遵化市汤泉地热田地热地质条件研究_刘海月.pdf
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1、DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 014遵化市汤泉地热田地热地质条件研究刘海月1,王立志1,许俊良1,尹娜2(1 河北省地质矿产勘查开发局第五地质大队/河北省海洋地质环境调查中心,河北 唐山 063000;2 唐山市自然资源和规划局,河北 唐山 063000)摘要河北遵化市具有发展温泉旅游业的天然优势,地热资源主要分布在西北汤泉地区。本文基于地热地质调查、地热钻探、地球物理勘探等手段,查明汤泉热田热异常空间分布、地温场和热储特征等地热地质条件,结果表明:研究区地热资源的形成与分布受断裂构造控制明显,属典型的构造型带状热储。以水温 25 圈定汤泉地热田范围可知热田热
2、储区域面积为 2 96 km2,热水层底界超过 380 m,热水温度介于 25 75,涌水量一般为 15 48 12 m3/h,最高可达 79 5 m3/h,热储层富水性极不均一,水量变化较大;从区域地温场测温成果看,地热井曲线大体上均显示为上凸型,地下水向上运动较强烈,确定汤泉地热田属对流型地热田,地温异常区域位于福泉宫和汤泉宫一带,水温可达 68 75,向外水温逐步减小,井口出水温度 25 75,一般为 50 60,最高可达 75,属低温低热资源;根据物探成果推测热水层底界大于 1 000 m,研究区地热资源主要由 6 条较大断裂控制,断裂发育深度约 500 m,分部在断裂附近的地热井水温
3、较高,水量较大,钻孔深的地热井水温较高。研究成果为遵化市地热资源合理开发利用与保护管理提供科学依据。关键词汤泉地热田;地热地质条件;遵化市中图分类号P314 1文献标识码B文章编号1004 1184(2023)03 0044 02收稿日期2022 12 25作者简介刘海月(1976 ),男,河北迁西人,高级工程师,主要从事水文工程地质工作。0引言地热资源因其具有开采条件简易,作为绿色能源用途广泛而得到人们的青睐。地热资源调查评价是依据区域内流体水量、质量和可开采量按照预定开发用途而评估其综合开发效益1,地热地质特征正是调查评价的前提环节。河北遵化市具有发展温泉旅游业的天然优势,其汤泉地热温泉开
4、发利用近年来逐步走向规模化和产业化,作为以温泉疗养,观光为一体的温泉旅游景区,通过地热地质调查、地球物理勘查、抽水试验、地热流体采集测试及动态监测等野外工作,查明地热资源的分布特征,掌握地热资源年内动态变化,并对地热流体可开采量及环境影响进行评价是后续地热资源综合评价及合理开发利用的基础。本文综合遵化市借申报“中国温泉之乡”的契机开展的汤泉地热资源调查工作成果,查明地热地质特征,确定地热异常区,基本摸清地热资源底数,可为全市地热资源的开发利用保护与管理提供科学依据。1区域地热概况遵化市的地热资源主要分布在西北汤泉地区,该区地热资源的形成与分布受断裂构造控制明显,是典型的构造型带状热储。遵化市地
5、热资源分布见图 1。遵化汤泉地热田为山前丘陵区,附近最高峰茅山位于本区北部,海拔标高 371 8 m,相对高差 293 m,汤泉村坐落在“U”字型的山脚谷地,三面环山,地势北高南低。结合断裂、钻孔揭露情况综合分析,以水温 25 圈定汤泉地热田范围,得到汤泉地热田热储区域面积为 2 96 km2。汤泉地热田热储的长度、宽度、埋深、渗透性及热水温度等特征参数,均受断裂构造的性质和活动强度等因素控制。岩体渗透性很差,导水主要靠裂隙和破碎带。热水层底界超过 380m,热水温度介于 25 75,涌水量一般为 15 48 12 m3/h,最高可达 79 5 m3/h,温度的高低取决于钻孔的深度和构造部位,
6、热储层的富水性极不均一,水量变化较大。汤泉地热田范围见图 2。图 1遵化市地热资源分布图图 2汤泉地热田范围图442023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay,2023Vol.45NO.32汤泉地热田地热地质条件2 1地球物理特征2 1 1磁场特征地磁场反映地壳内部岩体与围岩之间的磁性存在的差异性,磁法勘探则是根据磁场变化推断地质体的构造和埋藏特性。根据汤泉地区的T 航磁异常图(如图 3)可知工作区位于磁性负异常中心。T 变化区间为 300 350,北部T等值线变化梯度较大,南部变化梯度较小,这反映出中生代中侏罗系罗文峪序列六里坪单元的中粗粒二长花岗岩由工作区
7、北部至南部侵入顶面深度加大。图 3汤泉地区及周边地区图 4汤泉地区及周边地区T 航磁异常图布格重力异常等值线图2 1 2重力特征重力勘探法是利用地壳内部岩石的不同密度分布,推测岩体的空间走向、大小和形状,据此判断地质构造和矿产分布特征的地球物理勘探方法。汤泉地热田内不同岩性的岩石存在着一定的密度差异。经勘探,工作区内水厂片区紫苏角闪斜长变粒岩和小关岩组角闪斜长片麻岩密度介于 2 86 103 2 79 103kg/m3,铁矿石和六里坪处粗粒二长花岗岩密度介于 2 51 103 3 27 103kg/m3,第四系全新统地层和元古代变质辉绿岩脉密度介于 2 22 103 2 85 103kg/m3
8、,中生代石英斑岩脉和秋花峪处片麻岩密度 2 51 103 2 79 103kg/m3。据勘探结果分析,汤泉地热田为重力场梯度变化较大,图 4 反映出南部重力梯度带较高,北部偏低,梯度带整体走向为北东向,分析认为汤泉地热田处于酸性岩体向太古地层过渡区的接触面上。2 1 3大地电磁测深大地电磁测深是通过观测天然变化的磁场水平分量,将电磁场信号转换成视电阻率和相位曲线,然后反演求得各地层的电阻率和厚度值的一种地球物理勘探方法。在满足区域工作量的基础上,在汤泉地热田补加了 3 条大地电磁测深剖面,剖面总长度为 2 56 km,补加测点 27 个。意在查明地热田范围内断裂破碎带的分布情况。测线 L1、L
9、2综合解释成果见图 5、图 6。从 LT1 线大地电磁测深电阻率断面图推断,存在断层F2、F4,F4 断层埋深在 100 500 m 范围内有明显的构造破碎带,电阻率值在 200 m 以下;断层整体倾向东,倾角较陡约为 70,破碎裂隙发育区推断为富水地段。从 LT2 线大地电磁测深电阻率断面图推断,存在断层F1、F2、F3、F4、F5,F1 和 F2 断层倾向向东,倾角约为 70;F3断层倾向向西,倾角相对 F1、F2 相对较为平缓约为 60;F4、F5 断层埋深在 100 500 m 范围内有明显的构造破碎带,电阻率值在 200 m 以下,断层整体倾向东,倾角较陡约为75,破碎裂隙发育区推断
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