安徽省亳州市地熱資源分布規律

地層、構造特征

亳州市地層屬于華北地層區淮河地層分區淮北地層小區。區域地層主要發(fā)育有太古界五河群、下古生界寒武、奧陶、上古生界石炭、二疊系、新生界新近系、古近系和第四系,地表皆為第四系覆蓋。對地熱與供水意義較大的地層如下:

1.1古近系(E)

區域上古近系為華北地層區淮河地層分區碭山—界首地層小區。亳州市區下古近系為一套紅色河湖相碎屑巖建造,構成一個(gè)較大的沉積旋回,分為古新統雙浮組(E1sh)和始新統界首組(E2j),總厚度840~1500m。

1.2新近系(N)

區域上新近系為華北地層區淮河地層分區碭山—界首地層小區。亳州市區為中新統館陶組及上新統明化鎮組。館陶組(N1g):巖性可分兩部分,總厚度小于240m。下部:淺紅棕色粉質(zhì)黏土與淺灰黃色砂礫石、含礫中砂不等厚互層,厚度小于37m。上部:淺棕紅色粉質(zhì)黏土、粉砂、中砂、含礫粗砂、砂礫石,厚度小于205m。

1.3第四系(Q)

亳州市第 四系總厚 度一般130~160m,為一套河、湖相沉積的松散巖類(lèi)沉積物,巖性主要為灰黃色、棕黃色細中砂、粉細砂、亞黏土,并交互成層,區域上及垂向上巖性變化較大。

亳州市基巖地質(zhì)圖

1 古近系界首組;2 古近系雙浮組;3 二疊系上統;4 二疊系下統;5 石炭系上統 ; 6 奧陶系下統和中統;7 寒武系上統;8 寒武系中統;9 寒武系下統;10 五河群;11 實(shí)、推測地質(zhì)界線(xiàn);12 不整合地質(zhì)界線(xiàn);13 斷裂(正斷層);14 松散層(Q+N)等厚線(xiàn)(m)

水文地質(zhì)特征

按含水介質(zhì)、空隙類(lèi)型和地下水的賦存條件,區內地下水類(lèi)型可劃分為松散巖類(lèi)孔隙水、碳酸鹽巖類(lèi)裂隙溶洞水和基巖裂隙水三種類(lèi)型,具有普遍供水意義的是松散巖類(lèi)孔隙水,概述如下:

根據含水層的埋藏條件,從上至下可劃分為淺層孔隙含水層組(50m以淺)、深層第一孔隙含水層組(50~165m)、深層第二孔隙含水層組(165~660m)、深層第三孔隙含水層組(660~900m)。

(1)淺層孔隙含水層組(50m以淺)。

由第四系全新統大墩組(Q4d)及上更新統茆塘組(Q3m)組成,含水層巖性為粉土、粉砂、粉細砂。一般具上細下粗的“二元結構”或粗細相間的“多元結構”。發(fā)育1~3層厚度較大、分選性較好的粉細砂層,累計厚度5.0~25.0m,砂層間無(wú)穩定的黏性土相隔,各含水層間水力聯(lián)系密切,屬潛水或半承壓水。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型,礦化度<1.0g/l,p H值7.3。該層為農村居民生活用水及農灌的主要水源。

(2)深層第一孔隙含水層組(50~165m)。

由第四系 中更新統 潘集組(Q2p)、下更新統蒙城組(Q1m)組成,含水層巖性以粉砂、粉細砂、細砂為主,局部為含礫中粗砂,具“多元結構”,發(fā)育2~3層含水砂層,單層厚度2.0~15.0m、累計厚度10.0~40.0m。地下水具承壓性質(zhì),水位埋深1.5~8.5m,年變幅0.2~2.5m。根據鉆孔抽水試驗結果,單井涌水量1000~2000m3/d。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-Na或HCO3·SO4N a型,礦化度1 . 0 ~ 1 . 5 g / l , p H值7.5。該層為城鎮供水的主要開(kāi)采層。

(3)深層第二孔隙含水層組(165~660m)。

由新近系 上新統明 化鎮組( N2m ) 組成 , 含水層巖 性為粉砂、 細砂、中 砂 , 局部半膠結 , 發(fā)育2層含水砂 層 , 厚度1 0 . 0 ~ 4 0 . 0 m。地下水具承壓性質(zhì),水位埋深7.5~22.5m,年變幅0 . 4 ~ 1 . 5 m。根據鉆孔抽水試驗結果,單井涌水量1000~2000m3/d。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-Na或HCO3·Cl-Na型,礦化度0.5~1.5g/l,p H值7.3。該層地下水為亳州市主要供水井開(kāi)采資源。

(4)深層第三孔隙含水層組(500~800m)。

由新近系中新統館陶組(N1g)組成,含水層巖性為松散—半膠結的粉砂巖、細砂巖,局部為含礫粗砂巖。地下水具承壓性質(zhì),水位埋深38.0~44.5m,年變幅1.5~2.5m。根據鉆孔抽水試驗結果,單井涌水量500~1000m3/d。水質(zhì)類(lèi)型為HCO3-Na或HCO3·Cl-Na型,礦化度0.5~1.5g/l,p H值7 . 4。該層地下水富含鍶、偏硅酸等多種對人體有益的礦物元素,水溫25~50℃,為天然地熱、礦泉水資源。目前尚未作為飲用水開(kāi)采利用。

地熱賦存類(lèi)型與位置

亳州市區熱儲主要為層狀兼帶狀。

新近系下部館陶組(第一熱儲)埋深500~800m儲存較豐富地熱水,水溫40℃左右,水量大于50m3/h。上部厚層黏性土是此熱儲良好的蓋層,西部基底隆起區基巖風(fēng)化帶可作為風(fēng)化接觸帶熱儲與新近系熱儲一并開(kāi)發(fā)利用。市區內已有多口地熱井鉆探揭露,古近系界首組、雙浮組(第二熱儲上部,埋深800~1600m)儲存較豐富的地熱水,水溫45~52℃,水量大于30m3/h。在構造有利部位,地熱水溫略高。

地熱流體水化學(xué)特征

( 1 ) 亳州市新 近系地熱 地熱流體的 顯著(zhù)特點(diǎn) 是總硬度 、溶解性總 固體小 , 而總堿度 較大 , 屬微咸水 。據B R 0 1井資料 , 地熱流體 總硬度 ( C a C O3計)21.45~44.64mg/L,溶解性總固體1025.00~1606.00mg/L , 總堿度 ( C a C O3計 )418.70~468.30mg/L。BR02井取水段814.05~1317.94m,水化學(xué)類(lèi)型為Cl--Na+型,溶解性總固體含量5700mg/L左右。依據《生活飲用水衛生標準》(GB5749-2006)對查區地熱流體進(jìn)行飲用水評價(jià)。該層地熱流體清澈透明,無(wú)肉眼可見(jiàn)顆粒物,感官性狀指標符合要求,但一般化學(xué)指標有硫酸鹽、溶解性總固體2項超過(guò)限量指標;毒理指標中溴酸鹽和氟化物也超過(guò)《生活飲用水衛生標準》規定的限量標準(表1),其中硫酸鹽含量281.00~342.00mg/L,超過(guò)國家標準限量指標12.4%~36.8%,氟化物含量為2.36~2.56 mg/L,超過(guò)國家標準限量指標1.36~1.56倍,溴酸鹽含量為0.24~0.45 mg/L, 超過(guò)國家標準限量指標23~44倍,溶解性總固體為1025.00~1606.00m g / L , 超過(guò)國家 標準限量 指標2.5%~60.6%。

(2)古近系地熱流體化學(xué)組分的顯著(zhù)特點(diǎn)是總硬度、溶解性總固體較大,而總堿度較小,屬鹽水。本區古近系各井地熱流體總硬度(Ca CO3計)466.00~1663.00mg/L,溶解性總固體5 3 4 9 . 8 7 ~ 1 5 0 5 9 . 1 9 m g / L ,總堿度(Ca CO3計)90.72~167.60mg/L;化學(xué)類(lèi)型均為C l-- N a+型 , 其鹽類(lèi)含 量2 2 2 0 . 0 0 ~ 8 2 5 9 . 8 5 m g / L , 占7 1 . 3 9 % ~ 9 1 . 9 7 % ;其次為硫酸鹽(SO24 - ),含量689.40~1836.00mg/L,占6.29%~24.81%; p H值7.07~7.80,呈中性-弱堿性;不同地段和不同取水層位地熱流體溶解性總固體差異性較大,隨深度增加溶解性總固體漸增。按溶解性總固體分類(lèi),BR02井地熱流體為咸水,其它地熱井均為鹽水。鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、氨氮、溶解性總固體和總硬度均超過(guò)限量指標,分別超過(guò)國家標準限量指標2~20倍(鐵)、0 . 1 ~ 2倍 ( 錳 ) 、7 ~ 3 0倍 ( 氯化物 ) 、1 . 7 ~ 6 . 2倍 ( 硫酸鹽 ) 、0 . 1 ~ 11倍 ( 氨氮)、5~13倍(溶解性總固體)和0.2~2倍(總硬度),毒理指標中溴酸鹽超過(guò)《生活飲用水衛生標準》規定的限量標準300倍以上。