魏小紅，劉玉梅，范文強，丁雅丹

(陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院，陜西 咸陽712000)

地?zé)嶙鳛榧V、能、水于一體的新型潔凈能源，加之具有可再生的特點，近年來在城市建設(shè)和發(fā)展之中越來越引起重視。咸陽擁有豐富的地?zé)豳Y源，經(jīng)過20余年的發(fā)展，主城區(qū)一帶地?zé)衢_發(fā)已初具規(guī)模，由于易開發(fā)、用途廣，市屬郊縣紛紛效應(yīng)開發(fā)地?zé)豳Y源。本文從地質(zhì)背景著手，結(jié)合涇陽-三原近年來地?zé)峋_采成果，淺析地?zé)豳Y源開發(fā)利用前景，為該區(qū)域地?zé)豳Y源開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)，同時提出保護措施及建議。

1 地質(zhì)條件背景

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

涇陽-三原地區(qū)位于關(guān)中盆地的中北部，中生代以來，在太古界、上元古界及下古生界基底的基礎(chǔ)上，沉積堆積了巨厚的新生界陸相碎屑巖類和松散堆積物，受區(qū)域性構(gòu)造控制明顯。北部為蒲城凸起，中部為固市凹陷，南部為咸禮凸起，三個大的構(gòu)造單元之間均以斷層相接(見圖1)，構(gòu)造單元內(nèi)部又被次一級斷裂分割，形跡復(fù)雜，致使區(qū)內(nèi)支離破碎，而研究區(qū)主體則位于固市凹陷構(gòu)造區(qū)內(nèi)。區(qū)內(nèi)對沉積起控制作用的斷層有:

1)北山山前斷裂(F1):為渭河沖積平原與渭北黃土臺塬的分界，由數(shù)條相互平行的斷層組成，傾向南東，傾角50°左右，區(qū)內(nèi)斷距1 000 m左右。

2)口鎮(zhèn)-關(guān)山斷裂(F2):構(gòu)成了關(guān)中盆地的北緣，以西伸入基巖山區(qū)，以東延伸至關(guān)中盆地內(nèi)被第四系覆蓋成為隱伏斷裂。南傾，傾角在50°～70°之間，研究區(qū)內(nèi)構(gòu)成了固市凹陷與蒲城凸起的分界。

3)涇河斷裂(F3):基本沿涇河近東南向展布，傾向北東，張性斷裂，傾角60°左右，為一隱伏斷裂，研究區(qū)內(nèi)構(gòu)成固市凹陷與咸禮凸起的分界。

4)禮泉-三原斷裂(F4)和乾縣 -魯橋斷裂(F5):兩條斷裂基本平行，均為正斷層，傾向南東，傾角40°～50°。兩條斷裂位于研究區(qū)內(nèi)部，對境內(nèi)隱伏巖溶地下水具區(qū)域性控制作用。

1.2 地層

據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔揭露，研究區(qū)地層自上而下為第四系(Q)、新近系(N)和古近系(E)，基底為二疊系(P)。

1.2.1 第四系(Q)

1)秦川群(Q2Qc):全區(qū)分布，底板埋深和層厚447.0～664.0 m，沉積物主要以河流相的粘土為主，夾有粉細砂。

2)三門組(Q1s):全區(qū)分布，層厚 98.2 ～292.5 m，沉積堆積物呈河湖交互相特征，巖性以藍灰色粘土為主，夾有粉、細砂層，未成巖。

1.2.2 新近系(N)

1)張家坡組(N2z):分布全區(qū)，厚266.0 ～604.5m。巖性主要呈河湖交互的淺綜灰色、藍灰色泥巖夾灰白色粉、細砂巖。

2)藍田灞河組(N2l+b):厚 364.5 ～ 769.3m，全區(qū)分布，南厚北薄。巖性為河流相間夾河湖相的棕紅色泥巖夾中-細砂巖。

3)高陵群(N1gl):區(qū)內(nèi)大部分井均鉆遇該層，厚度在176.6～831.0 m。下部為沖洪積相砂巖、砂礫巖夾互泥巖，上部主要為河湖相泥巖與砂巖不等厚互層。

1.2.3 古近系(E)

1)白鹿塬組(E3b):主要深埋于研究區(qū)南部，厚度62.8～279.2 m。巖性呈河流相間夾河湖相沉積的紫紅色、深紫紅色泥巖與灰白色中砂、粗砂巖、礫巖略等厚互層。

2)紅河組(E2h):厚 97.9 ～495.7 m，不連續(xù)深埋于區(qū)內(nèi)。主要為一套邊緣相沉積的淺紫紅色、紫紅色泥巖與灰白色中砂、粗砂巖、礫巖略等厚互層。

1.2.4 二疊系(P)

為區(qū)內(nèi)基底地層，僅分布有上統(tǒng)石盒子組(P2s)地層。主要為一套邊緣相沉積的紫色含礫泥巖與雜色砂礫巖，呈不等厚互層。

2 地?zé)豳Y源評價

2.1 熱儲特征

獨特的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景和巨厚的新生界沉積，為地?zé)豳Y源的生成和富集提供了良好的熱儲條件。據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔揭露，地表下2 512.0 m以淺，除白鹿塬組熱儲局部缺失外，其余熱儲層全區(qū)均分布。根據(jù)沉積時代和熱儲特征可分為古近系始新統(tǒng)紅河組(E2h)、古近系漸新統(tǒng)白鹿塬組(E3b)、新近系中新統(tǒng)高陵群(N1gl)、新近系上新統(tǒng)藍田灞河組(N21+b)和張家坡組熱儲(N2z)及第四系三門組(Q1s)6個熱儲層段，其熱儲特征匯總見下表(見表1)。

表1 熱儲層特征匯總表

2.2 資源量評價

根據(jù)鉆孔揭露的熱儲分布情況，將區(qū)內(nèi)口鎮(zhèn)-關(guān)山斷裂以南917.88 km2范圍劃分為5個分區(qū)，分層對熱儲段采用熱儲法進行資源量計算。經(jīng)計算，研究區(qū)地?zé)豳Y源量為12 755.51×1012kcal(相當(dāng)于標煤 18.22億 t)，地?zé)崃黧w靜儲量總計1 772.064×108m3，其中控制的資源量為1 254.44×1012kcal，相應(yīng)的地?zé)崃黧w靜儲量為 172.35×108m3，推斷的資源量為11 501.07×1012kcal，相應(yīng)的地?zé)崃黧w靜儲量為1 599.714×108m3?？刂频馁Y源量中張家坡組(N2z)地?zé)豳Y源量為 64.46×1012kcal，相應(yīng)的地?zé)崃黧w靜儲量為18.984 ×108m3，藍田灞河組(N2l+b)地?zé)豳Y源量為 554.56×1012kcal，相應(yīng)的地?zé)崃黧w靜儲量為 91.504×108m3，高陵群(N1gl)地?zé)豳Y源量為 304.02×1012kcal，相應(yīng)的地?zé)崃黧w靜儲量為34.912 ×108m3，古近系(E)地?zé)豳Y源量為 328.4×1012kcal，相應(yīng)的地?zé)崃黧w靜儲量為 26.950×108m3。

以20%的熱儲回收率計，涇陽-三原地?zé)崽锏目刹蔁醿Y源量為 2 551.08×1012kcal(相當(dāng)于標煤 3.64億 t);以1.5%的回收率計算，區(qū)內(nèi)可采地?zé)崃黧w靜儲量總計26.671×108m3。

2.3 水質(zhì)評價

據(jù)區(qū)內(nèi)多眼地?zé)峋|(zhì)資料，地?zé)崴V化度介于3.834～4.762 9 g/L之間，變化幅度較小，均屬咸水，中等礦化水;水化學(xué)類型主要為 Cl·SO4-Na型和 Cl-Na型兩種，pH值介于 7.57～8.41之間，屬弱堿性水;水質(zhì)硬度介于 11.40～15.93德國度，屬微硬水;按“醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標準”分類，各井熱水中偏硼酸、偏硅酸、氟、溴、碘含量相對較高，大部分井均達到了有醫(yī)療價值濃度的標準。

3 地?zé)豳Y源開發(fā)與保護

目前區(qū)內(nèi)僅有8眼地?zé)崴?，井? 050.02 ～2 459.50 m，均為混層開采井，主采藍田灞河組 -古近系地層熱儲，井口水溫62℃ ～78℃不等，單井自流量 1 089.6～4 372.8 m3/d，日出水量總計達26 595.84 m3，現(xiàn)階段主要用于采暖和洗浴，取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益，但還存在一些實際問題:一是地?zé)衢_發(fā)主要集中在涇陽、三原城區(qū)一帶，其它廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)極待開發(fā);二是地?zé)豳Y源利用途徑單一，主要利用途徑僅局限在采暖和洗浴，地?zé)嵩谵r(nóng)業(yè)和工藝上利用還未起步;三是尾水排放溫度高，均未達到規(guī)范要求尾水排放溫度標準，綜合梯級開發(fā)利用程度較低，造成很大的資源浪費;四是各井尚未進行全面的動態(tài)監(jiān)測，各個地?zé)峋叵聼崴畡討B(tài)變化情況不詳，很大程度上制約了地?zé)豳Y源的科學(xué)管理;五是宣傳力度不夠，后續(xù)資金投入不足，地面設(shè)施未配套成龍，資源效益未充分發(fā)揮。

4 結(jié)語

(1)涇陽-三原地?zé)崽锸鞘芸阪?zhèn) -關(guān)山(F2)近東西向隱伏活動深大斷裂和涇河(F3)近東南走向斷裂控?zé)釋?dǎo)熱控制的地?zé)崽?，主要開采層段為藍田灞河組到紅河組熱儲層的混合開采，具有水溫高、自流量大、水質(zhì)優(yōu)良等特點，地?zé)豳Y源豐富。

(2)基于涇陽-三原地區(qū)地?zé)岬刭|(zhì)勘查的工作程度、資源分布特點和區(qū)位優(yōu)勢，應(yīng)部署適量的探采結(jié)合工程，進一步提高地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查程度，建立健全的地下熱水動態(tài)監(jiān)測體系。

(3)制定地?zé)豳Y源保護規(guī)劃。根據(jù)縣區(qū)實際情況，結(jié)合地?zé)豳Y源分布特點，堅持資源、環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的原則，制訂地?zé)豳Y源開發(fā)利用規(guī)劃和地?zé)岙a(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建涇陽-三原地區(qū)獨具特色的地?zé)岙a(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)集群。

(4)加強監(jiān)管力度。要根據(jù)地?zé)衢_發(fā)利用規(guī)劃和相關(guān)的地礦法規(guī)管好用好地?zé)豳Y源，把住立項審批關(guān)，在合理的井間距和開采熱儲、開采深度的范圍內(nèi)進行布井和批井。主導(dǎo)地?zé)峥萍佳芯亢图夹g(shù)推廣，把地?zé)峁芾砉ぷ骷{入科學(xué)化、規(guī)范化和法制化的軌道。

[1]陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院.陜西省咸陽市涇陽 -三原地?zé)豳Y源普查報告[R].2013.

[2]陜西省地勘局區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院.陜西省咸陽市區(qū)地?zé)豳Y源詳查報告[R].2005.

[3]中華人民共和國國家標準.地?zé)豳Y源地質(zhì)勘查規(guī)范(GB/T11615-2010).

[4]中華人民共和國行業(yè)標準.地?zé)豳Y源評價方法(DZ40-85).

[5]陜西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.陜西省關(guān)中盆地地?zé)豳Y源調(diào)查評價報告[R].2009.11.

[6]樊小舟，齊新剛.陜西三原縣地?zé)岚l(fā)育特征及成井條件[J].地下水.2007.3(29)，96-100.