金海國際花園地?zé)峋C合分析

張唯聰　趙利軍

摘 要：“金海國際花園”地?zé)峋蟮貥?gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元）復(fù)州—大連凹陷（Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元）單元中部西側(cè)，屬于地溫增溫型地?zé)峋?。本文從地質(zhì)背景、地?zé)岬刭|(zhì)形成條件等方面分析了該地?zé)峋纬稍?，并與附近地區(qū)已鉆鑿成功地?zé)峋M(jìn)行分析對(duì)比，總結(jié)出該地?zé)峋疁剌^高的內(nèi)在原因。

關(guān)鍵詞：地?zé)?；?gòu)造；熱儲(chǔ)；蓋層

中圖分類號(hào)：P634 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）08-0140-02

1 引言

大連地區(qū)地?zé)崽锓謨蓚€(gè)類型，一是巖漿巖型（俗稱溫泉），如龍門湯、安波、步云山、儉湯溫泉，水溫38-71℃，均為天然中溫淺層地?zé)崴?，熱源巖性主要為印支—燕山期花崗巖；二是地溫增溫型，經(jīng)過搜集資料統(tǒng)計(jì)，大連市區(qū)、金州區(qū)、開發(fā)區(qū)和金石灘等地已打成地?zé)峋_采深度1500-3020m，水溫32-55℃，主要儲(chǔ)熱層巖性為震旦系石英巖、板巖、石灰?guī)r等，地?zé)岬刭|(zhì)背景相同，均屬于地溫增溫型地?zé)峋！敖鸷H花園”地?zé)峋挥诖筮B市金州區(qū)西海邊，其井深2000m，出水溫度41℃，是該地區(qū)地?zé)峋谐鏊疁囟认鄬?duì)較高者之一，本文對(duì)其與附近地區(qū)地?zé)峋M(jìn)行比較，分析其地?zé)崴疁剌^高的原因，為該地區(qū)以后勘查開發(fā)出更高價(jià)值地?zé)峋峁┝艘罁?jù)。

2 地質(zhì)背景

2.1 地質(zhì)構(gòu)造

“金海國際花園”地?zé)峋蟮貥?gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)（Ⅰ級(jí)構(gòu)造單元）復(fù)州—大連凹陷（Ⅳ級(jí)構(gòu)造單元）單元中部西側(cè)，城子坦斷塊的凸起端。印支、燕山和喜山運(yùn)動(dòng)在本區(qū)均有活動(dòng)，形成了軸線方向?yàn)闁|西向、北東向與北西向的褶皺，以緊密線形的倒轉(zhuǎn)同斜褶曲為主。并受北東向、北北東向和北西向斷層控制，構(gòu)造復(fù)雜（圖1）。燕山運(yùn)動(dòng)晚期，本區(qū)曾發(fā)生裂陷、火山噴發(fā)和巖漿侵入，但巖漿活動(dòng)較弱，僅有晚侏羅世的輝綠巖和花崗斑巖侵入，輝綠巖多呈巖脈或巖床侵入于上元古界和古生界中，其走向隨巖層走向變化。

勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育，是褶皺構(gòu)造倒轉(zhuǎn)端，斷裂構(gòu)造受東西向壓扭性斷裂和北西向擠壓斷裂控制。通過地質(zhì)研究和物探資料綜合分析，查明一北西向斷裂（董家溝斷裂帶），產(chǎn)狀305°∠50°，為繼承性斷裂，斷層寬30-50m，切割深度大（沿?cái)嗔褞в谢詭r侵入）。

2.2 地層巖性

大連地區(qū)內(nèi)地層具地臺(tái)型二元結(jié)構(gòu)特征，基底由太古界和下元古界組成。蓋層為上元古界細(xì)河群、五行山群、金縣群及古生界寒武系—白堊系，缺失上奧陶統(tǒng)—下石炭統(tǒng)，中石炭世—早二疊世僅有局部岀露，有早白堊世的中—基性巖噴發(fā)。

“金海國際花園”地?zé)峋阢@至520-610m處，泥漿大量漏失，并發(fā)生埋鉆事故，判定為一個(gè)大的構(gòu)造破碎帶，即為上文所述的北西向斷層（董家溝斷裂帶）。其上盤為震旦-寒武系干島子灰?guī)r，下盤為震旦系營城子組—震旦-寒武系干島子灰?guī)r，地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，為一平臥褶皺經(jīng)后期北西向斷層擠壓錯(cuò)斷形成。在鉆至1437-1510m處，泥漿亦漏失嚴(yán)重，處于北西向斷裂帶影響范圍內(nèi)，巖石節(jié)理裂隙發(fā)育，為地下熱水提供了良好的儲(chǔ)存空間。鉆探揭露地層巖性自上而下為：

（1）第四系全新統(tǒng)（Q4）：主要由素填土、亞砂土、粘土及砂礫石組成。揭露層位：0-20m。

（2）震旦-寒武系干島子灰?guī)r（Z-∈gh）：巖性以灰白色白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾有灰色層紋石灰?guī)r，并伴生有黑綠色輝綠巖侵入其中，具有絹云母化、碳酸鹽化。揭露層位：20-610m。

（3）震旦系營城子灰?guī)r（Zyh）：巖性為深灰色、灰色中厚層含砂屑、礫屑細(xì)粉晶灰?guī)r，偶夾頁巖，近底部發(fā)育疊層石灰?guī)r及層紋石灰?guī)r。揭露層位：610-855m。

（4）震旦系十三里臺(tái)灰?guī)r（Zsh）：巖性以紫色、灰色中厚層-厚層疊層石灰?guī)r為主，夾黃灰色、紫色頁巖及泥質(zhì)條帶灰?guī)r。揭露層位：855-1280m。

（5）震旦系馬家屯灰?guī)r（Zmh）：巖性以灰色薄層～中厚層含粘土質(zhì)泥晶灰?guī)r為主，夾礫屑灰?guī)r，上部夾黃綠色頁巖，底部有2m厚的紫灰色薄層碳酸鹽質(zhì)細(xì)粒石英雜砂巖。揭露層位：1280-1430m。

（6）震旦系崔家屯組（Zcj）：巖性以灰綠色、黃綠色粉砂質(zhì)頁巖為主，間夾薄層含海綠石細(xì)粒石英砂巖及疊層石灰?guī)r透鏡體。揭露層位：1430-1555m。

（7）震旦寒武系干島子灰?guī)r（Z-∈gh）：巖性以灰色薄層含粘土質(zhì)泥粉晶灰?guī)r為主，夾有黃綠色鈣質(zhì)頁巖、層紋石灰?guī)r，底部石灰?guī)r受擠壓破碎，形成構(gòu)造巖及糜棱巖。揭露層位：1555-2005m。

3 地?zé)岬刭|(zhì)條件

3.1 地?zé)嵝纬蓷l件

尋找地?zé)岬氖滓獥l件就是地下熱源，勘查區(qū)所處的區(qū)域巖漿活動(dòng)很弱，僅有晚侏羅世輝綠巖呈巖脈（床）狀分布，巖漿巖熱量已全部散失。地幔和地殼中放射性元素衰變產(chǎn)生的熱是該地區(qū)的主要熱源，依靠大地?zé)崃鞴?，在地殼表層形成地溫?chǎng)。另外，已查明的北西向斷裂（董家溝斷裂帶），是一條古老而又?jǐn)嗬m(xù)活動(dòng)的區(qū)域性活動(dòng)性大斷裂。在大和尚山前錯(cuò)斷中生代輝綠巖脈及桂云花組地層，具有多期活動(dòng)的特點(diǎn)。采斷裂破碎帶樣品經(jīng)熱釋光鑒定為15萬年，因此斷裂的活動(dòng)期主要在第四紀(jì)中更新世。其多期活動(dòng)產(chǎn)生的熱能為該地?zé)峋峁┝擞忠粺崃縼碓础?/p>

地?zé)嵘w層是地?zé)崽镄纬傻谋貍錀l件，勘查區(qū)岀露的地層中震旦系上部石灰?guī)r常夾有粘土質(zhì)頁巖、砂巖，產(chǎn)狀285∠30—40°，據(jù)資料介紹，砂巖、頁巖的導(dǎo)熱率1.256w/m·k，石灰?guī)r的導(dǎo)熱率1.884w/m·k，可知砂巖和頁巖對(duì)下部石灰?guī)r儲(chǔ)熱層起到了較好的隔熱保溫作用，為該區(qū)域的良好蓋層。

3.2 地?zé)崴馁x存與水質(zhì)

地下水類型分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和巖溶裂隙水?！敖鸷H花園”地?zé)峋衣稁r性主要為震旦系石灰?guī)r，巖石堅(jiān)硬性脆，受斷裂構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，且彼此有網(wǎng)絡(luò)連系，利于地下水徑流、深循環(huán)和儲(chǔ)存，形成斷裂裂隙熱儲(chǔ)，為良好的儲(chǔ)層，屬于基巖裂隙水和巖溶裂隙水類型。地表無河流，只接受海水和大氣降水下滲補(bǔ)給。依據(jù)成井報(bào)告，抽水試驗(yàn)最大降深57m，最大出水量1500m3/d，地下水資源豐富。

據(jù)水化學(xué)分析結(jié)果，PH值為6.84，礦化度為24718mg/L，水化學(xué)類型為Cl-—Na+型水，其中氟化物和鍶含量分別為0.29mg/L、61.56mg/L，鍶已達(dá)到醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，適用于洗浴及理療保健。

4 綜合分析

搜集近年來附近地區(qū)已鉆鑿成功的地?zé)峋Y料（表1），開采深度1500-3020m，水溫30-55℃，均距離海岸線較近。“金海國際花園”地?zé)峋c其相比，開采深度不大，地?zé)峋鏊疁囟认鄬?duì)較高。

上述地?zé)峋饕獌?chǔ)熱層巖性為震旦系石英巖、板巖、石灰?guī)r等，受斷裂構(gòu)造控制，均屬于地?zé)嵩鰷仡愋停責(zé)岜尘盎鞠嗤?，地?zé)嵩鰷芈蕿?～2℃/100m，為該地區(qū)正常值范圍。“金海國際花園”地?zé)峋煌幹饕憩F(xiàn)在如下三點(diǎn)：

（1）具有附加熱源。北西向斷裂為多期次構(gòu)造活動(dòng)斷裂，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱能為該地?zé)峋峁┝擞忠粺嵩?，因此，擁有附加熱源為該地?zé)峋_采到較高的熱水資源的首要原因。據(jù)測(cè)井資料，1200—2000m平均地溫梯度1.76℃/100m左右，地?zé)嵩鰷芈瘦^該地區(qū)平均值偏高。由此可證明附加熱源的存在。

（2）鉆探揭露的地層為震旦系石灰?guī)r，其上部夾有多層粘土質(zhì)頁巖、砂巖，累計(jì)厚度達(dá)100m，為勘查區(qū)的主要蓋層。蓋層是地?zé)岬刭|(zhì)條件中必不可少的條件之一，據(jù)測(cè)井資料，100—400m平均地溫梯度0.8℃/100m，明顯低于該地區(qū)的平均地?zé)嵩鰷芈?，說明蓋層地?zé)豳Y源的形成過程中產(chǎn)生了作用。

（3）設(shè)計(jì)護(hù)壁管下至1200m，位于蓋層以下，該施工工藝有效阻隔了淺層低溫水體在井孔內(nèi)對(duì)深層熱水的補(bǔ)給，保證開采到的地下熱水為深層高溫?zé)崴?/p>

5 結(jié)語

綜上所述，可以得出如下結(jié)論：

（1）大連地區(qū)地下熱水資源分布受斷裂構(gòu)造控制，首先應(yīng)尋找斷裂構(gòu)造切割深度大的斷層，其次，在有較多選擇的條件下，要選擇具有多期次活動(dòng)的斷裂構(gòu)造帶。

（2）震旦系上部石灰?guī)r中夾有的粘土質(zhì)頁巖、砂巖為良好的隔熱保溫層。

（3）在保證開采水量的情況下，護(hù)井管埋設(shè)越深，對(duì)開采地下熱水資源越有利。

參考文獻(xiàn)

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