永城市地热资源分布规律

1、地热地质条件

地层特征

区域出露寒武、奥陶系灰岩和石炭、二叠系含煤地层及第四系。寒武系地层厚85～326 m, 岩性为灰岩、白云质灰岩、白云质生物碎屑灰岩、灰岩夹钙质泥岩、粉砂岩、红色泥岩、紫红色砂质泥岩等；奥陶系地层厚133～263 m, 岩性为白云质灰岩、角砾状灰岩、钙质泥岩及粉砂岩；石炭系地层厚23～96 m, 岩性为薄层泥岩与厚层灰岩互层，夹薄层泥质砂岩及煤线、鲕状铝土质泥岩等；二叠系地层厚1 796 m, 岩性为长石石英砂岩、砂质泥岩、粉砂岩夹薄层泥岩及煤线。

地热构造特征

研究区位于华北台块东南隅之山东台背斜徐蚌凹折带中，秦岭—昆仑纬向构造带东段北支的南侧，新华夏系第二沉降带的东侧。根据城郊煤矿勘探资料、大王庄铁矿勘探资料，区内岩溶发育特征具水平分带性，岩溶与裂隙灰岩面以下200 m水平范围内广泛发育，溶洞大者直径4 m, 一般在1 m, 小溶洞孔呈蜂窝状纵横分布。热储层主要以奥陶系马家沟组和寒武系张夏组为主，岩性主要以灰岩为主，其特点为质纯而致密，具多组极为发育的裂隙，且被方解石脉充填，热储类型为层状与带状混合热储。

 研究区周边长观孔水位动态曲线

2 地热类型及热储特征

地热资源类型

地温场成因模式有3种，即传导、对流、对流—传导复合模式。传导模式为地球内部热能以传导的形式向地球表面传递形成地温场，自恒温带以下地温随深度增加而升高，地表一般无地热的天然露头，深大断裂往往构成地热田的边界。地温场主要受断裂构造、基底起伏、地层岩性及地热流体活动的影响。工作区地热资源的形成是地球深部的热源以传导的形式对古生界地层影响的结果，地热系统的成因模式是经过传导，地热资源类型属于沉降盆地传导型。

热储层特征

研究区内热储主要为古生界奥陶寒武溶蚀裂隙热储。热储层岩性主要为奥陶系灰岩，灰岩的主要特征为质纯而致密，具多组极为发育的裂隙，且被方解石脉充填，是较好的储热层，热储层有效厚度约350 m。根据收集资料以及此次试验数据，区内奥陶寒武系灰岩质纯而致密，裂隙发育，富水性好，水温31.6 ℃,单位涌水量为341.54 m3/(d·m),渗透系数为0.35 m/d, 水化学类型主要为SO4-Ca·Na型。

地热流体质量评价

依据地热流体水质分析结果，按照不同的利用方向，分别进行理疗热矿水水质评价、生活饮用水水质评价、农业灌溉水质评价、渔业用水水质评价、地热流体腐蚀性评价、地热流体结垢性评价、碳酸钙结垢评价。

①理疗热矿水评价。对Z2孔地热流体进行理疗热矿水水质评价，矿泉水氟离子含量为3.2 mg/L,达到矿水浓度标准，具有一定的医疗价值，可作为理疗热矿水。

②生活饮用水评价。该勘探井地热水浑浊度、总硬度、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、氟化物均未达标，因此该地热井地热水不宜直接作生活饮用水使用。

③农业灌溉用水水质评价。对工作区地热流体农业灌溉适宜性进行评价，该勘探井地热水水温、全盐量超标、氟化物，绝大多数符合农田灌溉水质标准，经过处理可用于农作物灌溉。

④渔业用水水质评价。对工作区地热流体进行渔业水质评价。该勘探井氟化物、锌存在超标，其他项均符合渔业用水水质标准，处理后可用于热水养鱼。

⑤地热流体腐蚀性评价。该地热流体pH值为7.3,为碱性水，碱性水腐蚀系数Kk=1.008(rMg2+-rHCO-3),经计算腐蚀系数Kk=4.88>0,因此该地热流体为腐蚀性水。

⑥地热流体结垢评价。当地热水被开采出来后，在地热管道中由于温度以及压力的降低使其达到饱和状态，那么就会在管道壁上出现固体沉淀形成水垢。对于结垢评价参照工业上用锅垢总量来衡量地热水的结垢性，该地热流体为锅垢较多的地热流体。

以永城市地热为研究区域，通过对研究区基础地质资料、地热评价资料、勘察研究资料等相关资料的分析和整理，结合地球物理勘探、地热钻探、地热流体地球化学分析等手段，对研究区地温场特征、热储类型及结构等进行研究，对区内奥陶系和寒武系地热资源量进行评价分析，得到如下结论。

(1)此次钻探揭穿奥陶系与寒武系地层，钻达震旦系顶部，对永城地区古生界地层岩性、地质年代划分具有一定意义。

(2)研究位于华北台块东南隅之山东台背斜徐蚌凹折带中，秦岭—昆仑纬向构造带东段北支的南侧，新华夏系第二沉降带的东侧，热储层主要以奥陶系马家沟组和寒武系张夏组为主，岩性主要以灰岩为主，热储类型为层状与带状混合热储。

(3)对钻孔地热流体水质分别进行了理疗热矿水、生活饮用水、农业灌溉用水、渔业用水、工业用水评价，地热流体氟化物含量达到命名矿水浓度标准，可作为理疗热矿水。通过稳定同位素，初步判断地热流体补给来源为大气降水。