河北滄州地熱資源分布規律

地熱資源概況

1.1 地質構造特征

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, 從始新世開始下降, 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, 而且在不同的構造單元上發育形成了不同的熱儲層。

1.2 地溫場特征、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, 進入新生界以后, 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, 位于埕寧隆起。以上9個地熱異常區, 具有良好的地熱開發前景。

開發利用規劃

2.1 沿“京九鐵路”開發利用區

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。而館陶組熱水無論水溫、水量均能滿足供暖要求, 是本區最有價值的熱水層。

本區交通地理位置優越, 正處在“京九鐵路"與"朔黃鐵路"的金十字交叉處, 地熱開發前景誘人。

本區可考慮“供暖-洗浴-游泳-娛樂”及“溫室種植養殖”為主的綜合開發利用方式。

(2) 任丘古潛山中低溫地下熱水區

該區位于任丘市城區周圍, 面積約120km2, 地溫梯度一般在3.0~4.0 ℃/100m, 個別地段達到4.5~5.0 ℃/100m。本區有3個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采, 不宜開發利用。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、水質好、埋藏淺, 利于開采。

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, 西南經過獻縣西部出境, 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、水量及開水深度可考慮明化鎮組下段與館陶組合并開采, 取水深度在2 000m以上, 水質、水量均能滿足要求。

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工程地質大隊在獻縣城關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, 氟質量濃度ρ (F) 為2.5 g/L。

本區地熱開發可采用“取暖-溫室種植-養殖”或“洗浴-游泳-娛樂”綜合利用形式。

2.2 沿“京滬鐵路”開發利用區

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, 水質好、埋藏淺、易開采, 巖性為中粒細砂巖, 單井涌水量1 000~1 500m3/d, 水溫35~45 ℃, 水質類型為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以內。

本區交通位置優越, 京滬鐵路及京滬高速公路均縱貫南北。

地熱的綜合開發利用可采用“取暖-溫室種植-養殖”或“洗浴-游泳-娛樂”等形式。

2.3 臨渤海開發利用區

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, 是一個連通好、循環深、壓力大的水力系統, 具有水溫高、水量豐富等特點。

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

本區地熱可用于溫泉療養、供暖-洗浴-水產養殖和溫室種植。

2.4 遠期勘查區

包括3個地熱異常區, 研究程度較低, 需進一步進行勘查研究。

(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, 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。

本區地熱開發可以溫室種植及養殖為主。