陜西麟游縣城區(qū)段地?zé)豳Y源勘探試驗(yàn)研究

景宏彬

（陜西省水務(wù)集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710075）

1 縣城區(qū)域基本概況

1.1 地理位置

麟游縣城區(qū)東距西安163 km,西距寶雞110 km，主要交通干道有S306省道及麟眉公路穿過(guò)縣城。麟游縣總體地勢(shì)南高北低、西高東低，千山余脈將麟游縣分為南北兩部分。最高海拔1650 m為東南部的永安山，最低海拔1010 m為北部杜水河谷。區(qū)域內(nèi)分布有河谷階地、黃土梁峁、中低山與低中山四種地貌形態(tài)。

1.2 區(qū)域水文地質(zhì)條件

麟游縣城區(qū)域地下水分布不均，依據(jù)含水層的巖石性質(zhì)及地下水在其空間的分布狀態(tài)，主要有潛水與承壓水兩類。

第四系全新統(tǒng)黃土狀粉土或亞砂土分布于各河流兩側(cè)，下部為含砂的卵石層潛水受地表水和降水補(bǔ)給，面積小，儲(chǔ)量不大而且潛水多被深溝切割疏干；第四系黃土殘塬風(fēng)積黃土層潛水分布于縣城東部水位埋深50~100 m，泉水流量0.005~0.037 m3/s。

三疊系砂巖、頁(yè)巖、礫巖裂隙水分布縣城境內(nèi)東南部。含水層為厚層狀砂巖，裂隙較為發(fā)育，出水量為0.079 m3/s。

承壓水主要分布于奧陶系、二疊系、三疊系砂巖地層的構(gòu)造裂隙發(fā)育地段，三疊系砂巖有細(xì)、中、粗結(jié)構(gòu)，鈣質(zhì)膠結(jié)，結(jié)構(gòu)疏松，水位埋深12~50 m，出水量3.894 m3/s。

野外地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，二疊系千峰組、石盒子組砂巖巖性較粗，具有一定的儲(chǔ)水性能，區(qū)內(nèi)廣泛分布NEE向與NNW向互為共軛的扭裂隙，具有棋盤格式構(gòu)造的特征，增加了構(gòu)造裂隙儲(chǔ)水的能力。

1.3 地?zé)岬刭|(zhì)條件

麟游縣城區(qū)域內(nèi)以碳酸巖為主的奧陶統(tǒng)三道溝組地層在杜水河一帶埋深于3000 m以下，深度大，論證地?zé)豳Y源以二疊系碎屑巖作為主要熱儲(chǔ)層。

區(qū)域地層出露：下古生界寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)地層出露于麟游縣南分水嶺地帶，厚188~879 m；上古生界二疊系地層出露于下永安-上永安一帶，厚98~395 m；中生界三疊系地層分布于杜水河兩岸，厚333~1000 m；新生界第四系地層杜水河及永安河谷，厚度小于10 m，下栗川-黑山頭梁一帶，厚20~80 m。

熱儲(chǔ)蓋層：第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土、砂礫石層埋深0~10 m，厚10 m；三疊系中統(tǒng)紙坊組細(xì)砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖，埋深10~900 m，厚890 m；三疊系下統(tǒng)劉家溝組細(xì)砂巖夾泥巖、礫巖，埋深900~1300 m，厚400 m。

熱儲(chǔ)層：麟游縣城區(qū)域主要熱儲(chǔ)層考慮二疊系上統(tǒng)及下統(tǒng)碎屑巖、奧陶系上統(tǒng)局部碎屑巖夾碳酸巖巖層段。二疊系上統(tǒng)石千峰群孫家溝組、下統(tǒng)石盒子組粗粒砂巖與砂質(zhì)泥巖及頁(yè)巖互層在杜水河一帶埋深1300~2000 m，厚700 m。

2 地?zé)豳Y源勘查

為充分論證麟游縣城區(qū)域地?zé)釡厝Y源，陜西金石礦業(yè)有限公司2011年9~10月采用大地電磁測(cè)深法、人工地震法對(duì)縣城南康家溝進(jìn)行了勘查、陜西工程勘察研究院2012年10月至2012年1月采用放射性α卡法、大地電磁測(cè)深法、人工地震法（吳家溝）對(duì)縣城南吳家溝、楊七家溝、栗川溝、杜水河南岸進(jìn)行了勘查，陜西省一三九煤田地質(zhì)水文地質(zhì)有限公司2017年9~11月采用放射性α卡法、大地電磁測(cè)深法對(duì)康家溝進(jìn)行了對(duì)比勘查。

2.1 地面調(diào)查

通過(guò)對(duì)論證區(qū)50 km2范圍內(nèi)30km線路、10個(gè)地質(zhì)點(diǎn)、21個(gè)水文地質(zhì)點(diǎn)的野外地面調(diào)查，結(jié)合搜集到的12套區(qū)域相關(guān)資料對(duì)論證區(qū)水文地質(zhì)進(jìn)行了填圖，采集巖石標(biāo)本進(jìn)行專門的含水性研究，對(duì)出露的地表水、泉水、井水選擇有代表性的進(jìn)行采集化驗(yàn)研究，測(cè)量水溫、礦化度、總硬度及微量元素等。

（1）地表水特征：地表水主要有杜水河、清水河及出露的泉水，化學(xué)類型為 HCO3·SO4-Ca·Mg 型，礦化度 0.601~0.73 1g/L，總硬度3745.8~4036.8 mg/L，pH值7.33~7.38。

（2）地下水特征：松散層地下水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型或HCO3-Ca·Mg型，礦化度0.324~0.772 g/L，總硬度112.2~257.8 mg/L，水溫12~15℃。三疊系中統(tǒng)紙坊組地下水（砂巖裂隙水）化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型或HCO3-Ca·Mg型，礦化度0.483~0.790 g/L，總硬度2337.5~5100.5 mg/L，水溫14~18℃。三疊系下統(tǒng)劉家溝組地下水（砂泥巖裂隙水）化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg 型，礦化度 0.484~0.793 g/L，總硬度 3090.5~5196.5 mg/L，水溫 13~18℃[1]。

依據(jù)野外調(diào)查分析，麟游縣城區(qū)域地下水溫度較為恒定，水質(zhì)礦化度小于1 g/L、pH值位于6.5~8.5之間為淡水，水質(zhì)總硬度大于450 mg/L，水質(zhì)較硬，為特硬水。

2.2 地球物理勘探

（1）放射性α卡法測(cè)量

通過(guò)在吳家溝、栗川溝、楊七家溝、康家溝布置5條α卡法剖面，對(duì)5.4 km長(zhǎng)、185個(gè)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)、分析及研究，靜電α卡法剖面揭示氡含量的αmax=17個(gè)脈沖/min，氡含量的αmin=6個(gè)脈沖/min，均值（X）在10.829~11.61個(gè)脈沖/min，依據(jù)均差與方值分析，剖面范圍氡含量幅值變化小，未有較明顯的幅度變化異常，未發(fā)現(xiàn)斷裂異常。

（2）大地電磁測(cè)深法

通過(guò)在吳家溝、楊七家溝、康家溝布置5條大地電磁測(cè)深法剖面，對(duì)7.7 km長(zhǎng)、74個(gè)測(cè)深點(diǎn)的監(jiān)測(cè)、分析及研究，區(qū)域地質(zhì)剖面水平方向上電性界面總體向北傾斜，傾斜角度變化很小，總體未見明顯的電性變化梯度異常。0~2000 m視電阻率值＜1000（Ω·M）地層有局部低阻體和不均勻體存在，局部地層不整合；2000 m以下視電阻率值＞1000（Ω·M）地層較完整，界面連續(xù)性較好。康家溝有兩個(gè)區(qū)段橫向電性結(jié)構(gòu)不連續(xù)，電性梯度異常，通過(guò)加密點(diǎn)監(jiān)測(cè)后，發(fā)現(xiàn)兩條北傾正斷層，F(xiàn)1斷裂構(gòu)造發(fā)育在杜水河南岸，最大斷距250 m，F(xiàn)2斷裂構(gòu)造發(fā)育在康家溝內(nèi)，F(xiàn)2斷裂貫通性較F1斷裂好，F(xiàn)2斷裂最大斷距400 m。

（3）人工地震法

通過(guò)在吳家溝、康家溝布置2條人工地震剖面，對(duì)4 km長(zhǎng)、87個(gè)鉆探炮眼的監(jiān)測(cè)、分析及研究，探測(cè)區(qū)域內(nèi)第四系覆蓋層較薄，不能形成連續(xù)性較好的反射波，依據(jù)探測(cè)地震波速分析，0~310 m地層波速變化范圍在3600~3800 m/s之間，對(duì)應(yīng)鄰近地質(zhì)剖面為三疊系中統(tǒng)紙坊組中細(xì)粒砂巖、粉砂巖及泥巖；300~790 m地層波速變化范圍在3800~4200 m/s之間，對(duì)應(yīng)鄰近地質(zhì)剖面為三疊系下統(tǒng)劉家溝組粉砂巖及泥巖組合；630~1230 m地層波速變化范圍在4100~4400 m/s之間，對(duì)應(yīng)鄰近地質(zhì)剖面為二疊系上統(tǒng)粉細(xì)砂巖夾頁(yè)巖組合；930~2230 m地層波速變化范圍在4300~4600 m/s之間，對(duì)應(yīng)鄰近地質(zhì)剖面為奧陶系上統(tǒng)龍門洞組頁(yè)巖夾灰?guī)r、凝灰?guī)r、砂巖組合；2230 m以深地層波速變化范圍＞4600 m/s，對(duì)應(yīng)鄰近地質(zhì)剖面為奧陶系中統(tǒng)三道溝組碳酸鹽巖。地震時(shí)間剖面分析，康家溝溝道內(nèi)覆蓋層300 m以下存在兩條隱伏斷裂構(gòu)造。

2.3 擬建地?zé)峋畢?shù)預(yù)測(cè)

（1）出水量預(yù)測(cè)。計(jì)算公式：

式中：Q為設(shè)計(jì)出水量；H為取水段厚度（700 m）；b為基巖砂厚比（15.8%）；s為設(shè)計(jì)降深（60m）；q為每米砂巖單位降深出水量（0.002 m3/h.m2）。

即：Q=700×15.8/100×0.002×60=13.3 m3/h

擬建地?zé)峋鏊款A(yù)測(cè)10~15 m3/h。

（2）井口水溫預(yù)測(cè)。計(jì)算公式：

式中：T為井口溫度（℃）；t為平均地溫梯度（℃/100 m）（參考麟北煤田勘探孔最低值2.0℃/100 m）；h為開采段中點(diǎn)深度（m），為1650 m；h0為常溫帶深度，為20 m；t0為常溫帶溫度，為15℃；m為水溫?fù)p耗值，選用《西安地?zé)崞詹閳?bào)告》，為0.377℃/100 m并按照1.5系數(shù)進(jìn)行修正。

擬建地?zé)峋谒疁仡A(yù)測(cè)35~40℃。

（3）水質(zhì)預(yù)測(cè)：地?zé)崽讲删當(dāng)M布置在康家溝溝道內(nèi)，主要開采層段為二疊系厚層砂巖中的裂隙水。

預(yù)測(cè)其水化學(xué)類型：HCO3·SO4-Ca·Mg型，礦化度為5~10 g/L，屬微硬水和弱堿性水，個(gè)別元素可能達(dá)到醫(yī)療熱礦水命名濃度。該地?zé)崴荒茏鳛轱嬘盟c漁業(yè)養(yǎng)殖，農(nóng)灌水需處理，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)無(wú)明顯腐蝕，對(duì)混凝土有弱腐蝕作用。

2.4 鉆孔位的布置

依據(jù)地面調(diào)查、地球物理勘探成果分析意見，在康家溝溝道內(nèi)距離溝口150 m處，位于F2斷層處布置1眼地?zé)崽讲山Y(jié)合井，并定位開鉆。

3 地?zé)徙@探成果

麟游縣康家溝1#鉆井2017年3月15日開鉆，2017年8月19日完井驗(yàn)收，鉆井深2201 m。作為麟游縣第1眼探采結(jié)合地?zé)嵘罹〉脠A滿出水的良好效果[5]。

（1）鉆井：三級(jí)成井結(jié)構(gòu)。

一開0.00~450 m井段，井徑為Φ444.5 mm，套管Φ339.7×9.65 mm，全井段水泥封固。

二開450~1596.43 m井段，井徑為Φ245 mm，套管Φ177.8×9.19 mm，長(zhǎng)1146.43 mm，與Φ339.7 mm套管銜接采用懸掛式止水器封閉止水。

三開井徑Φ222 mm，1596.43~2201 m井段位604.57 m裸眼。

井段2044.8~2047.8 m采用3 m多脈沖復(fù)合射孔，井段2159~2162 m采用3 m爆破作業(yè)。

（2）鉆井地質(zhì)剖面。

三疊系（T）：井深0~450 m，鉆厚450 m，為中三疊統(tǒng)紙坊組，粉砂質(zhì)泥巖夾頁(yè)巖、細(xì)砂巖；井深450~690 m，鉆厚240 m，為下三疊統(tǒng)劉家溝組及和尚溝組，砂巖、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖及不穩(wěn)定礫巖。

二疊系（P）：井深690~1055 m，鉆厚365 m，為下石盒子組、上石盒子組及孫家溝組，泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖、中粗砂巖。

奧陶系中統(tǒng)（○2）：井深1055~1580 m，鉆厚525 m，為龍門洞組，頁(yè)巖夾灰?guī)r、灰質(zhì)砂巖及少量白云巖；井深1580~1875 m，鉆厚295 m，為三道溝組，塊狀灰?guī)r、礫屑灰?guī)r夾凝灰?guī)r；井深1875~2200 m，鉆厚325 m（未見底），為水泉嶺組，云質(zhì)灰?guī)r、厚層塊狀灰?guī)r夾礫屑灰?guī)r。

（3）物探測(cè)井：取水段450~2201 m，總厚度1751 m，共21個(gè)含水層，含水層總厚度120 m。平均單層厚度5.7 m，單層最大厚度17.0 m，單層最小厚度0.9 m。井溫隨深度增加而增加，井底溫度63.97℃。

（4）抽水試驗(yàn):靜水位埋深330 m，動(dòng)水位埋深443 m，降深113 m，出水量5 m3/h,水溫33℃。

（5）水質(zhì)檢測(cè)：Cl-Na·Ca型水、色度 45度、濁度 27NTU、pH值6.19、總硬度3175 mg/L、溶解性總固體4256 mg/L、礦化度4535 mg/L、鐵 50 mg/L、偏硼酸 4.11 mg/L、偏硅酸 39.33 mg/L及其他指標(biāo)。

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)麟游縣城區(qū)域深井地?zé)豳Y源勘探,探明地?zé)岢鏊?20 m3/d，水溫33℃。通過(guò)勘探填補(bǔ)了麟游縣城區(qū)無(wú)地?zé)釡厝Y源的空白。

（2）麟游縣城區(qū)域地?zé)崴疄槁肉c鈣型水，感官指標(biāo)、PH值、鐵離子、氯化物、溶解性固體、總硬度不符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求，不能作為飲用水。

（3）麟游縣城區(qū)域地?zé)崴F離子、偏硼酸、偏硅酸3項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到《理療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T11615-2010）理療礦泉水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人體有消炎、消毒作用，可緩解心腦血管硬化，防治關(guān)節(jié)炎、消化系統(tǒng)疾病、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)紊亂等功效，可作為理療礦泉水開發(fā)利用。

[1]陜西金石礦業(yè)有限公司.陜西省寶雞市麟游縣地?zé)崴尚行哉撟C報(bào)告.2011.11.

[2]陜西工程勘察研究院.陜西省麟游縣縣城周邊地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)可行性論證報(bào)告.2012.1.

[3]長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院.陜西省寶雞市麟游縣地?zé)峥尚行哉撟C地球物理勘查報(bào)告.2012.1.

[4]陜西省一三九煤田地質(zhì)水文地質(zhì)有限公司.麟游縣地?zé)崴锾娇辈斐晒麉R報(bào).2016.11.

[5]陜西省一三九煤田地質(zhì)水文地質(zhì)有限公司.麟游縣康家溝勘探項(xiàng)目地?zé)峋删畧?bào)告.2017.8.