武愛(ài)娜
一、概況
梁山縣地處魯西南,隸屬濟(jì)寧市,工作區(qū)位于梁山縣西部,面積約322km2屬華北平原地層區(qū)魯西地層分區(qū)。工作區(qū)屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)型大陸性氣候區(qū),四季分明,雨熱同期,旱澇頻繁。梁山縣地處泰山余脈邊緣的魯中山地西部,是魯中山地向華北平原過(guò)渡的邊緣地帶,也是黃河沖積平原與汶河沖洪積扇疊交帶。工作區(qū)除東部有少部分基巖殘丘外,其余均為沖、洪積平原。地形相對(duì)比較平坦,總的地勢(shì)為東部略高,西部略低。地面標(biāo)高36~47m,地面坡降為1/3000~1/8000。區(qū)內(nèi)地層受構(gòu)造控制,從老到新依次分布有太古界泰山巖群,古生界寒武、奧陶系,石炭、二疊系,新生代古近系和第四系。本區(qū)主要含水層為:松散巖類孔隙含水巖組和碳酸鹽巖類裂隙巖溶含水巖組,另外還有石炭系、二疊系砂頁(yè)巖裂隙含水巖組、南部太古界變質(zhì)巖裂隙含水巖組及古近系粘土頁(yè)巖裂隙含水巖組等其它含水巖組。梁山縣一直以第四系水作為主要供水水源,巖溶地下水開采利用相對(duì)較少,主要集中在縣城附近區(qū)域。巖溶水的補(bǔ)給來(lái)源主要是大氣降水。
二、熱儲(chǔ)特征
熱儲(chǔ)是指埋藏于地下、具有一定有效空隙度和滲透性的地質(zhì)建造(地層、巖體或構(gòu)造破碎帶),同時(shí)在這些地質(zhì)構(gòu)造中儲(chǔ)存有一定的地?zé)崃黧w可供地?zé)衢_發(fā)利用。其中地層或巖體一般分布的面積較大,傾角較緩的熱儲(chǔ)稱為層狀熱儲(chǔ)。
本區(qū)內(nèi)的熱儲(chǔ)層主要為埋藏型奧陶系石灰?guī)r含水層,熱儲(chǔ)層巖性以中厚層灰?guī)r及灰質(zhì)白云巖、厚層白云質(zhì)灰?guī)r為主。多條斷裂構(gòu)造的交匯使在斷裂構(gòu)造交匯區(qū)內(nèi)的奧陶系灰?guī)r產(chǎn)生破碎,巖溶裂隙發(fā)育,有利于深部熱源通過(guò)斷裂構(gòu)造對(duì)淺部熱儲(chǔ)層進(jìn)行加熱。區(qū)內(nèi)奧陶系厚度相對(duì)較大,根據(jù)區(qū)域地層資料,其厚度普遍大于600m。
根據(jù)物探資料顯示,本區(qū)蓋層厚度一般為600~1800m,蓋層的地溫梯度平均值按2.815℃/100m,推測(cè)奧陶系熱儲(chǔ)層頂板溫度應(yīng)在31.39~65.17℃之間。
三、地溫場(chǎng)特征
地溫場(chǎng)反映地球內(nèi)熱的變化程度,地溫的變化是地質(zhì)構(gòu)造條件和地質(zhì)歷史的綜合反映。影響地殼淺部地溫的主要因素一般有基底面的起伏構(gòu)造形態(tài)、地下水活動(dòng)等。通常用蓋層地溫梯度的變化來(lái)表征一個(gè)地區(qū)的地溫狀況。利用本次工作淺層測(cè)溫所得的數(shù)據(jù)和收集區(qū)內(nèi)煤田勘探區(qū)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)簡(jiǎn)述本區(qū)地溫場(chǎng)特征。
根據(jù)計(jì)算所得的地溫梯度值及收集的黑虎廟井田的地溫資料顯示:工作區(qū)內(nèi)淺層地溫梯度值普遍較低,地溫梯度值一般在1.0℃/100m~2.5℃/100m之間,地溫變化與區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造也有密切關(guān)系,汶泗斷裂以北斷裂構(gòu)造附近的地段,地溫梯度及地溫值相對(duì)較高;巨野斷裂西部黑虎廟井田勘探區(qū)內(nèi)地溫梯度較高,物探推斷的此處視電阻率較低。
工作區(qū)地溫場(chǎng)垂向變化特征:工作區(qū)測(cè)溫井全井段的地溫梯度值大多在2.00-3.00℃/100m之間,最低1.67℃/100m,最高3.18℃/100m,平均值2.815℃/100m;非煤系平均地溫2.21℃/100m,煤系平均地溫梯度3.42℃/100m,煤系的地溫梯度大于非煤系的。熱儲(chǔ)蓋層的溫度隨深度的增加而增大,測(cè)溫曲線表現(xiàn)為近斜直線狀延伸,在煤系段溫度升高的速率略大于非煤系段的。在進(jìn)入熱儲(chǔ)頂板附近時(shí),曲線斜率增大,說(shuō)明熱儲(chǔ)頂板附近地溫梯度最高。
本次調(diào)查圈定的地?zé)岙惓^(qū)位于區(qū)域性巨野斷裂附近,斷裂構(gòu)造的存在,利于深部熱能對(duì)淺部熱儲(chǔ)層中的水進(jìn)行加熱,從而使其溫度升高,形成地?zé)豳Y源,奧陶系灰?guī)r在斷裂構(gòu)造作用力的作用下產(chǎn)生破碎,巖溶裂隙發(fā)育,形成富水空間,有利于地?zé)崴馁A存。
梁山西部地?zé)崽餅榈蜏匦偷責(zé)崽?,根?jù)《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法》(DZ40-85)地球化學(xué)溫標(biāo)適用條件,采用HJ8-2、9-1孔水質(zhì)分析資料推算熱儲(chǔ)溫度。
四、地?zé)崴乃瘜W(xué)特征
利用工作區(qū)內(nèi)黑虎廟井田勘探孔的奧陶系灰?guī)r地下熱水全分析資料,分析巨野斷裂以西地?zé)崴乃瘜W(xué)特征:陰離子以SO42-及Cl-為主,SO42-含量2321.42~2435.03mg/L,Cl-為965.94~977.92mg/L;陽(yáng)離子以Ca2+、(Na+K)+為主,其含量分別為743.50~806.01mg/L和472.4~779.82mg/L;侵蝕CO2在3.0~5.5mg/L之間;可溶性SiO2在9.0~14.0mg/L之間;PH值7.6~7.7;總堿度154.24~154.49;總硬度(以CaCO3計(jì))2234.68~3040.14mg/L;礦化度為5g/l左右。水化學(xué)類型為SO4·Cl -Ca·Na·Mg或SO4·Cl -Ca·Na型水。由水中較高的礦化度和較高的SO42-含量,說(shuō)明熱儲(chǔ)中地下水的循環(huán)條件差,徑流遲緩。上述水化學(xué)特征,也反映了奧陶系灰?guī)r含水層埋藏深、上覆巨厚的不透水蓋層、且遠(yuǎn)離灰?guī)r的出露區(qū)、補(bǔ)給條件較差的水文地質(zhì)條件。