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1、在盆地区进行地热资源勘查的可行性分析 以四川省遂宁市河东新区为例重庆市地勘局南江水文地质工程地质队 徐太国 徐高海 祝国庆 丁吉辉摘要：随着重庆市“温泉之都”的授牌，极大的带动了重庆周边省市的温泉开发热潮。本文对在四川省遂宁市河东新区进行地热资源勘查的可行性进行了分析，提出了勘查风险及环境影响等，对于在盆地区进行地热资源勘查开发具有一定的探讨意义。关键词：地热资源 盆地区 遂宁 可行性 勘查风险 环境影响 重庆市地热资源丰富，开发利用历史悠久，温泉文化底蕴深厚，经国土资源部评审，重庆市获得“中国温泉之都”第一名。2011年4月22日，在第42个世界地球日，国土资源部副部长汪民在重庆金源大饭店向
2、重庆市政府授予“中国温泉之都”牌匾。随着重庆“中国温泉之都”的授牌，推进了重庆市温泉产业发展，也极大的带动了重庆周边省市对温泉的开发热潮。1区域地质环境条件1.1位置与交通四川省遂宁市位于成都与重庆之间，与成都、重庆呈等距三角，在重庆“中国温泉之都”的带动下，也拉开了开发地热资源的帷幕。区内交通十分便利，公路、铁路、水运立体交通网络密集，具有便捷的交通优势和良好的区位优势。1.2气象水文属亚热带温暖湿润气候，具有冬暖、春早、夏热、秋凉、降雨充沛的特点。区内主要河流为涪江，涪江是嘉陵江的一级支流，长江的二级支流，流域宽广，发源于四川省松潘县与九寨沟县之间的岷山主峰雪宝顶。涪江南流经平武县、江油市
3、西南部，绵阳市、三台县、遂宁市等区域，在重庆市合川区城区汇入嘉陵江，遂宁境内长171km。1.3地形地貌地处四川盆地腹部，区内广阔的丘陵地形，属构造剥蚀形成，零星分布的河谷阶地为堆积后侵蚀抬升所致。主要有侵蚀堆积形成的河漫滩、阶地；构造剥蚀形成的平谷圆缓浅丘、宽谷圆顶中丘、箱形谷枝状中丘、箱形谷驼脊状深丘、窄谷枝状深丘。海拔高度一般在280500m，相对高差50150m。1.4地质构造遂宁市属于新华夏系第三沉降带，四川沉降褶带之川中褶内。其构造特点是，主要形迹的展布为近北东向。未见大的断裂，褶皱宽阔平缓，且多表现为彼此排列有序的鼻状背斜和箕状向斜，地表所见构造均始于印支期以后至喜山期以前的产物
4、，晚近时期表现为大面积间歇上升。河东新区在地质构造上位于安福场背斜西倾没端北西翼（图1），安福场背斜轴线走向近东西向，长度大于12km，宽26km。区内裂隙不发育。1.5地层岩性地表出露的地层主要为侏罗系上统蓬莱镇组、遂宁组、侏罗系中统沙溪庙组，而侏罗系中统新田沟组、下统自流井组、珍珠冲组、三叠系图1 遂宁市构造纲要图上统须家河组、中统雷口坡组以及下统嘉陵江组、飞仙关组等则深埋于地下，地表未见出露。区内出露的主要地层岩性由新至老简述如下：（1）第四系主要为阶地堆积物（Q4al、Q2+3fgl）：分布在涪江及其支流的阶地上。为浅黄、黄褐色沙质粘土、砂粘土、沙土夹卵石、钙质团块、沙砾卵石等，厚51
5、0m。（2）侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）：出露于遂宁西部地区，为河湖相沉积。灰白色中细粒长石石英砂岩、泥质粉砂岩夹紫红色粉砂质泥岩，底部夹23层似层状砾岩，厚500m左右；上统遂宁组（J3sn）：出露于区内广大地区，鲜紫红色钙质泥岩，粉砂质泥岩，与紫红色块状细粒钙质长石砂岩，或细粒钙质长石石英砂岩等组成，厚300419m；中统沙溪庙组上段（J2s2）：分布于遂宁南东侧彭南、仁和一带，为安福场背斜、龙女寺背斜核部地层。为紫灰色块状细粒长石石英砂岩与紫红色泥岩，砂质泥岩等厚互层。泥岩色暗夹钙质结核及灰绿色条带，零星见石膏薄膜极易风化呈碎块剥落，砂质泥岩中见零星小溶孔，色杂，石英含量较高，性硬，不稳
6、定，常呈透镜状产出，出露厚度约100m。1.6水文地质特征区内水文地质条件受地质构造、地层岩性、地形地貌及气象等条件制约明显，区内地下水分为浅层地下水和深层地下水地热水。1.6.1浅层地下水：根据地下水的赋存条件，水理性质及水力特征等，浅层地下水分为松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水两类（表1）。表1 浅层地下水一览表地下水类型含水岩组时代含水岩组岩性构造及地貌特点松散岩类孔隙潜水Q4al砂砾石层，厚510m侵蚀堆积地形河流堆积一级阶地、河漫滩。基岩裂隙水J3p、J3sn、J2s泥岩夹砂岩构造剥蚀地形丘陵，中至深切丘陵，分布广泛，褶皱舒缓无断裂。（1）松散岩类孔隙潜水主要分布于涪江两岸一级阶地和漫滩
7、上。其富水性受沉积物的岩性控制，赋存于砂砾石孔隙中。区内砂砾石层厚度较薄，但分布稳定，透水性强，地下水位埋深较浅，钻井出水量一般100500m3/d、水温18、矿化度0.31g/l左右，水化学类型以HCO3Ca型为主，是生活饮用、农业灌溉之优良水源。（2）基岩裂隙水由侏罗系上统蓬莱镇组、遂宁组和中统上沙溪庙组地层组成，为砂、泥岩互层的河湖相堆积物。区内含水层的埋藏特点、补给、迳流、排泄条件，决定地下水水质、水量。具有以风化带网状裂隙水为主、水量不均，一般较小、地下水位高、淡水带厚度小、动态不稳定的特征。1.6.2深层地下水（地热水）：深层地下水（地热水）的含水介质主要为三叠系中下统雷口坡组、嘉
8、陵江组的碳酸盐岩，另外须家河组也为区内深层地下水的含水介质，地热水形成取决于构造条件及含水岩层出露条件、裂隙的发育程度以及联通性等。水化学类型一般为Cl-Na型，矿化度一般50120g/l。上述各类地下水由于受各自隔水层的制约，一般不发生水力联系，自呈独立的水力系统。2区域地热地质特征2.1地热水形成的条件区内地热水的形成主要为含（透）水岩层在沉积过程中接受大气降水等的补给，随着后期沉积环境的改变，深度增加受地热增温及化学热、放射性热等因素影响使地下水水温逐渐增高。遂宁市位于四川盆地腹部，岩层深部裂隙不发育，补给条件较差，仅有微弱的补给量，地热水主要以“古封存水”为主。2.1.1热源本区地热主
9、要由地热增温所致，即热储的温度受埋藏深度的控制。据调查，区内盐井取得的水温资料，在2400m左右揭穿三叠系上统须家河组二段出盐水层时，水温可达50左右。2.1.2热传递通道区内背斜隆起小，构造活动不强烈，构造裂隙及断裂不发育，深部热能主要受地温梯度增温形成，通过热传导方式上升，含水岩层中的地下水得到热量而逐渐升温。据调查访问，区内大英盐井出水温度达60左右，罐子口盐井出水温度也大于50，井深按2400m计算，结合区内地质资料及重庆地区地热勘探的相关成果，由于其出水量较小，井底温度按78考虑，地表多年平均气温17.5，结合四川地区资料统计考虑，估算区内地温梯度在2.1/100m左右。2.2热储构
10、造区内处于四川盆地腹部，出露最老地层为侏罗系中统沙溪庙组泥岩夹砂岩。据区内成功勘探的盐卤水深钻井资料，出水位置主要在三叠系上统须家河组第二段地层中。结合区域资料、地面调查及重庆市地热勘探经验等，确定区内主要热储层为上三叠统须家河组第二段、下三叠统嘉陵江组第四、三、二段，次要热储层为中三叠统雷口坡组、下三叠统嘉陵江组第一段；热储盖层为上三叠统须家河组（第六、五、四、三、一段）碎屑岩及侏罗系红色碎屑岩地层；热储下部隔水岩层为下三叠统飞仙关组碎屑岩夹碳酸盐岩地层。上述地层构成了一个完整的热储构造。3区内盐卤水的开发利用情况遂宁市内盐卤水分布较为广泛，卤水无色透明或略显浅黄色，味咸，涩，具H2S或油味
11、，有黄色及黑色沉淀。主要为Cl-Na型水。勘探成功的有大英盐井及罐子口盐井（隧16井）等，现将他们的开发情况做简要论述。3.1大英盐井位于大英县郪江南岸，最老一口盐井为1959年勘探成功，现仍自流，水量10m3/h（240m3/d）左右，水温达60以上，并呈间歇性喷水。2003年之前一直作为大英盐厂使用，2003年之后，在盐厂利用的同时，供给遂宁中国死海开发利用。2003年，死海旅游度假区建立在遂宁这个古老而神秘的地域之上，在地表形成5万平方米的水域，再现了“中国死海”的惊世奇观。大英死海是中国的唯一死海，是北纬30度上的又一神奇的景观。度假区以体验“死海漂浮”为主，同时结合了休闲、保健、现代
12、水上运动等要素，形成了一个集健康性、娱乐性、趣味性为一体的旅游度假胜地（照片1）。成为盐井开发成功的典范。照片1 遂宁大英死海3.2罐子口盐井（遂16井）本盐井为四川石油管理局1977年施工而成，其目的是为了解大安寨、须家河组油气层岩性物性及含油气情况。钻井施工到2388m时，出现喷盐水，初测盐水35m3/h，氯根71.020g/l,随着时间的增长，盐水自流量不断下降，最后自流量5.1m3/h（122 m3/d），氯根达172.732g/l，据访问，其水温达50以上，由于深部气压顶托作用，呈无规律间喷状。该盐井曾作为罐子口盐厂使用，罐子口盐厂为河东新区河东乡政府企业，因其水量小，无多大开采价值
13、，1999年停产关闭，目前该井已封闭（照片2）。照片2 封闭的罐子口盐井4地热水的补、径、排特征区内深层地热水，主要为盆周华蓥山地区地表出露的含水岩层接受大气降水补给，经深部循环运移地热增温而成，受岩层产状平缓以及深部裂隙不发育的影响，地热水在盆地内运移非常缓慢，以“古封存水”为主。地表岩层在接受大气降雨及地表水的补给后，经裂隙向下入渗形成浅层地下水，浅层地下水在地质构造、区域动水压力等因素的综合作用下，进入须家河组二段及嘉陵江组热储层中，形成深层地下水，深层地下水在地温梯度的影响下，水温增高，形成了地热水。区内岩层产状平缓，地表出露地层主要为侏罗系上统蓬莱镇组、遂宁组，而热储层三叠系须家河组
14、二段以及嘉陵江组等地层均未出露地表，其上覆有侏罗系上统蓬莱镇组、遂宁组、中统沙溪庙组、下统自流井组、珍珠冲组以及三叠系上统须家河组地层，地表出露的侏罗系上统蓬莱镇组、遂宁组地层以泥岩为主，泥岩为相对隔水层，裂隙不发育，受区内地层、构造以及裂隙等影响，深部须家河组二段及嘉陵江组地层接受大气降雨补给的地下水极微，补给条件差，主要为盆周华蓥山地区地表出露的含水岩层接受大气降水补给。据遂16井资料显示，其多年稳定出水量在100m3/d左右，说明虽然区内补给条件较差，但仍具有一定的补给条件。区内深部地热水受盆周华蓥山地势高的影响，整体为由南东向北西运移，而区内岩层倾角小、深部裂隙不发育，其迳流非常缓慢，
15、深部地热水以“古封存水”为主。区内未见天然温泉的露头，深层地热水的排泄主要以人工钻井揭露方式排泄。如罐子口盐井（遂16），大英盐井等深井均为深层地热水的排泄点，由于深部气压顶托作用，形成间歇性喷水。5地热水的水化学特征据1:20万区域水文地质普查报告（遂宁幅）以及遂宁市盐井勘探资料等，区内深层地热水主要为盐卤水（须家河地层中称为黑卤水，嘉陵江地层中称为黄卤水）。水多无色透明或略显浅黄色，味咸、涩，具H2S或油味，有黄色及黑色沉淀，主要为Cl-Na型水。水中阳离子主要为K+Na+、 Ca2+、Mg2+, K+Na+离子毫克当量百分数为7986%，Ca2+离子毫克当量百分数为912%，Mg2+离子其毫克当量百分数为5.28%；阴离子主要为Cl-、HCO3-、SO42-，Cl-离子毫克当量百分数为91.696%，HCO3-离子毫克当量百分数为28.1%，SO42-离子毫克当量百分数为0.170.27%，矿化度58.05123g/l。据盐井勘探的蓬基井、蓬莱镇盐二井、蓬七井等分析资料，卤水中浓度（BL）16.5620.5；比重1.121.166；PH值5.125.4；R2O3含量0.1620.24g/l;BaCl2含量2.615.383g/l; SrCl2含量3.5164.638g/l；CaCl2含量34.
