卫辉市某小区地热地质条件初析

[摘 要] 项目区地处中朝准地台华北坳陷南端的汤阴断陷内南缘，与太行拱断束交斜坡部位，其控制性断裂汤东和汤西断裂属区域性深大断裂，是良好的导热构造。区内地热类型为传导型地热资源，主要为层状热储及断裂破碎带（影响带）热储。工作区地温梯度2.5 ℃/100 m～3.5 ℃/100 m。根据地热地质条件，统计并分析已开采地热井的井深、出水量、水温及单位涌水量等资料得出：本次项目设计井深1 400 m，水温55℃，水量40 m3/h，是可行的。

[关键词] 地热地质条件；热储层；汤阴断陷内南缘

[中图分类号] TK521 [文献标识码] A

地热是一种清洁、可再生的绿色能源，开发地热有助于提高城市品位，有利于实现生态城市的建设，改善环境、构建和谐社会，其意义远大。卫辉市位于中朝准地台华北坳陷南端的汤阴断陷内南缘，与太行拱断束交斜坡部位，其控制性断裂汤东和汤西断裂属区域性深大断裂，是良好的导热构造。据区域地热资料，本区1 500 m深度内含水层，主要为新近系孔隙裂隙含水岩组，上部巨厚的第四系盖层则为良好的热储盖层。据统计：卫辉市区目前开采地热水的深水井共有6眼，已开采地热井井深一般在1 000 m～1 400 m之间，井口出水温度31 ℃～55 ℃，单井出水量10 m3/h～45 m3/h。已开采的地热井主要用于供暖、洗浴，开发利用较为单一，但其产生的经济效益较为显著。

1 地质概况

1.1 区域地层岩性

卫辉市东南部属于黄河冲积平原、西北部属山前冲洪积倾斜平原之冲洪积缓倾斜地，地表为第四系覆盖，其下覆地层依次为新近系、奥陶系、寒武系、上元古界地层，区域地层由老至新分述如下：

1.1.1 上元古界（Pt）

该地层断续分布于郭帽山、云梦山的山腰处，形成极醒目的带状陡坎地貌。岩性为一套紫红色巨厚层状石英岩状砂岩。明显区别于上、下地层。

1.1.2 寒武系（∈）

主要分布于云梦山、郭帽山附近。为一套以灰绿色、黄绿色页岩、灰色厚层状灰岩、鲕状灰岩、鲕状白云岩为主的地层。不整合于太古界、上元古界地层之上。

1.1.3 奥陶系（O）

分布于东陈召—分将池、大池山附近。岩性为灰色含燧石条带白云岩、角砾状灰岩、灰色厚层状灰岩。与下伏地层寒武系地层平行不整合接触。

1.1.4 新近系（N2h）

零星出露于东陈召、卫辉市北侧，形成岗地地貌。岩性主要为灰白色、白色钙质、砂质泥岩、砂岩。

1.1.5 第四系（Q）

工作区第四系广泛出露，岩性以坡洪积、冲洪积成因的浅褐黄色、棕红色含砾、砂粉质粘土、灰黄色、浅灰色富含砾石及其透镜体的粉土、卵砾石层及黄河冲洪积成因的灰黄色粉质粘土、粉土、粉砂。

1.2 区域地质构造

工作区位于华北坳陷之汤阴断陷内，构造以断裂为主，主要断裂有汤西断裂和汤东断裂。

汤西断裂：位于工作区西部，走向北东15°～17°，倾向东，倾角67°，为正断层。断层切割太古界-新近系，落差1 000 m以上，影响带宽度2 km～3 km，长约80 km，构成汤阴断陷西界，并成为丘陵、山地与平原分界线。

汤东断裂：位于工作区中部，走向北北东，断面向西陡倾，为隐伏正断层。断层切割太古界-新近系，东盘上升，西盘下降，一般落差1 500 m～2 000 m，最大落差达5 000 m～6 000 m，省内长约140 km，构成汤阴断陷东界，属自燕山期以来长期活动的岩石圈深断裂。

2 区域地热地质特征

卫辉市位于中朝准地台华北坳陷南端的汤阴断陷内南缘，与太行拱断束交斜坡部位，其控制性断裂汤东和汤西断裂属区域性深大断裂，是良好的导热构造。

据区域地热资料，本区1 500 m深度内含水层，主要为新近系孔隙裂隙含水岩组。地下水来源主要为西部山区地下水的侧向径流补给，其遇到导热构造和自然增温，形成地下热水，储存于新生界碎屑岩类含水岩中，上部巨厚的第四系盖层则为良好的保温层。

3 区域热储特征及地温场分布

卫辉市区埋深2 000 m以内主要热储层为新近系热储层。汤东断裂以西、汤西断裂以东，热储底板埋深一般1 500 m～2 000 m，市区北部宋村附近热储底板埋深2 500 m～3 000 m。新近系热储上部为巨厚的第四系覆盖层。新近系热储层含水介质主要为细砂、中砂岩，其次为粉砂、粗砂、砾岩。

工作区地温主要受到构造断裂和基底构造起伏的控制，新生界地温梯度东南高西北低，基本上以汤西断裂为界，以西地温梯度2.5 ℃/100 m～3 ℃/100 m，以东地温梯度3.0 ℃/100 m～3.5 ℃/100 m。

目前，评价区已建地热井取水段多为800 m～1 200 m，井口水温44 ℃～62 ℃，单井出水量10 m3/h～43 m3/h。根据已有地热井资料计算评价区地温梯度值3.08 ℃/100 m～3.35 ℃/100 m。

4 结论

根据卫辉市项目区地热地质条件，对工作区的地热信息进行总计分析，得出如下结论：

该地热井没做专门的地球物理勘探，依据区域的地热地质资料和周边地热井物探及测深的实测资料，判断井位地处汤阴断陷内南缘，有较好的储热条件，1 500 m深度内分布有新近系热储层，有望打出出水量为40 m3/h，温度为55 ℃的地热流体。

参考文献：

[1]河南省地质局地质科学研究所.河南省基岩地质图说明书[G].1978.

[2]河南省地质局水管处、科技处.河南省地热资源调查研究报告[R].1981.

[3]河南省地质矿产局主编.河南省区域地质志[M].地质出版社，1989.