青海共和盆地地?zé)豳Y源分布特征兼述CSAM T在地?zé)峥辈橹械淖饔?/h1>

文章來(lái)源：地大熱能 發(fā)布作者：地大熱能 發(fā)表時(shí)間：2021-11-10 15:11:47瀏覽次數(shù)：3451

  “青海共和盆地第一口高溫度、大水量、低礦化度的地?zé)峋?/a>成功出水”的消息,在2007年新聞媒體已做報(bào)道。該井勘探孔深1200m,探明700～ 1200m間具有良好的熱儲(chǔ)部位。井水溫度72℃ , 日出水量達(dá)1136m3 ,礦化度1. 406g /L, pH值為8. 43,屬重碳酸氯化物— 鈉型水,是省內(nèi)第一口質(zhì)優(yōu)的地?zé)峋?/a>,具有廣泛的利用空間和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

 

  回顧該地?zé)?/a>井井位的確定,進(jìn)行了可控源音頻大地電磁測(cè)深( CSAM T) ,探明控?zé)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/地質(zhì)構(gòu)造.html" >地質(zhì)構(gòu)造為該地?zé)?/a>井成功提供了條件。本文在可控源音頻大地電磁測(cè)深結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)背景分析,探討了共和盆地地?zé)?/a>形成條件,揭示了共和盆地具備賦存大型地?zé)崽?/a>的可能,很有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)價(jià)值。

 

  1 區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)背景

 

  共和盆地處于昆侖山脈與秦嶺山脈之間,為一個(gè)呈NW向展布的菱形山間盆地。大地構(gòu)造單元屬于秦祁昆斷褶系的東昆侖、西秦嶺造山帶接合部位,但在地質(zhì)構(gòu)造、巖漿作用、地貌特征上又有別于秦嶺、昆侖造山帶,以獨(dú)特形式表現(xiàn)出來(lái),傳統(tǒng)稱(chēng)之為“共和缺口” [1 ]。按地質(zhì)力學(xué)劃分,屬昆侖 秦嶺緯向構(gòu)造帶與河西系構(gòu)造復(fù)合部位的沉降帶。按板塊構(gòu)造觀點(diǎn)稱(chēng)為中央造山帶“秦昆岔口” [2 ]。

 

  共和盆地是第三紀(jì)初形成的斷陷盆地,其四周被斷褶帶隆起山地圍限,北側(cè)是青海南山斷褶隆起帶、南側(cè)是河卡南山斷褶隆起帶、西為鄂拉山構(gòu)造巖漿帶、東為瓦里貢山構(gòu)造巖漿帶。

 

  共和盆地周邊均受山前深大斷裂的控制,挽近期構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,山體隆升,盆地大幅度下降,沉積了較厚的第四系( Q)沖洪積、沖湖積堆積物和第三系( R)湖相堆積物,上部為磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層,下部為褐紅色砂質(zhì)泥巖夾砂礫巖。僅在盆地南部邊緣局部有侏羅系羊曲組( J2y )出露,巖性為灰、灰綠、灰白色砂巖、礫巖,夾煤線的泥巖組成。三疊系( T)廣泛出露在盆地周邊隆起區(qū)和組成盆地基底,下、中、上三統(tǒng)俱全,其中下、中統(tǒng)為海相、上統(tǒng)為陸相。

 

  侵入巖主要是印支— 燕山期,以花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和斑狀花崗巖等,侵入于中、下三疊系。由三疊系和印支— 燕山期中酸性巖體構(gòu)成褶皺基底。

 

  據(jù)石油物探資料分析,共和盆地為兩坳夾一隆的構(gòu)造格局,即兩坳為塘格木坳陷和貴德坳陷中間被過(guò)馬營(yíng)隆起分隔。貴德坳陷據(jù)重力反演基底深度大于4500m,塘格木坳陷又由三凹兩凸等次級(jí)構(gòu)造單元組成,黃河凸起沿黃河分布,構(gòu)成切吉凹陷和貴南凹陷分界。茶卡凹陷與切吉凹陷間為祁家凸起。

 

  共和縣恰卜恰鎮(zhèn)處在塘格木坳陷切吉凹陷與黃河凸起間的斜坡帶上,切吉凹陷基底埋深2000～6500m,黃河凸起基底埋深小于1500m。據(jù)切吉凹陷石油共參1井錄井資料揭示,井深5020m全為第三系,盆地內(nèi)侏羅、白堊系缺失。

 

  盆地內(nèi)發(fā)育有三級(jí)湖相階地和多級(jí)黃河階地,說(shuō)明中- 更新世以來(lái),隨青藏高原隆升盆地一直處于間歇性抬升狀態(tài)。

 

  2 盆地及周邊地?zé)豳Y源

 

  2. 1 斷裂對(duì)流型地下熱水

 

  在盆地東西兩側(cè)形成兩條近SN 向構(gòu)造巖漿隆起帶,也是兩條斷裂帶和溫泉分布帶,夾持在NWW向東昆侖、西秦嶺兩條主邊界斷裂之間。

 

  盆地西側(cè)構(gòu)造巖漿帶在鄂拉山沿烏蘭— 溫泉一線分布,全長(zhǎng)180 km,以三疊系鄂拉山群火山巖和印支— 燕山期中酸性巖體構(gòu)成山體主體,巖體長(zhǎng)軸及火山巖呈近SN向展布。區(qū)內(nèi)由一系列不連續(xù)斷裂組成斷裂構(gòu)造帶,總體走向NW20°。其中以瓦洪山斷裂貫穿南北,斷裂顯示強(qiáng)烈的擠壓現(xiàn)象, 呈現(xiàn)出50～ 100m 寬的擠壓破碎帶, 斷裂順扭運(yùn)動(dòng)、深切地殼、多期活動(dòng),且以晚第四紀(jì)新構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)。沿?cái)嗔逊植?a href="http://www.cityofbrews.com/t/溫泉.html" >溫泉有烏蘭巴硬格里( 42. 5℃ )、興海青根河( 30℃ )、青根河南東9 km( 62℃ )、興海溫泉( 61℃ )等。在鄂拉山西緣還有都蘭熱水鄉(xiāng)( 85℃ )、都蘭夏哈日鄉(xiāng)( 70℃ )溫泉。盆地東側(cè)瓦里貢山構(gòu)造巖漿帶沿當(dāng)家寺— 過(guò)馬營(yíng)— 多和茂一線分布,該帶為西秦嶺印支造山帶褶皺基底,侵入巖為印支— 燕山期,其中當(dāng)家寺巖體呈SN向分布,并有多禾茂斷裂、當(dāng)家寺群強(qiáng)隱伏斷裂沿過(guò)馬營(yíng)— 瓦里貢山隆起帶呈NNW向展布貫穿南北,沿這組斷裂形成的帶狀盆地還有下白堊系基性火山巖。

 

  為此,該帶形成了一條由北往南的溫泉分布帶,即貴德曲乃亥溫泉( 86℃ )、貴德扎倉(cāng)寺溫泉(水溫75℃～93℃ )、貴德新街溫泉( 64℃ )、同仁蘭采溫泉( 67℃ )、同仁曲庫(kù)呼溫泉( 48. 5℃ )等。

 

  上述兩條構(gòu)造巖漿帶斷裂切割較深,晚第四紀(jì)新構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)烈,為深部熱流體對(duì)流和傳導(dǎo)運(yùn)移提供了良好的通道,形成橫貫西秦嶺西端SN 向地?zé)釒?/a>。

 

  在西秦嶺東端天水— 武都SN 構(gòu)造帶,分隔秦嶺為東、西段,也是青藏高原東緣邊界,同樣存在溫泉成帶按SN分布的格局,另在西藏高溫地?zé)嵯到y(tǒng)仍沿三條近SN向活動(dòng)帶分布,這也是青藏高原地?zé)嵯到y(tǒng)分布的一大特點(diǎn)。

 

  2. 2 盆地型地下熱水

 

  共和盆地溫泉有兩處仍呈近SN 向分布,其一是位于恰卜恰鎮(zhèn)東南,恰卜恰河與阿乙亥溝交匯的地帶,面積約25 km2 有九處泉眼,多呈NW、NNW向線狀散布,水溫從20℃左右到32℃。克才村農(nóng)田供水勘探孔揭露出地下熱水,在246m井深揭露出賦存在第三系粉細(xì)砂巖熱儲(chǔ)層中42℃的自流熱水,水溫梯度值達(dá)7. 5℃ /100m,礦化度2. 25g /L,屬Cl- Na型水。另一處位于貴南縣芒拉河與黃河匯合處的拉干溫泉,熱水從黃河一級(jí)階地前緣陡坎下沖積砂礫層與新近系砂泥巖的接觸面上涌出,水溫為38℃。

 

  由上可見(jiàn),斷裂對(duì)流型地下熱水,從基巖斷裂、裂隙通道中流出熱水一般溫度偏高; 在盆地內(nèi)流松散層孔隙裂隙中流出的熱水,因淺層水混入一般溫度偏低。

 

  3 可控源音頻大地電磁測(cè)深探

 

  ( CSAM T)探測(cè)結(jié)果

 

  為查明恰卜恰鎮(zhèn)附近地下熱水賦存條件,在勘查區(qū)布置CSAM T剖面四條。其中Ⅰ 、Ⅳ 剖面為近SN向,剖面方向垂直區(qū)域構(gòu)造和地層走向,Ⅱ 、Ⅲ 為近EW向剖面,平行區(qū)域構(gòu)造和地層走向。

 

  3. 1 電參數(shù)標(biāo)定、地電斷面劃分

 

  由縱橫貫穿勘查區(qū)的4條剖面,結(jié)合鉆孔測(cè)井資料分析認(rèn)為,地電結(jié)構(gòu)基本相近,可劃分出5套電性層,測(cè)深曲線類(lèi)型呈KHA型。

 

  在恰卜恰鎮(zhèn)北側(cè)1km處有一眼探采結(jié)合的地?zé)峋?/a>Q R1,孔深969m,在932. 16 m見(jiàn)花崗巖,因此,根據(jù)二維連續(xù)反演結(jié)合一維單點(diǎn)反演進(jìn)行分層定厚,確定電性參數(shù)與地層巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

 

  通過(guò)剖面電性層對(duì),比對(duì)地層結(jié)構(gòu)作出推斷,從Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ 條剖面電阻率斷面電性層共同特征來(lái)看,反映地層呈近水平層狀,高低相間展布連續(xù)性較好。

 

  電阻率斷面淺部第一、第二電性層,對(duì)應(yīng)地電類(lèi)型K的前支和極大值部分,電阻率分別為10～ 30Ψ·m和30～ 100Ψ· m,為第四系淺部潮濕黃土和中部砂礫卵石夾中粗砂、粉細(xì)砂,厚度一般在20～ 100m。

 

  第三電性層為淺部次低阻電性層,為低阻電性層,對(duì)應(yīng)地電類(lèi)型H部分,電阻率5～ 15Ψ· m,厚度為300～850 m,為新近系的反映,巖性為磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層。上述第四系和新近系厚層泥巖熱導(dǎo)率低,是很好的隔熱保溫蓋層,在互層砂巖中也可形成層狀熱儲(chǔ)。

 

  第四電性層為下部次低阻電性層,對(duì)應(yīng)地電類(lèi)型A部分,電阻率30～ 40Ψ· m,厚度為100～ 400 m,為古近系的反映,巖性為褐紅色砂質(zhì)泥巖夾砂礫巖,微膠結(jié)。厚度較大和層位穩(wěn)定是理想的熱儲(chǔ)層。第五電性層為下部高阻電性層,對(duì)應(yīng)地電斷面尾部,電阻率100～ 500Ψ. m,為基底中酸性巖體或三疊系粉砂巖及板巖為主夾灰?guī)r地層的反映,并且中酸性巖體較三疊系有偏高的電阻率。

 

  3. 2 斷裂構(gòu)造推斷

 

  在各剖面中,根據(jù)電性層有錯(cuò)斷不連續(xù)現(xiàn)象,作為劃分?jǐn)嗔训囊罁?jù),該現(xiàn)象在深部基底電性層反映更為明顯。由于剖面所處位置和受基底斷裂影響,基底埋深有所不同, SN向Ⅰ 、Ⅳ剖面對(duì)近EW向斷裂反映明顯。近EW向Ⅱ 、Ⅲ 、剖面對(duì)SN 向斷裂反映清晰。各剖面分述如下:

 

  Ⅰ 剖面在154 /Ⅰ — 166 /Ⅰ 點(diǎn)間,推斷有近EW向斷裂通過(guò),與相鄰Ⅳ 剖面的148 /Ⅳ 點(diǎn)斷裂對(duì)比屬F4斷裂。另在128 /Ⅰ 點(diǎn)推斷有基底斷裂穿過(guò),與相鄰剖面對(duì)比,推斷屬近EW向F2斷裂。

 

  Ⅱ 剖面192 /Ⅱ — 198 /Ⅱ 點(diǎn)間為斷裂破帶的反映,推斷沿恰卜恰河谷南北向地段存在基底斷裂F1、F1- 1 ,斷裂帶有一定寬度,形成基巖破碎帶,屬?gòu)埮ば詳嗔?具導(dǎo)水導(dǎo)熱作用。

 

  Ⅲ 剖面斷點(diǎn)有四處在122 /Ⅲ 、128 /Ⅲ 、148 /Ⅲ 和238 /Ⅲ 點(diǎn)推斷有基底斷裂穿過(guò),與相鄰Ⅱ 剖面對(duì)比,122 /Ⅲ 屬近EW向F2 斷裂, 128 /Ⅲ 、148 /Ⅲ 點(diǎn)屬近SN向F1 斷裂,與Ⅱ 剖面192 /Ⅱ 點(diǎn)、198 /Ⅱ 點(diǎn)可對(duì)比,它是沿恰卜恰SN向溝谷的斷裂向南延伸, 238 /Ⅲ 點(diǎn)推斷屬沿近SN向阿乙亥溝展布的F3 斷裂。

 

  Ⅳ 剖面斷點(diǎn)在122 /Ⅳ點(diǎn),與相鄰剖面對(duì)比,相當(dāng)近EW向F2 斷裂與近SN向沿阿乙亥溝形成的F3斷裂交匯部位。區(qū)內(nèi)克才地?zé)峋?/a>就打在兩組斷裂的交匯附近,明顯受其斷裂控制。

 

  另在148 /Ⅳ點(diǎn)與160 /Ⅰ 斷點(diǎn)連線的延伸方向呈NWW— SEE向,分布在四道班— 下謝兒蓋一線,位于恰卜恰河谷北緣,屬F4 斷裂。

 

  3. 3 恰卜恰拉分盆地地?zé)?/a>有利遠(yuǎn)景地段圈定熱儲(chǔ)類(lèi)型劃分恰卜恰通過(guò)CSAM T勘查,由F2、F4 斷裂和近SN

 

  向F1、F3 斷裂圍限的范圍內(nèi),構(gòu)成恰卜恰河斷陷谷地,東西長(zhǎng)約8 km,南北寬2. 3 km,長(zhǎng)、寬比為3. 5,其N(xiāo)WW向F4、F2 斷裂平行斜列展布,與區(qū)域構(gòu)造方向一致,且處在沙珠玉河壓扭性斷裂帶向東延伸部位,為其中兩條右行右階斷裂重疊段, 在走滑分力作用下,接階部位產(chǎn)生應(yīng)力拉張,形成拉分盆地。在青藏地塊SSW應(yīng)力場(chǎng)作用下, NWW斷裂應(yīng)屬壓扭性斷裂,近SN向F1、F3 斷裂屬?gòu)埮ば詳嗔?壓扭性斷裂阻水,張扭性斷裂導(dǎo)水,在兩組斷裂交匯部位,有利熱水對(duì)流和熱儲(chǔ),是斷裂對(duì)流型地?zé)嵝纬捎欣课弧?/div>

 

  作為共和盆地南北兩側(cè)區(qū)域性規(guī)模最大的活動(dòng)斷裂是南側(cè)的庫(kù)賽湖— 瑪曲活動(dòng)斷裂帶長(zhǎng)約450km,總體走向N 70°W,北側(cè)是青海南山— 西秦嶺北緣斷裂,這兩條區(qū)域斷裂在近期活動(dòng)方式以擠壓兼左行走滑為主,均以南盤(pán)地塊東移,北盤(pán)地塊西移,致使夾在兩區(qū)域斷裂中間兩地塊在共和盆地中部又以NWW向沙珠玉河斷裂帶構(gòu)造控制F2、F4 斷裂右行右階區(qū)形成拉分盆地。

 

  在F2、F4 斷裂和F1、F3 斷裂圍限的范圍內(nèi),構(gòu)成的恰卜恰河谷拉分盆地,溫泉和地?zé)岙惓＞姸?超出這個(gè)范圍,無(wú)溫泉分布,并且地?zé)峋疁匾膊桓?如地?zé)峋甉 R1) ,接近正常地?zé)嵩鰷?。由此認(rèn)為,在F2、F4斷裂和F1、F3 斷裂圍限的范圍和SN 向F1、F3 斷裂有限延伸部位(圖3) ,經(jīng)勘查推測(cè)為地?zé)嵊欣h(yuǎn)景地段,在此地區(qū)存在盆地型層狀熱儲(chǔ)和斷裂帶狀熱儲(chǔ)疊加,并以斷裂帶狀熱儲(chǔ)對(duì)地?zé)崞鹨欢ㄗ饔?在其外為盆地傳導(dǎo)型層狀熱儲(chǔ)。

 

  4 鉆井測(cè)溫曲線反映的熱儲(chǔ)特征

 

  據(jù)測(cè)井溫度曲線分析,從井深200m時(shí)溫度30℃至井深300m時(shí)劇增到40℃ ,地溫梯度為10℃ /100m,為盆地蓋層段。從井深300m 至1150m 時(shí),溫度由40℃遞增到74℃ ,地溫梯度為4. 53℃ /100m,為盆地層狀熱儲(chǔ)層與斷裂通道熱流疊加段。從井深1100m至1190m時(shí),溫度由74℃遞降到71℃ ,地溫梯度為-7. 5℃ /100m,認(rèn)為是穿過(guò)盆地?zé)醿?chǔ)層或遠(yuǎn)離斷裂熱流通道段。從井口出水溫度為72℃ ,比井底測(cè)溫度僅降低2℃ ,也表明有斷裂對(duì)流型熱水存在。

  5 結(jié)語(yǔ)

 

  ( 1)共和盆地為一新生代斷陷盆,具有盆地傳導(dǎo)型和斷裂對(duì)流型良好熱儲(chǔ)地?zé)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/地質(zhì).html" >地質(zhì)背景,與其東、西兩側(cè)的構(gòu)造巖漿帶斷裂型地?zé)岱植?共同構(gòu)成秦- 昆接合部SN向地?zé)釒?/a>。

 

  ( 2)通過(guò)CSAM T勘查共和盆地恰卜恰地區(qū)處在西深東淺的黃河凸起向切吉凹陷過(guò)渡的斜坡地帶,基底埋深1200～ 800m,推測(cè)基底巖性為印支— 燕山期中酸性巖體和三疊系碎屑巖、碳酸巖。上覆的第四系、新近系為熱儲(chǔ)蓋層,厚度可達(dá)600～ 1000m,其下為古近系泥巖和砂礫巖層,埋深700～ 1200m,可構(gòu)成盆地型層狀熱儲(chǔ)地質(zhì)條件。

 

  ( 3)根據(jù)CSAM T勘查推斷出該區(qū)的地質(zhì)條件四條基底斷裂,近SN 向恰卜恰溝F1 斷裂和阿乙亥溝F3斷裂,屬?gòu)埮ば?具導(dǎo)水、導(dǎo)熱作用; NWW向沙有—克才F2 斷裂、四道班— 下謝家蓋F4 斷裂為壓扭性斷裂,具阻水作用,在兩組斷裂復(fù)合部位,更有利熱水對(duì)流運(yùn)移。并認(rèn)為,由F2、F4 斷裂和F1、F3 斷裂圍限的范圍內(nèi)構(gòu)成恰卜恰河谷拉分盆地。在此地段存在盆地型層狀熱儲(chǔ)和斷裂型帶狀熱儲(chǔ)疊加,并以帶狀熱儲(chǔ)對(duì)地?zé)崞鹨欢ㄗ饔?。在共和盆地恰卜恰地區(qū),要想獲得溫度較高、水量較多的地下熱水,盆地基底斷裂是勘查地?zé)醿?yōu)選靶區(qū)。深斷裂成為導(dǎo)熱通道,熱流沿?cái)嗔焉仙U(kuò)散、傳導(dǎo)和對(duì)流。

 

  ( 4)擬建地?zé)峋挥谇〔非瞎娶?剖面與Ⅱ 剖面相交處附近,推斷有SN 向F1、NWW向F4 基底斷裂穿過(guò),是盆地層狀熱儲(chǔ)兼有斷裂對(duì)流型帶狀熱儲(chǔ)的地?zé)?a href="http://www.cityofbrews.com/t/探采.html" >探采有利地段。擬建鉆井深度1200 m為宜。這一建議已被鉆孔實(shí)踐所證實(shí)。

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