山东省热储类型多、分布广,资源储量丰富,但地热资源赋存规律及其富集机制尚需系统研究。
本文基于地热井测温、大地热流测量、地热资源勘查、钻获地热井及抽水试验和长期动态监测资料,圈定了控热、导水地质构造和地热异常分布区,将山东省地热资源划分为鲁东隆起、沂沭断裂带、鲁西隆起和鲁西北坳陷4个地热区,分别论述了各地热区地热系统的热储类型、开放程度、热源水源及其运移和可更新能力,以及水流热流富集构造赋存位置。
集成水源开放状态、热源机制和水热富集热储赋存特征等主要地热能控制要素,将地热系统划分为3种聚热富水模式:(1)开放—对流—腔管状型地热系统聚热富水模式;(2)弱开放—对流传导—带状层状型地热系统聚热富水模式;(3)封闭—对流传导—带状层状型地热系统聚热富水模式。揭示了各聚热富水模式的热源及其聚集机制、水源及其富集机理、水热可更新能力和富集热储赋存规律,为找热定井提供了靶区定位依据。
结论及展望
(1)受沂沭断裂带、兰聊断裂带和齐广断裂带控制,山东省自东向西划分为4个地热区:鲁东隆起地热区(Ⅰ)、沂沭断裂带地热区(Ⅱ)、鲁西隆起地热区 (Ⅲ)和鲁西北坳陷地热区(Ⅳ)。截至2023年底,全省累计发现97个地热田,其中鲁东隆起地热区16 个,沂沭断裂带地热区9个,鲁西隆起地热区35个, 鲁西北坳陷地热区37个。
(2)鲁东隆起地热区(Ⅰ)、沂沭断裂带地热区 (Ⅱ)以隆起山地型开放式地热系统为主,地热水能够获得现代水补给。热储类型以花岗岩、安山岩裂隙带状热储为主,局部为砂岩和碳酸盐岩裂隙带状热储。深部对流传热为地热异常区的主要热源机制。
(3)鲁西隆起地热区(Ⅲ)、鲁西北坳陷地热区 (Ⅳ)以沉积盆地型封闭式地热系统为主,地热水获得现代水补给能力差。热储类型以砂岩裂隙孔隙层状热储和碳酸盐岩裂隙岩溶带状兼层状热储为主。弱开放式地热系统主要位于沉积盆地封闭式地热系统的边缘,即鲁中南隆起北缘地热子区及鲁西南潜隆东缘地热子区,能够接受岩溶地下水流域中上游少量岩溶地下水的深循环运移补给;热储类型以碳酸盐岩裂隙岩溶带状兼层状热储为主。大地热流传导为主要热源。深大导热断裂带、侵入岩体与围岩接触带沟通深部对流热源,沿其形成高地温梯度和高热流值区。
(4)集成水源开放状态、热源机制和水热富集热储赋存特征等主要地热能控制要素,将地热系统划分为3种聚热富水模式。①开放对流腔管状型地热系统聚热富水模式:开放式地热系统NE、NNE 向导热断裂上盘与NW向导水断裂上盘相交形成的“V”形构造裂隙发育区域内,既是热流聚集区、也是地热水富集区,形成花岗岩、安山岩、砂岩和碳酸盐岩裂隙热储地热能聚集区。②弱开放对流传导带状层状型地热系统聚热富水模式:弱开放式地热系统层间岩溶与深大导水导热断裂交汇复合处或与侵入岩体/可溶岩接触带交汇复合处,既是地热水富集带,也是热流聚集带,形成岩溶热储地热能聚集区。③封闭对流传导带状层状型地热系统聚热富水模式:封闭式地热系统古河道带和古冲洪积扇既是地热水富集区,也是热流聚集区,形成砂岩裂隙孔隙热储地热能聚集区。层间岩溶与深大导水导热断裂交汇复合处,或与侵入岩体/可溶岩接触带交汇复合处既是地热水富集带,也是热流聚集带,形成岩溶热储地热能聚集区。这3种不同类型地热系统的地热能聚集区即是找热定井的目标靶区。
引用本文
康凤新,郑婷婷,史猛,隋海波,徐蒙,江海洋,钟振楠,秦鹏,张保建,赵季初,马哲民,崔洋,李嘉龙, 段晓飞,白通,张平平,姚松,刘肖,史启鹏,王学鹏,杨海涛,陈京鹏,刘琲琲.山东省地热资源赋存规律及其富集机制[J]. 地学前缘, 2024, 31(6): 67-94.
Citation
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