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風氣候區，區內多年平均氣溫9.5 ℃。[1]。

1 地熱地質條件

西八千位于遼寧中部鼻狀幔隆區-彰武菊花幔凸，該地區為地勢沉降區，地幔隆起，地殼較薄，厚度約34.0 km。重力布伽正異常顯示，重力異常值為0～10毫伽。該地區為下遼河盆地西部邊緣地帶，下遼河盆地主要發育地層為第四系、上第三系明化鎮組和館陶組、下第三系東營組、沙河街組[2]。按地層時代從新到老可分為三個熱儲系統。上部為上第三系熱儲系統、中部為下第三系熱儲系統、下部為古潛山熱儲系統。

2 地熱資源儲量特征

西八千位于下遼河地熱田的逕流區，地熱田的邊界除西南部為相對隔水邊界外，其它各方向均為透水邊界。熱儲層為第三系沙河街組三段砂巖和砂礫巖，埋深1143 m，其平均滲透系數為1.2 m/d。熱儲上部明化鎮組、館陶組、東營組和沙河街組一、二段的泥巖，可視為熱儲的蓋層。

地溫來源于大地熱流，流值約為64 mW/m2，地溫在平面分布上基本一致；在垂向上總體趨勢屬于逐漸遞增。常溫帶深度為50 m，基準溫度11.5 ℃。地溫梯度基本處于3.27～3.39 ℃/100 m之間，屬正常地溫梯度。主要熱源為深部幔源熱，屬傳導型地熱。

3 地溫場特征

下遼河盆地北部地區的上第三系，由于靠近補給區和蓋層較薄，地溫梯度平均值為2.714 ℃/100 m。地溫的變化在下第三系隨構造埋深影響較為明顯，在東部凹陷的南部桃園-海外河等形成地溫高值區，平均地溫梯度值為3.8 ℃/100 m。前第三系地溫梯度各地區梯度變化也較大，平均值為3.11 ℃/100 m。

4 地熱流體

（1）地熱流體的特征

按整體地勢和所處下遼河盆地位置考慮，西八千地段地熱田地熱流體大體自西北向東南方向流動。由于位于下遼河盆地西部盆地邊緣，但地形平緩，地下熱水埋深較大，地下水交替作用較緩慢。

（2）地熱流體的化學特征

西八千地段地下熱水水化學類型為HCO3-Na型，地下熱水主要來源于早期沉積水和近期逕流補給水。按照熱儲層分層敘述：

上第三系熱儲層主要指館陶組，為層狀砂巖和泥巖的互層，砂層占層厚60%。館陶組含水層范圍小，含水層埋深500～1400 m，水溫20～50 ℃，水量達1000～2500 m3/d，礦化度在0.4～0.9 g/l，硬度小于20德國度[3]，PH值在8.0～9.0，屬淡水-微咸水。

下第三系熱儲層包括東營組、沙河街組，最大厚度8000 m。由于沉積條件的控制，地下水賦存空間的砂巖體主要特征是成巖性好，壓實程度高，含水層處于封閉或半封閉狀態，所以下第三系含水層埋深大，水量為150～1100 m3/d，礦化度一般介于1.0～10 g/l，屬微咸水-咸水，硬度一般為20～40德國度，pH值8～9，屬弱堿性水。

古潛山熱儲層，主要由下古生界和中上元古界海相碳酸鹽巖組成，地下水賦存于碳酸鹽巖的溶隙中。地層自上而下有二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系、青白口系、薊縣系及長城系。古潛山熱儲系統的特點是埋藏深、水溫高、儲層厚度大。水量較豐富，為70～270 m3/d。礦化度低于下第三系而高于上第三系，一般小于5 g/L。水溫一般在60～90 ℃之間。硬度小于20德國度，為微硬水。PH值在7.0～8.0，屬淡水-微咸水。

近代和現代大氣降水從東、西、北山區入滲，沿巖層面、斷裂破碎帶、節理裂隙等通道向盆地中心逕流，補給盆地地下水。局部地段由于斷裂的溝通，深層地下熱水補給上層。熱儲層厚度大、砂礫巖裂隙發育，逕流條件較好，以人工抽水為主要排泄方式。

（3）地熱流體的補給

地下熱水的主要來源于大氣降水，但對于深埋1000多米、上覆泥巖不透水蓋層的地下水，不可能直接接受大氣降水，所以熱儲中的地下水主要為沉積水和逕流補給水。沉積水是指隨沉積物一起沉積下來并保存在地下的水，這種水認為是早期的大氣降水形成的。除了沉積水，熱儲層中地下水還來自該地段西北部大氣降水入滲地下逕流補給。

5 地熱資源開發利用

根據水溫、水質和地區實際情況，將地下熱水開發利用建議如下：

（1）洗浴理療

西八千地理位置優越，交通便利，可開發為洗浴療養中心，同時還可以帶動相關產業發展。由于水中含有的礦物質，開發的地熱資源可直接利用于理療，具有較高的醫療保健功效。

（2）采暖

53 ℃的地下熱水可直接用于當地居民的冬季采暖。采暖后的熱水溫度有所降低，還可以利用為溫水養殖、溫水灌溉等，實現地下熱水的梯級開發利用。

（3）農業溫室

在地熱井周圍種植蔬菜或進行花卉栽培，利用溫水灌溉，既可以節約能源，又可促進經濟發展，將成為一個新的經濟增長點。

（4）水產養殖

抽取的地下熱水經取暖利用或冷水混合至30 ℃左右時，利用其進行熱帶魚養殖，推動漁業養殖的發展，可顯著提高經濟效益。

6 結語

（1）熱儲系統的特點是“層控熱儲，側向徑流補給，大地熱流供熱”。熱儲層為下第三系沙河街組三段，巖性為砂礫巖，總厚度為88.6 m。蓋層為上第三系和下第三系中的泥巖，厚度大，具有一定的保溫作用。

（2）西八千地熱井口出水最高溫度達53 ℃，屬低溫地熱資源溫熱水級別，可開發用于理療、洗浴、采暖、溫室及養殖等。

參考文獻

[1] 宋俊德.遼寧凌海西八千地段深層地熱勘查[R].錦州：遼寧省第一水文地質工程地質大隊，2011.

[2] 遼寧省地質礦產局編.遼寧省區域地質志[M].地質出版社，1989：701-706.

[3] 懂少杰.大沽河水源地地下水總硬度的分析與研究[J].環境科學與技術，2008（12）：125-131.endprint

摘 要：地熱資源是儲存于地球內部可再生的環保型能源，而地熱（水）作為一種潔凈資源因利用廣泛不受時間和地域限制，越來越受到關注。以凌海西八千地區為例，采用地質調查、測繪、物探及鉆探的方法，查明該地區地熱田的地質條件、熱儲特征，分析判斷地熱流體賦存條件，為地熱井勘察提供技術基礎，具有長期借鑒作用。同時地熱資源可為凌海地區經濟發展提供清潔衛生、價格低廉的新型能源，具有廣泛的開發利用價值。

關鍵詞：地熱資源 地溫場 地熱流體 熱儲層 開發利用

中圖分類號：P314 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0088-01

錦州凌海西八地段交通便利，物產豐富，所處地貌單元為平原區，地形平坦。屬暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風氣候區，區內多年平均氣溫9.5 ℃。[1]。

1 地熱地質條件

西八千位于遼寧中部鼻狀幔隆區-彰武菊花幔凸，該地區為地勢沉降區，地幔隆起，地殼較薄，厚度約34.0 km。重力布伽正異常顯示，重力異常值為0～10毫伽。該地區為下遼河盆地西部邊緣地帶，下遼河盆地主要發育地層為第四系、上第三系明化鎮組和館陶組、下第三系東營組、沙河街組[2]。按地層時代從新到老可分為三個熱儲系統。上部為上第三系熱儲系統、中部為下第三系熱儲系統、下部為古潛山熱儲系統。

2 地熱資源儲量特征

西八千位于下遼河地熱田的逕流區，地熱田的邊界除西南部為相對隔水邊界外，其它各方向均為透水邊界。熱儲層為第三系沙河街組三段砂巖和砂礫巖，埋深1143 m，其平均滲透系數為1.2 m/d。熱儲上部明化鎮組、館陶組、東營組和沙河街組一、二段的泥巖，可視為熱儲的蓋層。

地溫來源于大地熱流，流值約為64 mW/m2，地溫在平面分布上基本一致；在垂向上總體趨勢屬于逐漸遞增。常溫帶深度為50 m，基準溫度11.5 ℃。地溫梯度基本處于3.27～3.39 ℃/100 m之間，屬正常地溫梯度。主要熱源為深部幔源熱，屬傳導型地熱。

3 地溫場特征

下遼河盆地北部地區的上第三系，由于靠近補給區和蓋層較薄，地溫梯度平均值為2.714 ℃/100 m。地溫的變化在下第三系隨構造埋深影響較為明顯，在東部凹陷的南部桃園-海外河等形成地溫高值區，平均地溫梯度值為3.8 ℃/100 m。前第三系地溫梯度各地區梯度變化也較大，平均值為3.11 ℃/100 m。

4 地熱流體

（1）地熱流體的特征

按整體地勢和所處下遼河盆地位置考慮，西八千地段地熱田地熱流體大體自西北向東南方向流動。由于位于下遼河盆地西部盆地邊緣，但地形平緩，地下熱水埋深較大，地下水交替作用較緩慢。

（2）地熱流體的化學特征

西八千地段地下熱水水化學類型為HCO3-Na型，地下熱水主要來源于早期沉積水和近期逕流補給水。按照熱儲層分層敘述：

上第三系熱儲層主要指館陶組，為層狀砂巖和泥巖的互層，砂層占層厚60%。館陶組含水層范圍小，含水層埋深500～1400 m，水溫20～50 ℃，水量達1000～2500 m3/d，礦化度在0.4～0.9 g/l，硬度小于20德國度[3]，PH值在8.0～9.0，屬淡水-微咸水。

下第三系熱儲層包括東營組、沙河街組，最大厚度8000 m。由于沉積條件的控制，地下水賦存空間的砂巖體主要特征是成巖性好，壓實程度高，含水層處于封閉或半封閉狀態，所以下第三系含水層埋深大，水量為150～1100 m3/d，礦化度一般介于1.0～10 g/l，屬微咸水-咸水，硬度一般為20～40德國度，pH值8～9，屬弱堿性水。

古潛山熱儲層，主要由下古生界和中上元古界海相碳酸鹽巖組成，地下水賦存于碳酸鹽巖的溶隙中。地層自上而下有二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系、青白口系、薊縣系及長城系。古潛山熱儲系統的特點是埋藏深、水溫高、儲層厚度大。水量較豐富，為70～270 m3/d。礦化度低于下第三系而高于上第三系，一般小于5 g/L。水溫一般在60～90 ℃之間。硬度小于20德國度，為微硬水。PH值在7.0～8.0，屬淡水-微咸水。

近代和現代大氣降水從東、西、北山區入滲，沿巖層面、斷裂破碎帶、節理裂隙等通道向盆地中心逕流，補給盆地地下水。局部地段由于斷裂的溝通，深層地下熱水補給上層。熱儲層厚度大、砂礫巖裂隙發育，逕流條件較好，以人工抽水為主要排泄方式。

（3）地熱流體的補給

地下熱水的主要來源于大氣降水，但對于深埋1000多米、上覆泥巖不透水蓋層的地下水，不可能直接接受大氣降水，所以熱儲中的地下水主要為沉積水和逕流補給水。沉積水是指隨沉積物一起沉積下來并保存在地下的水，這種水認為是早期的大氣降水形成的。除了沉積水，熱儲層中地下水還來自該地段西北部大氣降水入滲地下逕流補給。

5 地熱資源開發利用

根據水溫、水質和地區實際情況，將地下熱水開發利用建議如下：

（1）洗浴理療

西八千地理位置優越，交通便利，可開發為洗浴療養中心，同時還可以帶動相關產業發展。由于水中含有的礦物質，開發的地熱資源可直接利用于理療，具有較高的醫療保健功效。

（2）采暖

53 ℃的地下熱水可直接用于當地居民的冬季采暖。采暖后的熱水溫度有所降低，還可以利用為溫水養殖、溫水灌溉等，實現地下熱水的梯級開發利用。

（3）農業溫室

在地熱井周圍種植蔬菜或進行花卉栽培，利用溫水灌溉，既可以節約能源，又可促進經濟發展，將成為一個新的經濟增長點。

（4）水產養殖

抽取的地下熱水經取暖利用或冷水混合至30 ℃左右時，利用其進行熱帶魚養殖，推動漁業養殖的發展，可顯著提高經濟效益。

6 結語

（1）熱儲系統的特點是“層控熱儲，側向徑流補給，大地熱流供熱”。熱儲層為下第三系沙河街組三段，巖性為砂礫巖，總厚度為88.6 m。蓋層為上第三系和下第三系中的泥巖，厚度大，具有一定的保溫作用。

（2）西八千地熱井口出水最高溫度達53 ℃，屬低溫地熱資源溫熱水級別，可開發用于理療、洗浴、采暖、溫室及養殖等。

參考文獻

[1] 宋俊德.遼寧凌海西八千地段深層地熱勘查[R].錦州：遼寧省第一水文地質工程地質大隊，2011.

[2] 遼寧省地質礦產局編.遼寧省區域地質志[M].地質出版社，1989：701-706.

[3] 懂少杰.大沽河水源地地下水總硬度的分析與研究[J].環境科學與技術，2008（12）：125-131.endprint

摘 要：地熱資源是儲存于地球內部可再生的環保型能源，而地熱（水）作為一種潔凈資源因利用廣泛不受時間和地域限制，越來越受到關注。以凌海西八千地區為例，采用地質調查、測繪、物探及鉆探的方法，查明該地區地熱田的地質條件、熱儲特征，分析判斷地熱流體賦存條件，為地熱井勘察提供技術基礎，具有長期借鑒作用。同時地熱資源可為凌海地區經濟發展提供清潔衛生、價格低廉的新型能源，具有廣泛的開發利用價值。

關鍵詞：地熱資源 地溫場 地熱流體 熱儲層 開發利用

中圖分類號：P314 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（a）-0088-01

錦州凌海西八地段交通便利，物產豐富，所處地貌單元為平原區，地形平坦。屬暖溫帶大陸性半濕潤半干旱季風氣候區，區內多年平均氣溫9.5 ℃。[1]。

1 地熱地質條件

西八千位于遼寧中部鼻狀幔隆區-彰武菊花幔凸，該地區為地勢沉降區，地幔隆起，地殼較薄，厚度約34.0 km。重力布伽正異常顯示，重力異常值為0～10毫伽。該地區為下遼河盆地西部邊緣地帶，下遼河盆地主要發育地層為第四系、上第三系明化鎮組和館陶組、下第三系東營組、沙河街組[2]。按地層時代從新到老可分為三個熱儲系統。上部為上第三系熱儲系統、中部為下第三系熱儲系統、下部為古潛山熱儲系統。

2 地熱資源儲量特征

西八千位于下遼河地熱田的逕流區，地熱田的邊界除西南部為相對隔水邊界外，其它各方向均為透水邊界。熱儲層為第三系沙河街組三段砂巖和砂礫巖，埋深1143 m，其平均滲透系數為1.2 m/d。熱儲上部明化鎮組、館陶組、東營組和沙河街組一、二段的泥巖，可視為熱儲的蓋層。

地溫來源于大地熱流，流值約為64 mW/m2，地溫在平面分布上基本一致；在垂向上總體趨勢屬于逐漸遞增。常溫帶深度為50 m，基準溫度11.5 ℃。地溫梯度基本處于3.27～3.39 ℃/100 m之間，屬正常地溫梯度。主要熱源為深部幔源熱，屬傳導型地熱。

3 地溫場特征

下遼河盆地北部地區的上第三系，由于靠近補給區和蓋層較薄，地溫梯度平均值為2.714 ℃/100 m。地溫的變化在下第三系隨構造埋深影響較為明顯，在東部凹陷的南部桃園-海外河等形成地溫高值區，平均地溫梯度值為3.8 ℃/100 m。前第三系地溫梯度各地區梯度變化也較大，平均值為3.11 ℃/100 m。

4 地熱流體

（1）地熱流體的特征

按整體地勢和所處下遼河盆地位置考慮，西八千地段地熱田地熱流體大體自西北向東南方向流動。由于位于下遼河盆地西部盆地邊緣，但地形平緩，地下熱水埋深較大，地下水交替作用較緩慢。

（2）地熱流體的化學特征

西八千地段地下熱水水化學類型為HCO3-Na型，地下熱水主要來源于早期沉積水和近期逕流補給水。按照熱儲層分層敘述：

上第三系熱儲層主要指館陶組，為層狀砂巖和泥巖的互層，砂層占層厚60%。館陶組含水層范圍小，含水層埋深500～1400 m，水溫20～50 ℃，水量達1000～2500 m3/d，礦化度在0.4～0.9 g/l，硬度小于20德國度[3]，PH值在8.0～9.0，屬淡水-微咸水。

下第三系熱儲層包括東營組、沙河街組，最大厚度8000 m。由于沉積條件的控制，地下水賦存空間的砂巖體主要特征是成巖性好，壓實程度高，含水層處于封閉或半封閉狀態，所以下第三系含水層埋深大，水量為150～1100 m3/d，礦化度一般介于1.0～10 g/l，屬微咸水-咸水，硬度一般為20～40德國度，pH值8～9，屬弱堿性水。

古潛山熱儲層，主要由下古生界和中上元古界海相碳酸鹽巖組成，地下水賦存于碳酸鹽巖的溶隙中。地層自上而下有二疊系、石炭系、奧陶系、寒武系、青白口系、薊縣系及長城系。古潛山熱儲系統的特點是埋藏深、水溫高、儲層厚度大。水量較豐富，為70～270 m3/d。礦化度低于下第三系而高于上第三系，一般小于5 g/L。水溫一般在60～90 ℃之間。硬度小于20德國度，為微硬水。PH值在7.0～8.0，屬淡水-微咸水。

近代和現代大氣降水從東、西、北山區入滲，沿巖層面、斷裂破碎帶、節理裂隙等通道向盆地中心逕流，補給盆地地下水。局部地段由于斷裂的溝通，深層地下熱水補給上層。熱儲層厚度大、砂礫巖裂隙發育，逕流條件較好，以人工抽水為主要排泄方式。

（3）地熱流體的補給

地下熱水的主要來源于大氣降水，但對于深埋1000多米、上覆泥巖不透水蓋層的地下水，不可能直接接受大氣降水，所以熱儲中的地下水主要為沉積水和逕流補給水。沉積水是指隨沉積物一起沉積下來并保存在地下的水，這種水認為是早期的大氣降水形成的。除了沉積水，熱儲層中地下水還來自該地段西北部大氣降水入滲地下逕流補給。

5 地熱資源開發利用

根據水溫、水質和地區實際情況，將地下熱水開發利用建議如下：

（1）洗浴理療

西八千地理位置優越，交通便利，可開發為洗浴療養中心，同時還可以帶動相關產業發展。由于水中含有的礦物質，開發的地熱資源可直接利用于理療，具有較高的醫療保健功效。

（2）采暖

53 ℃的地下熱水可直接用于當地居民的冬季采暖。采暖后的熱水溫度有所降低，還可以利用為溫水養殖、溫水灌溉等，實現地下熱水的梯級開發利用。

（3）農業溫室

在地熱井周圍種植蔬菜或進行花卉栽培，利用溫水灌溉，既可以節約能源，又可促進經濟發展，將成為一個新的經濟增長點。

（4）水產養殖

抽取的地下熱水經取暖利用或冷水混合至30 ℃左右時，利用其進行熱帶魚養殖，推動漁業養殖的發展，可顯著提高經濟效益。

6 結語

（1）熱儲系統的特點是“層控熱儲，側向徑流補給，大地熱流供熱”。熱儲層為下第三系沙河街組三段，巖性為砂礫巖，總厚度為88.6 m。蓋層為上第三系和下第三系中的泥巖，厚度大，具有一定的保溫作用。

（2）西八千地熱井口出水最高溫度達53 ℃，屬低溫地熱資源溫熱水級別，可開發用于理療、洗浴、采暖、溫室及養殖等。

參考文獻

[1] 宋俊德.遼寧凌海西八千地段深層地熱勘查[R].錦州：遼寧省第一水文地質工程地質大隊，2011.

[2] 遼寧省地質礦產局編.遼寧省區域地質志[M].地質出版社，1989：701-706.

[3] 懂少杰.大沽河水源地地下水總硬度的分析與研究[J].環境科學與技術，2008（12）：125-131.endprint