地?zé)豳Y源評價與分析
——以黑龍江某地區(qū)為例

戈藝然

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130000)

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地?zé)豳Y源評價與分析
——以黑龍江某地區(qū)為例

戈藝然

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 130000)

地?zé)崮苁且环N新型能源，具有可持續(xù)利用、低污染、成本低等優(yōu)點，且地?zé)崮苜Y源開發(fā)成本較低、設(shè)備簡單，具有很強的市場競爭力。黑龍江省東南部某地區(qū)為敦密斷裂和斷裂地質(zhì)構(gòu)造，這為地?zé)嵝纬闪擞欣臈l件。通過對黑龍江某地區(qū)地?zé)豳Y源的分析，對地?zé)崮艿目辈旌桶l(fā)展有了新的認(rèn)識。

地?zé)豳Y源；黑龍江；評價；分析

1 地質(zhì)概況

1.1 地層

該區(qū)域地層主要有：上元古界張廣才嶺群新興組、古生界泥盆系上統(tǒng)歪鼻子組、二疊系上統(tǒng)開山屯組，中生界三疊系上統(tǒng)西土山組、侏羅系中統(tǒng)帽兒山組等。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)了兩大巖石圈斷裂，一是敦密巖石圈斷裂，該斷裂的走向是東北向，斷裂帶呈東南走向，50°左右傾角，10～20 km的斷裂帶寬度。該地區(qū)的巖石圈以往就發(fā)生過多次活動，出現(xiàn)了擠壓的情況。因此，區(qū)域內(nèi)很多次次級斷裂都受到其控制，而火山及巖漿活動又受到次級斷裂的控制。二是牡丹江地區(qū)巖石圈斷裂，在規(guī)模上比敦密斷裂小，主要分布在牡丹江市及東京城鎮(zhèn)連線的東側(cè)，走向呈南北向或北北東。斷裂帶呈西北方向，傾角較陡，有幾處地段出現(xiàn)了擠壓和逆沖性質(zhì)。圖1為黑龍江省東南部大地構(gòu)造分區(qū)圖。

圖1 黑龍江省東南部大地構(gòu)造分區(qū)圖Fig.1 Geological division of the southeastern part of Heilongjiang province

2 熱的來源分析

2.1 上地幔隆起

海浪盆地坐落于張廣才嶺幔坳區(qū)亞布力凹陷和太平嶺凹陷之間的牡丹江隆起帶，隆起地帶分布走向是東北，東北部與佳木斯幔隆區(qū)相連。莫霍面深度平均為37 km，由北東向西南逐漸變深，但在幔坳區(qū)內(nèi)地殼相對較薄，熱能外溢，易于形成地溫梯度相對較高的地溫場，圖2為黑龍江省莫霍面深度及構(gòu)造圖。鏡泊地?zé)峥捉K孔深度1 579.40 m，經(jīng)物探測井，在孔深1 550 m處，測得水溫為54.78 ℃，自260 m至井底平均地?zé)嵩鰷芈蕿?.629 ℃/100 m。

圖2 黑龍江省莫霍面深度及構(gòu)造圖Fig.2 Depth and tectonic map of Moho surface in Heilongjiang province

2.2 花崗巖體分布

熱流量=地溫梯度×巖石導(dǎo)熱率。從公式可見，一定的區(qū)域內(nèi)地溫梯度變化不大時，熱流量大小主要與巖石導(dǎo)熱率有關(guān)。地球物質(zhì)中含數(shù)量不多的放射性元素，如U、Th、Ra、K40等，它們自發(fā)分裂蛻變時，放出大量的熱?；◢弾r類的酸性巖石，平均每噸每年由U發(fā)出的熱量為2.3 cal，由Th發(fā)出的熱量為2.1 cal，由K發(fā)出的熱量為0.5 cal，即平均每1 m3的花崗巖類巖每年發(fā)出13.7 cal的熱量；玄武巖類3.8 cal熱量。顯然酸性巖類產(chǎn)熱量高于其他巖石，圖3為黑龍江省花崗巖分布圖。

圖3 黑龍江省花崗巖分布Fig.3 Distribution of granite in Heilongjiang province

3 地?zé)峥辈榉椒ê褪侄?/h2>

3.1 水文地質(zhì)測繪

在地?zé)峥辈橹袑?cè)重點放在調(diào)查構(gòu)造與巖漿巖調(diào)查，地下水的賦存、運移、動態(tài)調(diào)查，地下水的溫度及水化學(xué)特征調(diào)查等。弄清勘查區(qū)地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造、巖漿巖分布、地溫場特征、水化學(xué)特征及地下水動力場特征等地?zé)岬刭|(zhì)背景，以研究區(qū)域熱源背景及熱水形成機制，確定地?zé)峥辈楣ぷ鞯闹攸c區(qū)及勘探靶區(qū)。

3.2 地球物理勘探

這是一種有效、快速、經(jīng)濟的勘測和評價方法，其主要功能是探測勘查區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征及含水破碎帶和熱儲層的分布。因為物理勘探方法有特殊的使用范圍限制，所以在實際工作中，應(yīng)在地?zé)嵛锾焦ぷ鞯幕A(chǔ)上，尋找每種物探方法在地?zé)峥辈橹械倪m用方法。

第一，重力勘探研究表示，隨著地質(zhì)年代的不斷變化，地層、巖石的疏密度有不斷增大的規(guī)律。當(dāng)布格重力不正常的時候，正值與負(fù)值之間的分布情況使基巖面起伏變大，其分布規(guī)律顯示：在凸起區(qū)域的表現(xiàn)是正異常，在凹陷區(qū)域表現(xiàn)為負(fù)異常，并與兩坳一隆的構(gòu)造的分布形式相同。在重力異常密集線性地區(qū)，一般都會表現(xiàn)出斷裂的部位。第二，大地電磁勘查方法表明，地層電阻率在地表較淺的部位轉(zhuǎn)折不明顯，隨著地層的不斷深入，電阻率增加，古生界與中新元古界電阻率變化大。大地電磁在體現(xiàn)基巖面起伏、地層大體分層和判斷斷裂的走向趨勢方面都有很好的效果。第三，磁法勘探的方法表明，在全部地層中，磁性呈現(xiàn)的是相對逐漸過渡的變化，奧陶系為磁性的最低點，在逐漸向老地層和新地層方向呈現(xiàn)增高趨勢，而侏羅系的磁性表現(xiàn)出的是突變的本質(zhì)。航磁的不正常和基底起伏基本是一致的，航磁異常值高，基底表現(xiàn)為凸起，航磁異常值低，基底表現(xiàn)為凹陷。第四，人工地震勘探的方法表明，隨著地層由新到老的變化過程，不同時期地層的地震波速也在不斷變化。在館陶組、石炭-二疊系底面折射的能量比較強，具備一定的持續(xù)性，可以用作分層的根據(jù)。特別是在新近系沉積比較厚的區(qū)域，效果十分顯著，而在基巖淺埋區(qū)域里，分層效果則不是很明顯。

3.3 水文地球化學(xué)勘查

水文地球化學(xué)調(diào)查是通過分析地下水中元素及其同位素的組成，研究元素及其同位素的遷移、富集和分散規(guī)律，從而揭示地?zé)崃黧w的成因、徑流補給和儲存介質(zhì)。在深層隱伏地?zé)峥辈橹校_展水文地球化學(xué)勘查，能有效認(rèn)識和揭示地?zé)岢梢颉?/p>

4 地?zé)崮芨攀雠c發(fā)展前景

地?zé)豳Y源的勘探必須克服三方面困難：地?zé)崽锏木唧w位置；地?zé)崽锸欠窬哂凶銐虻难h(huán)介質(zhì)，如水或氣體等；地?zé)峋木唧w施工深度。任何一個方面的不確定性都有可能出現(xiàn)有熱無水或有水無熱的情形。此外，由于地?zé)豳Y源的位置特殊性，深層地?zé)峋疃群褪┕た讖蕉急容^大，所以鉆井施工能否達(dá)到地?zé)豳Y源所在層面成為了地?zé)豳Y源勘探的一大難點。

如何勘探出地?zé)豳Y源所在位置、確定地?zé)峋┕の恢眉熬唧w深度，從而對地?zé)豳Y源進(jìn)行全面開發(fā)與利用，是我們需要突破的“瓶頸”問題。目前，綜合利用各種物探方法進(jìn)行地?zé)豳Y源的勘探，是主要的勘探手段。物探工作是地?zé)豳Y源勘探的重要組成部分，綜合物探方法的使用，提高了勘查精度，有利于對勘查地點進(jìn)行地質(zhì)條件、地?zé)豳Y源量、熱儲特征進(jìn)行正確分析與評定，便于后期對地?zé)崮艿拈_發(fā)與利用。

[1] 藺文靜，劉志明，王婉麗，等.中國地?zé)豳Y源及其潛力評估[J].中國地質(zhì)，2016，(21)：121-122.

[2] 王貴玲，劉志明，藺文靜，等.中國地?zé)豳Y源潛力評估[C]//第十三屆中國科協(xié)年會第十四分會場——地?zé)崮荛_發(fā)利用與低碳經(jīng)濟研討會論文集，2016.

[3] 汪集旸，胡圣標(biāo)，龐忠和，等.中國大陸干熱巖地?zé)豳Y源潛力評估[J].科技導(dǎo)報，2016，30(32)：110-111.

Evaluation and analysis of geothermal resources—a case study of a certain region in Heilongjiang

GE Yi-ran

(College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130000,China)

Geothermal energy is a new type of energy,which has the advantages of sustainable use,low pollution and low cost. The development cost of geothermal energy resources is low and the equipment is simple with strong market competitiveness. A region of southeastern Heilongjiang province is the compact and fractured geological structure,which is favorable for geothermal conditions. Through the analysis of geothermal resources in a certain area of Heilongjiang,a new understanding of geothermal energy investigation and development is made.

Geothermal resources; Heilongjiang; Evaluation; Analysis

2017-01-22

戈藝然(1987-)，女。

P314.3

A

1674-8646(2017)06-0052-02