河北滄州地熱資源分布規律

地熱資源概況

1.1 地質(zhì)構造特征

滄州位于河北平原的東部, 大地構造屬華北地臺內的新華夏第二沉降帶, 中生代末至第三紀初處于隆起狀態(tài), 從始新世開(kāi)始下降, 在NE向斷裂帶的影響下, 形成了一系列互相分割的隆起和坳陷, 自西向東分布有冀中坳陷、滄縣隆起、黃驊坳陷、埕寧隆起4個(gè)三級構造單元, 而且在不同的構造單元內又形成了不同規模的潛山和凸起, 多凸多凹的基底構造形態(tài)和巨厚的新生界使本區地熱資源易于積聚和埋藏, 形成了具有高熱流、高梯度特征的地溫場(chǎng), 而且在不同的構造單元上發(fā)育形成了不同的熱儲層。

1.2 地溫場(chǎng)特征、熱儲層及地熱異常區分布

華北平原大地熱流平均值為64.90mW/m2 (1.55 HFU) , 本區大地熱流平均值約為87.92mW/m2 (2.1 HFU) , 熱異常區則高達104.67~146.54mW/m2 (2.5~3.5 HFU) , 地溫場(chǎng)具有高熱流。而且在水平方向上, 地溫變化與基底的起伏表現了明顯的相關(guān)性, 在構造凸起區地熱梯度明顯偏高, 凹陷區則明顯偏低, 垂向上在恒溫帶以下是隨深度而遞增, 但進(jìn)入基巖后, 地溫梯度則普遍下降。分析其原因, 在由高導熱率的碳酸鹽巖組成的基底部位, 熱能向構造的凸起區流動(dòng), 進(jìn)入新生界以后, 因其導熱率明顯降低, 熱能向蓋層相對較薄的區域聚集, 因此, 在本區的構造凸起部位多形成中高溫地下熱水, 在凹陷區的相對凸起部位和潛山帶多形成中低溫地下熱水。

本區熱儲層具有明顯的雙層結構, 上部為第三系孔隙熱儲層, 下部為中、上元古界、古生代、中生代地層組成的古潛山型碳酸鹽巖巖溶裂隙熱儲層。

據目前資料, 可初步圈定8個(gè)中低溫地下熱水區, 它們位于任丘古潛山、肅寧斷裂帶、河間-深縣斷裂潛山帶、大城-獻縣凸起、興濟凸起、孔店-徐陽(yáng)橋凸起區、黑龍村凸起以及羊二莊鼻狀構造等部位;中高溫地下熱水區有1個(gè), 位于埕寧隆起。以上9個(gè)地熱異常區, 具有良好的地熱開(kāi)發(fā)前景。

開(kāi)發(fā)利用規劃

2.1 沿“京九鐵路”開(kāi)發(fā)利用區

本區地熱異常區包括:肅寧斷裂帶中低溫地熱區, 任丘古潛山中低溫地熱區, 河間、深縣斷裂潛山帶中低溫地熱區, 大城-獻縣凸起中低溫地熱區。

(1) 肅寧斷裂帶中低溫地下熱水區

本區地熱梯度在3.0~4.0 ℃/100m之間, 分布面積約80km2, 最佳熱儲層為上第三系的明化鎮組和館陶組熱水儲。明化鎮組的熱水層一般處于正常增溫, 局部受潛山斷裂的影響水溫增高, 水量增大, 為側向補給的低溫層間水。而館陶組熱水無(wú)論水溫、水量均能滿(mǎn)足供暖要求, 是本區最有價(jià)值的熱水層。

本區交通地理位置優(yōu)越, 正處在“京九鐵路"與"朔黃鐵路"的金十字交叉處, 地熱開(kāi)發(fā)前景誘人。

本區可考慮“供暖-洗浴-游泳-娛樂(lè )”及“溫室種植養殖”為主的綜合開(kāi)發(fā)利用方式。

(2) 任丘古潛山中低溫地下熱水區

該區位于任丘市城區周?chē)? 面積約120km2, 地溫梯度一般在3.0~4.0 ℃/100m, 個(gè)別地段達到4.5~5.0 ℃/100m。本區有3個(gè)熱儲層即潛山體熱水儲、館陶組砂巖熱水儲和明化鎮組上段熱水儲。潛山體熱水儲為了保證石油的開(kāi)采, 不宜開(kāi)發(fā)利用。館陶組砂巖熱水儲一般底界深度1 900~2 000 m, 井口水溫75~78 ℃, 礦化度1.5~2.7g/L, 為Cl, HCO3-Na型水。明化鎮組上段熱水儲水量大、水質(zhì)好、埋藏淺, 利于開(kāi)采。

可采用“取暖-溫室種植-養殖”或“洗浴-溫室種植”的綜合利用方式。

(3) 河間、深縣斷裂潛山帶中低溫地下熱水區

位于河間城區東北至留古寺, 西南經(jīng)過(guò)獻縣西部出境, 在本區的面積約為152 km2, 地溫梯度一般在3.0~3.5 ℃/100m間, 局部到4 ℃/100m, 熱儲層主要為霧迷山組與明化鎮組下段。明化鎮組下段水量較小為40~200m3/d, 井口水溫40~45°C, 礦化度1.5~2.7g/L。霧迷山組水量較大, 達800~2 000m3/d, 井口水溫90 ℃左右, 但利用段較深, 水礦化度較高, 一般在7g/L左右。根據水溫、水量及開(kāi)水深度可考慮明化鎮組下段與館陶組合并開(kāi)采, 取水深度在2 000m以上, 水質(zhì)、水量均能滿(mǎn)足要求。

綜合利用可采用“取暖-溫室種植-養殖”的方式, 也可采用“洗浴-溫室種植”的方式。

(4) 大城獻縣凸起中低溫地下熱水區

中心位于獻縣城關(guān)南部, 沿子牙河西側入大城縣境內, 呈NE向條帶狀展布, 面積約370 km2, 在獻縣本齋以北處于冀中坳陷構造帶, 以南處于滄縣隆起構造帶, 熱儲層為上第三系的砂巖, 利用段埋深在1 000~1 200 m, 地溫梯度在冀中坳陷部分為3.0~3.5 ℃/100m。在滄縣隆起的獻縣凸起帶一般在3.0~4.0 ℃/100m, 最高可達5 ℃/100m以上。河北省地勘局第四水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊在獻縣城關(guān)附近施工地熱井一眼, 孔深1 100.56 m, 熱儲利用段731.33~1 090.35 m, 成井時(shí)井口水溫62 ℃, pH值8.0, 礦化度1.7 g/L, 富含有益的微量元素, 偏硅酸、鍶、溴、偏硼酸, 氟質(zhì)量濃度ρ (F) 為2.5 g/L。

本區地熱開(kāi)發(fā)可采用“取暖-溫室種植-養殖”或“洗浴-游泳-娛樂(lè )”綜合利用形式。

2.2 沿“京滬鐵路”開(kāi)發(fā)利用區

本區地熱異常區主要為興濟凸起中低溫地下熱水區, 部分處于滄縣隆起構造帶。地溫梯度一般在3.0~3.5 ℃/100m, 地熱異常面積520 km2, 熱儲層為上第三系及寒武系、奧陶系。上第三系主要為明化鎮組, 水質(zhì)好、埋藏淺、易開(kāi)采, 巖性為中粒細砂巖, 單井涌水量1 000~1 500m3/d, 水溫35~45 ℃, 水質(zhì)類(lèi)型為HCO3, Cl-Na或Cl-Na型水, 礦化度3~7g/L。寒武系、奧陶系熱水儲頂板埋深800~1 000 m, 單井出水量500~1 400 m3/d, 礦化度4~5 g/L。位于本區的濟1孔, 成井深度1 118~1 202 m, 水溫68 ℃, 單井涌水量19 014 m3/d。

另在滄州市西部的杜林一帶也有地熱異常區, 地溫梯度3.0~3.5 ℃/100m, 為上第三系熱儲層, 底界埋深在1 000 m以?xún)取?/p>

本區交通位置優(yōu)越, 京滬鐵路及京滬高速公路均縱貫南北。

地熱的綜合開(kāi)發(fā)利用可采用“取暖-溫室種植-養殖”或“洗浴-游泳-娛樂(lè )”等形式。

2.3 臨渤海開(kāi)發(fā)利用區

本區處于埕寧隆起構造帶, 位于海興縣、黃驊縣東南以及鹽山、孟村南部, 面積約900km2, 地溫梯度一般為3.0~4.0 ℃/100m, 最高達5 ℃/100m。本區有兩個(gè)熱儲層, 上部為上第三系明化鎮熱儲層, 底板埋深800~1 200 m, 厚度400~700 m, 含水層巖性以中細粒砂巖為主, 局部為含礫砂巖, 單井涌水量200~500 m3/d, 井口水溫36~50 ℃。下部為古生界碳酸巖鹽裂隙巖溶熱儲層, 是一個(gè)連通好、循環(huán)深、壓力大的水力系統, 具有水溫高、水量豐富等特點(diǎn)。

307國道及石港高速公路橫穿本區, 直抵黃驊港口。國家的重點(diǎn)建設項目3萬(wàn)t級港口就建在此處。

本區地熱可用于溫泉療養、供暖-洗浴-水產(chǎn)養殖和溫室種植。

2.4 遠期勘查區

包括3個(gè)地熱異常區, 研究程度較低, 需進(jìn)一步進(jìn)行勘查研究。

(1) 羊二莊鼻狀構造中低溫地下熱水區

位于黃驊市東部中捷農場(chǎng), 緊靠埕寧隆起, 面積約100 km2, 地溫梯度3.5 ℃/100m, 熱儲層主要為明化鎮組, 埋深500~1 600m, 水溫30~50 ℃, 水質(zhì)為Cl、HCO3-Na型水, 礦化度1g/L左右, 館陶組熱儲層埋深1 500~2 000m, 水溫65~80 ℃, 本組下段富水性較好。

(2) 孔店凸起中低溫地下熱水區

位于黃驊西南滄縣東部以及孟村一帶, 面積約100km2, 地溫梯度一般在3.0~3.5 ℃/100m, 個(gè)別高于3.5 ℃/100m, 主要熱儲層為上第三系的館陶組和下第三系沙河街組, 一般出水段在1 200~1 800m。

(3) 黑龍村凸起中低溫地下熱水區

位于南皮縣東南和東光縣東部, 呈NE向帶狀展布, 面積約80 km2, 熱儲層為奧陶系灰巖, 出水段水溫50~90 ℃, 蓋層地溫梯度3.0~3.5 ℃/100m。

本區地熱開(kāi)發(fā)可以溫室種植及養殖為主。