熊岳温泉地下热水储热体分布规律研究

2013-12-01宋庆春辽宁水文地质工程地质勘察院辽宁大连116037

长江大学学报(自科版) 2013年14期

宋庆春（辽宁水文地质工程地质勘察院，辽宁大连116037）

1 区域地质背景

熊岳温泉隶属于营口市鲅鱼圈区熊岳镇，位于辽东半岛中部，渤海辽东湾东岸，毗邻营口鲅鱼圈港，是一座历史文化古城。熊岳镇地热开发利用历史久远，地下温泉水含有丰富的矿物质，对人体健康十分有益，熊岳温泉也成为东北地区主要的温泉洗浴疗养地之一［1］。熊岳温泉出露于熊岳河冲积平原。表层分布第四系全新统冲洪积的砂、砂砾石互层，下伏白垩系望儿山组的花岗质砾岩，其间侵入前震旦系和侏罗系黑云母闪长岩，变质石英闪长岩。侵入岩是熊岳温泉地热水的导水带和储热带［2］。

熊岳温泉位于辽东隆起与下辽河断陷的交接部位，区域地质构造活动频繁而且剧烈。处于向南收拢并被构造破坏的熊岳镇向斜的核部，金州大断裂、温泉－红旗堡断裂、望儿山隐伏断裂都相继通过，也存在着第四系覆盖层下的隐伏断裂［3－5］。

图1 熊岳温泉地下热水含水层结构示意图

2 地下热水赋存含水层结构

根据XW－1号地热井实测资料，熊岳地区地下热水赋存的含水层结构条件为第四系冲积砂砾石潜水、隐伏的白垩系砂砾岩裂隙溶洞承压水和隐伏的燕山期花岗岩裂隙承压水3种，熊岳温泉地下热水含水层结构示意图如图1所示。

熊岳温泉地下热水赋存地层为：上覆第四系砂砾石、卵砾石，厚度为18～30m，含水层岩性为中细矿、砂砾石、砂砾石夹粉土质亚粘土透镜体，厚度一般在10～40m，水温从上至下迅速递增，水温一般在58～80℃之间；第四系下部为白垩系望儿山组白垩系砂砾岩，含水层为花岗质砾岩、石英岩为主，钙质胶结，沿胶结物有溶洞分布，埋藏深度北部大于南部，覆盖于花岗岩低洼处，中心最大厚度达50m左右，较为致密，结构均匀，水温在70℃左右；其下部为三迭纪侵入的花岗岩，构造裂隙发育，为主要储热层。储热层由侵入的燕山期花岗闪长岩、碎裂花岗岩及大理岩捕掳体构成，破碎带密度由此向南逐渐减弱，在垂向上北部180m以上破碎发育，向南破碎多分布在180～400m，水温一般在75℃。

3 地下热水储热体分布规律

1）地下热水垂直地热增温梯度分布规律根据XW－1号地热井实测资料，垂直地热增温梯度上共有4次温度急剧变化：①0～70m地层测温曲线表示该段地层温度在22～30℃，地热增温梯度为10.26℃／100m，该段为地热水的储热盖层，温度受第四系和下部储热层共同影响，在50m以上变化幅度较小，但50～70m温度变化幅度增大；②70～250m地层测温曲线表示该段地层温度在45～66℃，地热增温梯度为12.5℃／100m，该段为地热水的第一热储层，温度在垂向上变化较快，且深度越深水温变化幅度越快；③250～286m地层测温曲线表示该段地层温度在66～67℃，地热增温梯度为1℃／100m，该段为地热水的恒温层，温度变化缓慢；④286～500m地层测温曲线表示该段地层温度在90～99℃，地热增温梯度为4.22℃／100m，该段为地热水的第二热储层，温度在垂向上深度越大水温变化幅度越小。

2）地下热水垂直储热体分布规律地下储热构造分为控水潜水面0～70m、70～250m、250～500m以下3个地热水带：0～70m属于变温带和常温带，起盖层保温作用，为该地热田的温度最高值；70～250m为储热层，该层是有一定量冷水侧向补给的热水垂直循环带，处于缓慢增温状态；250～500m以下为地热水的主要补给通道，水温基本稳定。①第一地热水带盖层（0～70m）：地面以下20m的潜水面属变温带，岩性为第四系砂砾石、结构松散、含水性及透水性较好，热水埋藏浅。20～70m属常温带盖层保温部分，岩性包括一部分砂砾石、砂砾岩及部分花岗岩风化壳，岩石孔隙性好，该层起盖层保温作用，基岩地层中见断层痕迹，地热水直接接受下部储热层中脉状地热水的顶托补给。②第二地热水储热层（70～250m）：岩性为花岗岩夹大理岩捕掳体，具有斜长角闪岩脉侵入，断层发育，破碎带发育且蚀变强烈，矿化明显，岩石压碎现象亦较明显，以下部地热水直接顶托补给为主，并有一定冷水侧向补给的地热水垂直循环带，即储热层，处于缓慢增温状态。③第三地热水储热层（250～500m）：岩性为花岗岩夹大理岩捕掳体，斜长角闪岩脉也多次贯入，断层明显，热水水温较稳定。本次施工地热井在250～286m为构造破碎带，擦痕明显且蚀变矿化较强烈，岩石破碎呈碎块状，在此深度内水量有明显增大，但水温并没有升高，反而有下降趋势，表明不只是地热水通道，而且有冷水补给。从物探测井资料看，在静止24h以上的情况下，大于286m的地层深度，水温相对稳定，在抽水情况下，水温略有下降，表明浅层地热水与深层地热水可能联通。