青海省共和盆地恰卜恰地?zé)崽餆醿?chǔ)特征及開(kāi)發(fā)利用

趙 振

(青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海西寧 810007)

青海省共和盆地恰卜恰地?zé)崽餆醿?chǔ)特征及開(kāi)發(fā)利用

趙 振

(青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局，青海西寧 810007)

以共和縣恰卜恰地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件為背景，結(jié)合恰卜恰地區(qū)多年地?zé)豳Y源勘查資料，論述了共和盆地恰卜恰地?zé)崽餆醿?chǔ)特征，指出了地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)可持續(xù)應(yīng)用方向，對(duì)類似盆地的地?zé)豳Y源的勘查和開(kāi)發(fā)利用具有一定的借鑒意義。

共和盆地;恰卜恰地?zé)崽?熱儲(chǔ)特征

恰卜恰鎮(zhèn)位于共和盆地東北部，是海南藏族自治州的首府和共和縣政府所在地，為全州政治、經(jīng)濟(jì)及文化中心。地?zé)崽锏乩碜鴺?biāo):東經(jīng) 100°31'～100°45'，北緯 36°10'～36°20'，北起尕寺，南至次汗土亥的恰卜恰河谷，宜于開(kāi)采的地?zé)釁^(qū)面積為61 km2。六、七十年代以來(lái)，已發(fā)現(xiàn)多處地?zé)犸@示點(diǎn)，尤其是2007年施工的R1號(hào)地?zé)峋?，該井勘探孔? 200 m，探明700－1 200 m間具有良好的熱儲(chǔ)層，井口水溫72.5℃，出水量達(dá)1 136 m3/d，具有廣泛的利用空間和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值［1］。該文以共和縣恰卜恰地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件為背景，結(jié)合恰卜恰地區(qū)多年地?zé)豳Y源勘查資料，論述了共和盆地恰卜恰地?zé)崽餆醿?chǔ)特征，指出了地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)可持續(xù)應(yīng)用方向，對(duì)恰卜恰地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)利用以及地?zé)釁^(qū)遠(yuǎn)景規(guī)劃具有重要意義。

1 區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)條件

共和盆地處于昆侖山脈與秦嶺山脈之間，為一個(gè)呈NWW向展布的菱形山間盆地。大地構(gòu)造單元屬于秦祁昆斷褶系東昆侖、西秦嶺造山帶接合部位，但在地質(zhì)構(gòu)造、巖漿作用、地貌特征上又有別于秦嶺、昆侖造山帶，以獨(dú)特形式表現(xiàn)出來(lái)，傳統(tǒng)稱之為“共和缺口”［2］。按地質(zhì)力學(xué)劃分，屬昆侖—秦嶺緯向構(gòu)造帶與河西系構(gòu)造復(fù)合部位的沉降帶。按板塊構(gòu)造觀點(diǎn)稱之為中央造山帶“秦昆岔口”［3］。

共和盆地是新近紀(jì)初形成的斷陷盆地，四周被斷褶帶隆起山地圍限，北側(cè)是青海南山斷褶隆起帶，南側(cè)是河卡南山斷褶隆起帶，西為鄂拉山構(gòu)造巖漿巖帶，東為瓦里貢山構(gòu)造巖漿巖帶。

共和盆地周邊均受山前深大斷裂的控制，挽近期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，山體隆升，盆地大幅度下降，沉積了較厚的第四系沖洪積、河湖相堆積物和新近系湖相堆積物，上部為磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層，下部為褐紅色砂質(zhì)泥巖夾砂礫巖。僅在盆地南部邊緣局部有侏羅系羊曲組出露，巖性為灰綠、灰白色砂巖、礫巖夾煤線的泥巖組成。三疊系廣泛出露在盆地周邊隆起區(qū)和組成盆地基底，下、中、上三統(tǒng)具全，下、中統(tǒng)為海相，上統(tǒng)為陸相。

侵入巖主要是印支—燕山期，以花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和斑狀花崗巖等為主，侵入于中、下三疊系。由三疊系和印支—燕山期中酸性巖體構(gòu)成褶皺基底。

盆地內(nèi)發(fā)育有三級(jí)湖相階地和多級(jí)黃河階地，說(shuō)明中更新世以來(lái)，盆地隨青藏高原隆升一直處于間歇性抬升狀態(tài)［4］。

2 地?zé)崽锏責(zé)犸@示

根據(jù)野外調(diào)查及收集的前人資料，共計(jì)54個(gè)地?zé)岙惓｜c(diǎn)(鉆孔、生產(chǎn)井、民井、泉水)資料分析，泉水點(diǎn)主要分布在恰卜恰河谷中下游(上他買(mǎi)以東南一帶)及阿乙亥溝一帶溝谷深切區(qū)，泉水多以下降泉為主，少數(shù)為上升泉，一般水量小于1.0 L/s，最大為 4.97 L/s，水溫一般在 12 ～17℃，分布在中下游沖洪積平原一帶的鉆孔、生產(chǎn)井，孔深一般在96.00 ～310.00 m，井口水溫 24 ～42.5℃，在恰卜恰鎮(zhèn)河谷平原一帶，地下水埋藏較深，在300 m以內(nèi)井深中，水位埋深18.00－94.5 m 不等，井口實(shí)測(cè)水溫在 15.5～30℃。在恰卜恰鎮(zhèn)南青年公園內(nèi)施工一口地?zé)峥碧骄?，井? 203.48 m，697～1 150 m熱儲(chǔ)段內(nèi)出水量達(dá)1 136 m3/d，水溫高達(dá)72.5℃［1］。

3 恰卜恰地?zé)崽餆醿?chǔ)特征［1］

恰卜恰河沖洪積平原第四系下更新統(tǒng)地層和新近系碎屑巖地層均存在有熱儲(chǔ)層，從熱儲(chǔ)埋藏條件熱儲(chǔ)特征及控?zé)峥厮蛩爻醪椒治?，其熱?chǔ)類型應(yīng)屬層狀熱儲(chǔ)兼有帶狀熱儲(chǔ)的特征。現(xiàn)分第四系下更新統(tǒng)熱儲(chǔ)和新近系熱儲(chǔ)分述于下:

3.1 下更新統(tǒng)低溫?zé)醿?chǔ)特征

該熱儲(chǔ)在恰卜恰鎮(zhèn)以北地段，地?zé)崃黧w以第四系孔隙潛水或弱承壓水存在，水位埋深70～95 m，熱儲(chǔ)層為第四系下更新統(tǒng)沖湖相的粉細(xì)砂、中砂及含礫中粗砂夾亞砂土、亞粘土薄層，厚度大于100 m，單位涌水量0.70 ～2.70 L/s.m，換算單井涌水量(10吋口徑，5 m降深)300～546 m3/d，富水性中等，水溫8～30℃;恰卜恰鎮(zhèn)南至上他買(mǎi)沖洪積平原，熱儲(chǔ)頂板埋深45～52 m，蓋層巖性為亞粘土，厚18～25 m，熱儲(chǔ)層為第四系下更新統(tǒng)含礫中粗砂、中細(xì)砂，厚度大于100 m，水位埋深 8.40～11.35 m，屬承壓水，單位涌水量3.07 ～5.86 L/s.m，換算單井涌水量1 327 ～2 532 m3/d，屬水量豐富地段，水溫27℃;上他買(mǎi)至阿乙亥溝地段，隨著恰卜恰河谷的深切，地勢(shì)隨之降低，有自流水分布，熱儲(chǔ)頂板埋深21.00 ～52.97 m，水頭高出地面10.01 ～15.43 m，自流量為6.877 ～12.17 L/s，水溫18 ～35℃(表1)。

綜上述，下更新統(tǒng)低溫?zé)醿?chǔ)蓋層厚度從北向南由＞120→52→21 m，熱儲(chǔ)厚度由410→530→300→70 m，巖性為下更新統(tǒng)粉細(xì)砂、中粗砂及含礫中粗砂，透水性好、富水性較強(qiáng)，單位涌水量 0.70～2.70l/s，換算涌水量300～1 300 m3/d，水溫 18～35℃，礦化度 0.404～0.641 g/L，屬 CL·HCO3·SO4—Na型水。據(jù) 300 m 內(nèi)測(cè)溫資料計(jì)算，下更新統(tǒng)低溫?zé)醿?chǔ)地?zé)崽荻葹?.06～8.10℃ /100 m，熱流值為1.61 ～1.78。該低溫?zé)醿?chǔ)具有埋藏淺、易開(kāi)采、水量大、水質(zhì)好的特點(diǎn)，只是溫度低，具有一定的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

表1 第四系下更新統(tǒng)低溫?zé)醿?chǔ)水文地質(zhì)資料一覽表

3.2 新近系中低溫?zé)醿?chǔ)特征

在恰卜恰鎮(zhèn)以南一帶，據(jù)R1號(hào)地?zé)峥辈榫Y料，新近系中低溫?zé)醿?chǔ)頂板埋深697 m，其上為下更新統(tǒng)亞粘土、亞砂土及中粗砂地層和新近系上新統(tǒng)大厚層泥巖，構(gòu)成了良好的隔熱保溫蓋層。其下部為新近系上新統(tǒng)(N2)及中新統(tǒng)(N1)的熱儲(chǔ)層段，長(zhǎng)大于500 m，熱儲(chǔ)層巖性為粉細(xì)砂巖、中砂巖、含礫中粗砂巖，為良好的熱儲(chǔ)層，厚98.4 m。測(cè)試結(jié)果，靜水位埋深73.62 m，抽水降深37.22 m，出水量為13.148 L/s，單位涌水量為 0.353 L/s.m，1 200 m 實(shí)測(cè)井底溫度為83℃、井口溫度為72.5℃，計(jì)算地?zé)崽荻葹?.80℃/100 m，大地?zé)崃髦禐?.75，利用SiO2溫標(biāo)計(jì)算井底溫度為99.8℃，礦化度為 1.412 g/L，屬 HCO3·CL—Na 型水。在阿乙亥以東，因瓦里關(guān)山隆起形成隆起西側(cè)大斜坡，褶皺斷裂發(fā)育，新近系熱儲(chǔ)在此翹起，熱儲(chǔ)頂板埋深僅25～30 m，熱儲(chǔ)厚度大于250 m，熱流體水頭高出地面15.43～18.18 m，井口涌水量3.68 ～5.85 L/s，單位涌水量0.23 ～0.39 L/s，水溫35 ～42.5℃，概算地?zé)崽荻?0.68 ～17.03℃ /100 m，大地?zé)崃髦?.35 ～3.74，礦化度 1.942 g/L，屬 CL·SO4—Na·Ca型水。

總的看來(lái)，新近系熱儲(chǔ)埋藏深度較大，具有熱儲(chǔ)厚度大，富水性中等或強(qiáng)富水，水質(zhì)好，水溫高的特點(diǎn)。

4 地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

4.1 下更新統(tǒng)低溫地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

下更新統(tǒng)低溫?zé)醿?chǔ)中的地?zé)豳Y源，主要分布在恰卜恰河谷沖洪積平原區(qū)，具有埋藏淺(＞300 m)、易開(kāi)采、水量大、水質(zhì)好的特點(diǎn)，且水溫較低(18～35℃)可用于城鎮(zhèn)生活飲用水，工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水，由于水溫適中可用于醫(yī)療洗浴、游泳，若利用熱泵技術(shù)也可用于采暖。

4.2 新近系中低溫地?zé)豳Y源開(kāi)發(fā)利用

新近系中低溫?zé)醿?chǔ)分布于恰卜恰地?zé)嵘畈?，以R1號(hào)井為代表，熱儲(chǔ)頂板埋深于700 m熱儲(chǔ)巖性為新近系(N)中細(xì)砂巖及含礫中粗砂，熱儲(chǔ)段厚度＞500 m水位埋深73 m，熱流體溫度72.5℃，單井單位產(chǎn)水量為 30.52 m3/d.m，開(kāi)采深度宜在1 500～2 000 m，為最經(jīng)濟(jì)的適宜開(kāi)采區(qū)。該中低溫?zé)醿?chǔ)地?zé)崃黧w礦化度低小于2 g/L，且達(dá)到醫(yī)療礦水標(biāo)準(zhǔn)(F、BO2、HSiO2和水溫)。埋藏深度在宜井深度內(nèi)、水量大、水質(zhì)好、水溫高，用途極為廣泛，可用于醫(yī)療、洗浴、游泳、大棚種植、溫室養(yǎng)殖、采暖供熱及發(fā)電。按1 500 m井深計(jì)算，降深130 m單井最大開(kāi)采量為3 526.2 m3/d，每天可供1731人·次洗浴，每年可供12 870床位醫(yī)療，單井開(kāi)采熱量14.95 ×1010KJ/a，供暖標(biāo)準(zhǔn):5.5 ×1010KJ/m2·a，一眼井可供暖7.55×104m2建筑面積。農(nóng)業(yè)溫室標(biāo)準(zhǔn)3.5×106KJ/m2·a，一眼井可供11.86 ×104m2建筑面積。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

(1)共和盆地為一新生代斷陷盆地，具有盆地傳導(dǎo)兼斷裂對(duì)流型型良好地?zé)岬刭|(zhì)背景，與其東、西兩側(cè)構(gòu)造巖漿帶斷裂型地?zé)岱植紭?gòu)成秦昆結(jié)合部南北向地?zé)岽?］。

(2)下更新統(tǒng)低溫?zé)醿?chǔ)特征:巖性為粉細(xì)砂、中粗砂及含礫中粗砂，透水性好、富水性較強(qiáng)，單位涌水量0.70～2.70 L/s，換算涌水量 300 ～1 300 m3/d，水溫 18 ～35℃，礦化度0.404 ～0.641 g/L，屬 CL·HCO3·SO4—Na 型水。該低溫?zé)醿?chǔ)具有埋藏淺、易開(kāi)采、水量大、水質(zhì)好的特點(diǎn)，只是溫度低，具有一定的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

(3)新近系中低溫?zé)醿?chǔ)特征:熱儲(chǔ)層巖性為粉細(xì)砂巖、中砂巖、含礫中粗砂巖，為良好的熱儲(chǔ)層，厚98.4 m。該熱儲(chǔ)埋藏深度較大，具有熱儲(chǔ)厚度大，富水性中等或強(qiáng)富水，水質(zhì)好，水溫高的特點(diǎn)。具有較高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。

5.2 建議

為了加快共和恰卜恰地?zé)崽锏責(zé)豳Y源的開(kāi)發(fā)，必須認(rèn)真貫徹正確處理經(jīng)濟(jì)發(fā)展同人口、資源、環(huán)境的關(guān)系，資源開(kāi)發(fā)和節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位，提高資源利用效率的指導(dǎo)思想，合理利用地?zé)豳Y源，取得更好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益［6］為此，建議在今后恰卜恰地?zé)崽锏責(zé)豳Y源開(kāi)發(fā)中應(yīng)重視以下幾個(gè)問(wèn)題:

(1)搞好科學(xué)規(guī)劃、加強(qiáng)前期地質(zhì)論證工作，避免盲目開(kāi)發(fā);

(2)合理開(kāi)發(fā)，綜合利用，有效保護(hù)，實(shí)現(xiàn)地?zé)豳Y源的可持續(xù)開(kāi)發(fā);

(3)發(fā)展地?zé)豳Y源的直接利用、梯級(jí)利用和景觀保護(hù);

(4)采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，建好示范點(diǎn)，形成規(guī)模，推進(jìn)地?zé)崂卯a(chǎn)業(yè)化發(fā)展;

［1］湯洪康、馮林傳等.《青海省共和盆地恰卜恰地區(qū)地下熱水資源勘查報(bào)告》［R］.西寧:青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局.2008.

［2］石寶頤，張峻太.論秦昆構(gòu)造帶的共和“缺口”［J］.青海地質(zhì)，1982(3):21－29.

［3］姜春發(fā)，王宗起，李錦軼等.中央造山帶開(kāi)合構(gòu)造［M］.北京:地質(zhì)出版社，2000:107－110.

［4］青海省共和盆地存在干熱巖可能性探討［J］.水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2011.

［5］趙振、陳惠娟等.青海省共和盆地恰卜恰地區(qū)地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)與開(kāi)發(fā)利用［J］.青海環(huán)境，2010.

［6］廖忠禮、張予杰、陳文彬等.地?zé)豳Y源的特點(diǎn)與可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用.中國(guó)礦業(yè).2006.

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1004－1184(2013)05－0008－03

2013-04-28

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局全國(guó)地?zé)豳Y源調(diào)查評(píng)價(jià)(1212011220842)

趙振(1982-)，男，河南鄲城人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地?zé)岬刭|(zhì)調(diào)(勘)查評(píng)價(jià)工作。