山東省青州市王母宮地?zé)岙惓^(qū)分布規(guī)律及形成條件分析

■李俊志 楊磊 趙瑞英

（山東省煤田地質(zhì)局第四勘探隊(duì)山東濰坊 261206）

山東省青州市王母宮地?zé)岙惓^(qū)分布規(guī)律及形成條件分析

■李俊志 楊磊 趙瑞英

（山東省煤田地質(zhì)局第四勘探隊(duì)山東濰坊 261206）

青州市王母宮地?zé)岙惓^(qū)位于魯西斷隆之泰沂隆起的北部，屬于濰西凹陷區(qū)。通過(guò)對(duì)該區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)查、構(gòu)造性質(zhì)研究、地質(zhì)井孔水溫調(diào)查，初步總結(jié)地溫分布規(guī)律，建立熱儲(chǔ)模型，為擴(kuò)大地?zé)豳Y源及開(kāi)發(fā)利用，提供一定的依據(jù)。

王母宮 地?zé)岙惓?分布規(guī)律 熱儲(chǔ)模型

1 緒言

青州市北部王母宮縣蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源，研究其賦存規(guī)律，對(duì)同類地區(qū)地?zé)豳Y源勘查評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)有著積極的指導(dǎo)意義

2 區(qū)域地質(zhì)條件

2.1 地層

王母宮縣地層屬魯西地層分區(qū)濰坊—臨沂地層小區(qū)，主要有寒武—奧陶系九龍群炒米店組及三山子組、奧陶系馬家溝組、古近系五圖群、新近系臨朐群及第四系。

2.2 構(gòu)造

青州王母宮縣位于魯西地塊之魯中隆起的東北部—昌樂(lè)凹陷區(qū)，北部與華北坳陷之濟(jì)陽(yáng)斷坳的牛頭潛凹相接。區(qū)內(nèi)以構(gòu)造斷裂為主，主要有北西、北東、南北和北東東向組成，其中規(guī)模較大的斷裂有：五井?dāng)嗔选⑴R朐—跋山斷裂、益都斷裂、朱劉店斷裂等。斷裂主要形成于中生代燕山期，并且經(jīng)過(guò)多期活動(dòng)，有的至今仍在活動(dòng)。

2.3 區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)條件

王母宮縣位于魯西斷隆之泰沂隆起的北部，屬于濰西凹陷區(qū)，北部與華北斷陷之濟(jì)陽(yáng)坳陷的壽光凸起相接，西南部與泰沂隆起之魯山凸起為鄰。濰西凹陷東靠沂沭斷裂帶，該斷裂帶總體走向10—25°，傾向80°左右，并有四條主干斷裂組成，是一條深達(dá)地幔的復(fù)雜活動(dòng)斷裂帶。該斷裂帶近期活動(dòng)頻繁，是重要的熱源通道，能將上地幔與地殼深部巨大的熱能傳遞到地殼淺部以至地表。

3 水文地質(zhì)特征

大氣降水為該區(qū)地下水的主要補(bǔ)給來(lái)源，由于本區(qū)大部被第四系覆蓋，地形起伏不大，沖溝不發(fā)育，故降水不易形成地表逕流，可以直接對(duì)第四系含水層進(jìn)行補(bǔ)給。雨季以地表或地下逕流的形式排泄到彌河、豬龍水、堯河及其支流中，最終流出區(qū)外；人為開(kāi)采地下水也是主要的排泄方式。

根據(jù)本區(qū)所出露的地層巖性，地下水的埋藏賦存條件可將含水層劃分為松散巖類孔隙含水巖組、噴出巖類孔洞裂隙含水巖組、碳酸鹽巖類裂隙巖溶水含水巖組三種。地下水化學(xué)類型為HCO3-Na? Ca型水或HCO3.SO4—Na?Mg型水，礦化度0.35～0.6g/L。

4 王母宮地?zé)岙惓^(qū)評(píng)述

4.1 地溫分布規(guī)律

通過(guò)對(duì)王母宮縣內(nèi)的機(jī)民井測(cè)溫調(diào)查，測(cè)溫孔60個(gè)，測(cè)溫截止深度一般在40～100m之間，最深為200m。區(qū)內(nèi)40m深度地溫一般在14～14.5℃之間，大于15℃的地段較少，呈點(diǎn)狀或線狀分布，主要位于李集一帶、堂子—王明村一線、張裴一帶，西張村—寺古村一線。李集村內(nèi)溫度最高為15.9℃，

4.2 恒溫層深度的確定

根據(jù)我國(guó)華北地區(qū)地?zé)嵫芯抠Y料，恒溫層深度為20m。根據(jù)測(cè)溫資料分析，并結(jié)合前人工作的成果資料，將20m作為王母宮縣恒溫層深度，并參與地溫梯度及熱儲(chǔ)溫度的計(jì)算：青州市王母宮地區(qū)附近，其地溫梯度在3.65℃/100m左右。

4.3 地溫異常評(píng)述

該地?zé)岙惓^(qū)地溫梯度大于2℃/100m的區(qū)域面積約0.22Km2,地溫梯度大于3℃/100m的面積約0.02Km2，主要集中在南四村附近。該地?zé)岙惓^(qū)第四系厚度60～120m，水位埋深27.5～35.0m，第四系之下為新近系、古近系，主要巖性為玄武巖、泥巖、頁(yè)巖等，根據(jù)收集到的鉆探的鉆孔資料以及附近開(kāi)展地?zé)峥辈榈认嚓P(guān)資料，該區(qū)恒溫層在20m左右，溫度14.5℃，地溫梯度值為3.29℃/100m。該區(qū)熱儲(chǔ)層主要為古近系沙河街組四段，其頂板埋深在1700m左右，底板埋深1950m左右，熱儲(chǔ)層厚度近250m，估算在1900m深處的溫度為64.50℃。該地?zé)岙惓^(qū)屬孔隙-裂隙型的熱儲(chǔ)層。地?zé)豳Y源類型為中低溫地?zé)豳Y源溫?zé)崴疅醾鲗?dǎo)型。

5 地?zé)嵝纬蓷l件分析

由于王母宮縣主要位于濰西凹陷區(qū)內(nèi)，新生代的第三紀(jì)以來(lái)，主要表現(xiàn)為不斷的下降運(yùn)動(dòng)，沉積了巨厚的古近系，其主要巖性有粘土巖、頁(yè)巖、砂巖等；新近系時(shí)，火山活動(dòng)劇烈，形成了區(qū)內(nèi)厚度較大的玄武巖建造。這些地層厚度大，熱導(dǎo)率低，保溫性能好，成為良好的蓋層，對(duì)區(qū)內(nèi)地下熱源起到了較好的保護(hù)作用。

5.1 該區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件分析

該區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)條件分析：該區(qū)第三系之下為古生代寒武—奧陶系灰?guī)r地層，厚度大于1000m，其裂隙、巖溶均較為發(fā)育，成為地下熱水較好的逕流通道和儲(chǔ)存空間，形成區(qū)內(nèi)熱儲(chǔ)層。蓋層在青州市西南部也就是青州南部低山丘陵區(qū)大面積出露，接受大氣降水入滲補(bǔ)給而形成裂隙巖溶水，由南向北逕流，并通過(guò)深大斷裂向深部逕流，成為地下熱水源源不斷的載體。該區(qū)內(nèi)自中生代以來(lái)，受燕山期地殼運(yùn)動(dòng)的影響，形成了大規(guī)模的深大斷裂，使上地慢物質(zhì)上涌或沿深大斷裂侵入到地殼淺部，從而形成了區(qū)域溫度或熱流值普遍升高的背景。青州市西南部區(qū)內(nèi)構(gòu)造斷裂構(gòu)造發(fā)育，斷裂規(guī)模較大，切割較深，對(duì)大地構(gòu)造單元的劃分和地層的形成具有控制作用。該斷裂從印支期至今仍在不斷的活動(dòng)，并伴隨有很強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)和火山活動(dòng)。該斷裂的存在為地下水的深部循環(huán)和地殼深部熱源向地殼淺部傳輸提供了良好的通道。奧陶系灰?guī)r在不同時(shí)期多次構(gòu)造應(yīng)力的作用下，裂隙巖溶及破碎帶發(fā)育，具有較好的導(dǎo)水和儲(chǔ)熱性能，為本區(qū)的熱儲(chǔ)層。上覆第三系和第四系粘土巖、頁(yè)巖、砂巖等具有較好的隔熱隔水性能，且厚度較大，構(gòu)成了熱儲(chǔ)的蓋層。由此構(gòu)成了王母宮縣內(nèi)熱源、載體（地下水）、熱儲(chǔ)、蓋層四大熱儲(chǔ)基本要素。

5.2 熱儲(chǔ)概念模型的建立

王母宮縣位于濰西凹陷內(nèi)，南部以朱劉店斷裂與廬山凸起分界，該斷裂呈東西走向，南盤上升，北盤下降，形成了該斷裂以南寒武—奧陶系灰?guī)r和第三系玄武巖出露地表，而該斷裂以北寒武—奧陶系灰?guī)r則深埋地下，其上部堆積了巨厚的第三系和第四系。本區(qū)熱儲(chǔ)地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水入滲補(bǔ)給，南部寒武—奧陶系灰?guī)r接受降水入滲補(bǔ)給后，地下水由南向北逕流，一部分自較淺部位補(bǔ)給奧陶系灰?guī)r含水層，形成常溫裂隙巖溶水；另一部分沿?cái)嗔褬?gòu)造帶或裂隙帶下滲至地殼深部，經(jīng)深部循環(huán)加熱，在隱伏區(qū)由于靜水壓力和地下水受熱后比重的減小上浮力的作用下，沿裂隙破碎帶上升至地殼淺部，形成地?zé)岙惓^(qū)。

[1]《山東省地?zé)醿?chǔ)分區(qū)及勘查開(kāi)發(fā)前景研究》，山東省地礦工程勘察院.

[2]《地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范》 （GB11615-89）.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-156-1

李俊志（1987～），男，本科，研究方向?yàn)榈刭|(zhì)勘查及煤田地質(zhì)、水文地質(zhì)。