山西省地?zé)豳Y源大多屬于中低溫熱傳導(dǎo)-對(duì)流型地?zé)豳Y源,地?zé)?/a>異常多分布于汾渭地塹新裂陷盆地,為埋藏型地?zé)?/a>,研究程度相對(duì)較高,而東部太行山斷塊隆起區(qū)及西部呂梁山斷塊隆起區(qū)內(nèi)地?zé)崽?/a>分布少、研究程度相對(duì)較低。各地?zé)?/a>異常區(qū)不同熱儲(chǔ)層地溫場(chǎng)受邊山深大斷裂、隆起、陷隆、淺中深凹陷、次一級(jí)斷塊、斷階、基底巖性等條件影響分布特征明顯,不同控?zé)針?gòu)造形成的導(dǎo)熱通道和不同的熱儲(chǔ)類型決定了熱儲(chǔ)層地溫場(chǎng)的分布特征。

1  地溫場(chǎng)在水平方向的分布特征

1.1 不同熱儲(chǔ)類型地溫場(chǎng)的分布特征

山西省地?zé)?/a>主要熱儲(chǔ)類型有松散巖類孔隙型熱儲(chǔ)層、碎屑巖類裂隙型層狀熱儲(chǔ)層、碳酸鹽巖類巖溶型層狀熱儲(chǔ)層以及變質(zhì)巖類裂隙型帶狀帶狀熱儲(chǔ)層。

1.1.1  松散巖類孔隙型層狀熱儲(chǔ)層

山西省松散巖類孔隙型層狀熱儲(chǔ)層地?zé)醽唴^(qū)主要分布于大同盆地、忻州盆地、臨汾和運(yùn)城盆地。根據(jù)區(qū)內(nèi)收集的報(bào)告成果資料推測(cè),運(yùn)城鹽湖永濟(jì)城區(qū)地?zé)岙惓唴^(qū)熱儲(chǔ)層地溫最高為60℃~90℃;夏縣南山底地?zé)岙惓唴^(qū)熱儲(chǔ)層地溫為50℃~9 0℃;臨汾西蘆地?zé)岙惓唴^(qū)、聞喜新儀張地?zé)岙惓唴^(qū)熱儲(chǔ)層地溫一般為50℃左右。

1.1.2  碎屑巖類裂隙型熱儲(chǔ)層

區(qū)內(nèi)碎屑巖類裂隙型熱儲(chǔ)地?zé)岙惓唴^(qū)主要分布在太原(晉中)盆地和臨汾盆地區(qū)。太原盆地區(qū)有徐溝地?zé)岙惓唴^(qū)、祁縣王村地?zé)岙惓唴^(qū)、文水胡蘭地?zé)岙惓唴^(qū)、汾陽(yáng)冀村地?zé)岙惓唴^(qū)、平遙南良莊地?zé)岙惓唴^(qū)、太谷范村西山底地?zé)岙惓唴^(qū);臨汾盆地有臨汾甘亭地?zé)岙惓唴^(qū)、襄汾溫泉村地?zé)岙惓唴^(qū)。

熱儲(chǔ)時(shí)代為三疊系、二疊系及石炭系(T+P+C), 其中:熱儲(chǔ)層溫度達(dá)到60℃~90℃的地?zé)岙惓唴^(qū)有祁縣王村地?zé)岙惓唴^(qū)、臨汾甘亭地?zé)岙惓唴^(qū)、 襄汾溫泉村地?zé)岙惓?熱儲(chǔ)層溫度達(dá)到40 ℃~60℃ 的地?zé)岙惓唴^(qū)主要有徐溝地?zé)岙惓唴^(qū)、文水胡蘭地?zé)岙惓唴^(qū)、祁縣王村地?zé)岙惓唴^(qū),汾陽(yáng)冀村地?zé)岙惓唴^(qū)、平遙南良莊地?zé)岙惓唴^(qū)、太谷范村西山底地?zé)岙惓唴^(qū)、臨汾甘亭地?zé)岙惓唴^(qū)、 襄汾溫泉村地?zé)岙惓?熱儲(chǔ)層溫度達(dá)到25℃~40℃ 的地?zé)岙惓唴^(qū)有祁縣王村地?zé)岙惓唴^(qū)、臨汾甘亭地?zé)岙惓唴^(qū)。綜合分析認(rèn)為,影響裂隙型層狀熱儲(chǔ)層(碎屑巖類)熱儲(chǔ)層中部地溫的主要因素為深部熱源運(yùn)移通道的暢通性,深部熱源運(yùn)移通道暢通的熱儲(chǔ)層地溫一般相對(duì)較高,深部熱源運(yùn)移通道暢通性相對(duì)較差的熱儲(chǔ)層地溫一般較低。

根據(jù)收集的報(bào)告成果資料,太谷范村西山底地?zé)岙惓唴^(qū)地?zé)峋?/a>的地溫梯度約2.29℃/1 00 m;文水胡蘭地?zé)岙惓唴^(qū)地?zé)峋?/a>地溫梯度為3.39℃/1 00 m;祁縣王村地?zé)岙惓唴^(qū)井溫梯度為0.4 2℃~ 1.40℃/100 m。

1.1.3  碳酸鹽巖類巖溶型熱儲(chǔ)層

碳酸鹽巖類巖溶型熱儲(chǔ)層地?zé)岙惓唴^(qū)主要分布在大同盆地、太原盆地、沁水復(fù)向斜盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地,鄂爾多斯盆地東緣、寧武-靜樂(lè)煤盆地。大同盆地主要為朔州福善莊地?zé)岙惓唴^(qū);太原盆地主要為太原城區(qū)凹陷、太原神堂溝、 太原晉源、太原農(nóng)展館、太原城東、小店西溫莊— 化章堡、榆次南溝長(zhǎng)凝、榆次萬(wàn)豪-經(jīng)緯廠、清徐交城、平遙介休、孝義城區(qū)三泉振興、孝義東許— 靈石靜升等地?zé)岙惓唴^(qū);沁水復(fù)向斜盆地主要為太谷郭堡、榆社云竹、沁源地?zé)岙惓唴^(qū)、古縣安澤、沁水鄭莊等地?zé)岙惓唴^(qū);臨汾盆地主要為洪洞南段、臨汾東亢、襄汾古城、襄汾汾陽(yáng)嶺新絳古堆、新絳北池南王馬、曲沃高顯侯馬南西莊、曲沃海頭、翼城南壽城、河津米家灣等地?zé)岙惓唴^(qū); 運(yùn)城盆地主要為臨猗萬(wàn)榮、絳縣禮元、聞喜城區(qū)夏縣水頭、芮城平陸北等地?zé)岙惓唴^(qū)。以上地?zé)岙惓唴^(qū)熱儲(chǔ)時(shí)代一般為奧陶系(O),部分為奧陶系及寒武系地層(O+∈)。

根據(jù)收集的報(bào)告成果資料推測(cè)分析:

1) 碳酸鹽巖類熱儲(chǔ)層地溫60℃~90℃的地?zé)岙惓唴^(qū)

小店西溫莊—化章堡地?zé)岙惓啞⒂艽文蠝祥L(zhǎng)凝地?zé)岙惓唴^(qū)、榆次萬(wàn)豪—經(jīng)緯廠地?zé)岙惓唴^(qū)、平遙介休地?zé)岙惓唴^(qū)、襄汾汾陽(yáng)嶺新絳古堆地?zé)岙惓唴^(qū)、曲沃高顯侯馬南西莊地?zé)岙惓唴^(qū)、河津米家灣地?zé)岙惓唴^(qū)、聞喜城區(qū)夏縣水頭地?zé)岙惓唴^(qū)、石樓地?zé)岙惓唴^(qū)。其中,榆次萬(wàn)豪—經(jīng)緯廠地?zé)岙惓唴^(qū)熱儲(chǔ)層地溫最高為9 0 ℃,一般為60℃~80℃。

2) 碳酸鹽巖類熱儲(chǔ)層溫度40℃~60℃地?zé)岙惓唴^(qū)

太原盆地主要為太原城區(qū)凹陷亞區(qū)、太原晉源亞區(qū)、太原農(nóng)展館亞區(qū)、小店西溫莊—化章堡地?zé)岙惓?、榆次南溝長(zhǎng)凝亞區(qū)、榆次萬(wàn)豪—經(jīng)緯廠亞區(qū)、清徐交城亞區(qū)、平遙介休亞區(qū)、孝義城區(qū)三泉振興亞區(qū)、孝義東許—靈石靜升等地?zé)醽唴^(qū);沁水復(fù)向斜盆地主要為太谷郭堡亞區(qū)、榆社云竹亞區(qū)、 沁源亞區(qū)、古縣安澤亞區(qū)、沁水鄭莊亞區(qū);臨汾斷陷盆地主要為洪洞南段亞區(qū)、臨汾東亢地?zé)岙惓唴^(qū)、襄汾古城亞區(qū)、襄汾汾陽(yáng)嶺新絳古堆亞區(qū)、新絳北池南王馬亞區(qū)、曲沃高顯侯馬南西莊亞區(qū)、曲沃海頭亞區(qū)、翼城南壽城亞區(qū)、河津米家灣等地?zé)岙惓唴^(qū);運(yùn)城盆地主要為臨猗萬(wàn)榮地?zé)醽唴^(qū)、絳縣禮元亞區(qū)、聞喜城區(qū)夏縣水頭亞區(qū)、芮城平陸北地?zé)岙惓唴^(qū);鄂爾多斯盆地東緣主要為石樓亞區(qū)、大寧隰縣亞區(qū)、吉縣蘭家河鄉(xiāng)寧十里鋪等地?zé)岙惓唴^(qū)。其中,太原城區(qū)凹陷亞區(qū)、小店西溫莊—化章堡地?zé)岙惓?、榆次南溝長(zhǎng)凝亞區(qū)熱儲(chǔ)層溫度50℃~55℃;榆次萬(wàn)豪—經(jīng)緯廠亞區(qū)、河津米家灣亞區(qū)熱儲(chǔ)層溫度達(dá)6 0℃,一般熱儲(chǔ)溫度 40℃~50℃。

3) 碳酸鹽巖類熱儲(chǔ)層地溫區(qū)間為2 5℃~4 0℃的地?zé)岙惓唴^(qū)

大同盆地主要為朔州福善莊地?zé)岙惓唴^(qū);太原盆地主要為太原城東亞區(qū)、太原神堂溝亞區(qū)、清徐交城亞區(qū),熱儲(chǔ)層地溫區(qū)間均為30℃~40℃,熱儲(chǔ)層地溫一般均為25℃~30℃;鄂爾多斯盆地東緣主要為臨縣林家坪柳林地?zé)岙惓唴^(qū);寧武—靜樂(lè)地?zé)岙惓^(qū),熱儲(chǔ)層地溫為30℃~38℃左右。

綜合分析可知:巖溶型層狀熱儲(chǔ)層(碳酸鹽巖類)的熱儲(chǔ)層地溫主要受熱儲(chǔ)層埋藏條件及其冷水干擾大小決定,巖溶型層狀熱儲(chǔ)層埋藏條件深、 冷水干擾小的熱儲(chǔ)層地溫一般較高,熱儲(chǔ)層埋藏條件及冷水干擾一般的熱儲(chǔ)層地溫中等,熱儲(chǔ)層埋藏條件淺、冷水干擾大的熱儲(chǔ)層中部地溫一般較低。

1.1.4  變質(zhì)巖類裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖類裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層地?zé)岙惓Ｖ饕植荚诖笸璧?、忻定盆地、臨汾、運(yùn)城盆地及太行山區(qū)等。其中,大同盆地主要有陽(yáng)高孤山廟地?zé)岙惓唴^(qū)、天鎮(zhèn)馬圈庠地?zé)岙惓唴^(qū)、懷仁鵝毛口地?zé)岙惓唴^(qū)、懷仁毛家皂地?zé)岙惓唴^(qū)、山陰東榆林地?zé)岙惓唴^(qū)、應(yīng)縣鎮(zhèn)子梁地?zé)岙惓唴^(qū);忻定盆地主要有代縣繁峙地?zé)岙惓唴^(qū)、原平大營(yíng)地?zé)岙惓唴^(qū)、原平解村地?zé)岙惓唴^(qū)、忻州奇村地?zé)岙惓唴^(qū)、忻州頓村地?zé)岙惓唴^(qū)、定襄上湯頭地?zé)岙惓唴^(qū)、忻定城區(qū)凹陷地?zé)岙惓唴^(qū);臨汾盆地有稷山仁和七級(jí)地?zé)岙惓唴^(qū);運(yùn)城盆地有夏縣南山底亞區(qū);太行山區(qū)主要為大同古店—馬脊梁地?zé)岙惓唴^(qū)、渾源湯頭地?zé)岙惓唴^(qū)、盂縣寺平安地?zé)岙惓唴^(qū)熱儲(chǔ)層為太古界(Ar)地層。

1)變質(zhì)巖類熱儲(chǔ)層>150℃地?zé)岙惓唴^(qū)

主要為大同盆地的天鎮(zhèn)馬圈庠地?zé)岙惓唴^(qū), 熱儲(chǔ)層地溫達(dá)到160℃。

2) 變質(zhì)巖類熱儲(chǔ)層溫度90℃~1 50℃地?zé)岙惓唴^(qū)

3) 

主要分布在大同盆地的陽(yáng)高孤山廟地?zé)岙惓唴^(qū)、天鎮(zhèn)馬圈庠地?zé)岙惓唴^(qū);太行山區(qū)的大同古店—馬脊梁地?zé)岙惓唴^(qū)。其中陽(yáng)高孤山廟地?zé)醽唴^(qū)、天鎮(zhèn)馬圈庠、大同古店—馬脊梁地?zé)醽唴^(qū), 熱儲(chǔ)層地溫達(dá)到104℃~1 10℃,一般地溫為90℃~ 95℃。

3)熱儲(chǔ)層溫度為60℃~90℃的地?zé)岙惓唴^(qū)

主要分布在大同盆地的懷仁鵝毛口地?zé)岙惓唴^(qū)、山陰東榆林地?zé)岙惓唴^(qū)、應(yīng)縣鎮(zhèn)子梁地?zé)岙惓唴^(qū);忻定盆地的代縣繁峙地?zé)岙惓唴^(qū)、原平大營(yíng)地?zé)岙惓唴^(qū)、忻定城區(qū)凹陷地?zé)岙惓唴^(qū); 臨汾盆地的稷山仁和七級(jí)地?zé)岙惓唴^(qū);其中稷山仁和七級(jí)亞區(qū)熱儲(chǔ)層地溫達(dá)到94℃,一般地溫為 65℃~85℃。

4) 主要熱儲(chǔ)層地溫較高達(dá)40℃~60℃的地?zé)岙惓唴^(qū)

主要分布在大同盆地的懷仁鵝毛口地?zé)岙惓唴^(qū)、懷仁毛家皂地?zé)岙惓唴^(qū)、山陰東榆林地?zé)岙惓唴^(qū)、應(yīng)縣鎮(zhèn)子梁地?zé)岙惓唴^(qū);忻定盆地的原平解村地?zé)岙惓唴^(qū)、忻州奇村地?zé)岙惓唴^(qū)、忻州頓村地?zé)岙惓唴^(qū)、定襄上湯頭地?zé)岙惓唴^(qū); 太原盆地的陽(yáng)曲地?zé)岙惓唴^(qū);運(yùn)城盆地的夏縣南山底地?zé)岙惓唴^(qū);太行山區(qū)的渾源湯頭地?zé)岙惓唴^(qū)、盂縣寺平安地?zé)岙惓唴^(qū)。熱儲(chǔ)溫度基本都在40℃~55℃之間。

5) 主要熱儲(chǔ)層地溫較高達(dá)25℃~40℃的地?zé)岙惓唴^(qū)

主要分布在大同、忻定盆地區(qū)所以變質(zhì)巖亞區(qū)中,熱儲(chǔ)溫度基本都在25℃~35℃之間。 1.2  不同控?zé)針?gòu)造下地溫場(chǎng)的分布特征地溫場(chǎng)在水平方向受控?zé)針?gòu)造控制的分布特征歸納為三類:一是在沉積盆地邊緣及河谷地帶沿基底斷裂分布的帶狀(及不規(guī)則狀)地溫場(chǎng);二是在山前傾斜平原區(qū)受基底隆起控制的渾圓狀地溫場(chǎng); 三是巖溶斷塊控制的塊狀地溫場(chǎng)。

1.2.1  斷裂控制的地溫場(chǎng)特征

深循環(huán)的熱水沿?cái)嗔堰\(yùn)移到孔隙含水層時(shí),與淺部冷水混合,使含水層的水溫、水化學(xué)均發(fā)生改變,隨著時(shí)間推移,淺部含水層的溫度達(dá)到相對(duì)平衡,該熱儲(chǔ)層中溫度分布特征為:沿斷裂帶分布周?chē)鸁醿?chǔ)層溫度較高,兩斷裂交匯處熱水溫度會(huì)更高。

1.2.2  受基底隆起控制的地溫場(chǎng)特征

受基底隆起控制的地下熱水一般為淺埋型地?zé)崴?/a>,在隆起區(qū)及其外圍部位通常有斷裂切割,使隆起基底破碎,熱水一般分布在隆起相對(duì)落差較大的一側(cè)(即地下水補(bǔ)給充足的一側(cè))。熱水分布形狀大致與隆起區(qū)基巖地貌形狀相似,并向排泄方向有一定延伸。

1.2.3  受基底斷塊控制的巖溶熱水地溫場(chǎng)特征

山西省地勘局在汾陽(yáng)嶺、九原山和高顯隆起區(qū)施工了多眼熱水井,該區(qū)域熱水主要分布在由2條 NEE向及NNE向正斷層組成且被斷層切割的斷塊隆起帶上,控制熱水分布的主要構(gòu)造為NEE和NNE向的 2組活動(dòng)性斷裂。巖溶熱水的分布受隆起帶斷裂及巖溶發(fā)育層位控制,地溫場(chǎng)呈沿斷裂帶和巖溶發(fā)育部位水溫高的特點(diǎn),熱異常中心一般位于兩組斷裂交匯部位,沿?cái)嗔呀粎R切割通道水溫最高。

2  地溫場(chǎng)在垂直方向的分布特征

山西省有地溫梯度資料的井孔主要分布在汾渭盆地內(nèi),山西省各類熱儲(chǔ)地?zé)崽?/a>的地溫場(chǎng)在垂直方向的分布特征主要以汾渭地塹盆地為重點(diǎn)分析,其他區(qū)域低溫梯度資料根據(jù)收集的鉆孔資料、勘查成果資料推斷。

松散巖類孔隙型層狀熱儲(chǔ)層、碎屑巖類裂隙型層狀熱儲(chǔ)層及變質(zhì)巖類裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層地?zé)岙惓^(qū)由蓋層到熱儲(chǔ)層的地溫梯度一般呈遞減趨勢(shì)。碳酸鹽巖類巖溶型層狀熱儲(chǔ)層地?zé)崽?/a>由蓋層到熱儲(chǔ)層的地溫梯度一般呈遞增趨勢(shì),在冷水干擾較大條件下地?zé)崽?/a>由蓋層到熱儲(chǔ)層的地溫梯度呈遞減趨勢(shì)。

各類熱儲(chǔ)層、蓋層地溫梯度值的垂直分布特征如下:

1)熱異常區(qū)蓋層地溫梯度

據(jù)收集的勘查成果報(bào)告資料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):松散巖類孔隙型層狀熱儲(chǔ)層的蓋層地溫梯度1.06℃~ 3.7℃/1 00 m,平均2.27℃/100 m;碎屑巖類裂隙型層狀熱儲(chǔ)層的蓋層地溫梯度0.6℃~3.0℃/100 m, 平均1.74℃/1 00 m;碳酸鹽巖類巖溶型層狀熱儲(chǔ)層的蓋層地溫梯度0.34~6.15℃/100 m,平均2.46℃/ 1 00 m;變質(zhì)巖類裂隙型層狀熱儲(chǔ)層的蓋層地溫梯度1.54~1 6.18℃/1 00 m,平均5.24℃/1 00 m。因此,裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層變質(zhì)巖類的蓋層地溫梯度值相對(duì)最高。

2)熱異常區(qū)熱儲(chǔ)層地溫梯度據(jù)收集的勘查成果報(bào)告資料數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):松散巖類孔隙型層狀熱儲(chǔ)層地溫梯度1.7 1℃~3.70℃/1 00 m,平均2.5 1℃/100 m;(碎屑巖類)裂隙型層狀熱儲(chǔ)層地溫梯度1℃~4.7 1℃/100 m,平均2.42℃/100m;碳酸鹽巖類巖溶型層狀熱儲(chǔ)層地溫梯度1.40℃~ 7.62℃/100 m,平均3.14℃/100 m;變質(zhì)巖類裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層地溫梯度2.67℃~14.89℃/100 m,平均 5.25℃/1 00 m。由此可以看出,變質(zhì)巖類裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層的熱儲(chǔ)層地溫梯度值相對(duì)最高。

3  結(jié)論

1) 山西省地?zé)?a href="http://www.cancere.cn/t/資源.html" >資源主要集中分布在大同、忻定、太原(晉中)、臨汾、運(yùn)城斷陷盆地區(qū)以及沁水復(fù)向斜盆地、鄂爾多斯盆地東緣、芮城平陸盆地區(qū),此外,太行、呂梁隆起山區(qū)也有零星分布。

2)山西省地?zé)嶂饕獰醿?chǔ)類型為松散巖類孔隙型熱儲(chǔ)層,碎屑巖類裂隙型層狀熱儲(chǔ)層,碳酸鹽巖類巖溶型層狀熱儲(chǔ)層以及變質(zhì)巖類裂隙型帶狀帶狀熱儲(chǔ)層。

3)地?zé)岙惓^(qū)地溫場(chǎng)在垂直方向由蓋層到熱儲(chǔ)層的地溫梯度一般呈遞減趨勢(shì),而裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層變質(zhì)巖類的蓋層地溫梯度值相對(duì)最高,裂隙型帶狀熱儲(chǔ)層變質(zhì)巖類的熱儲(chǔ)層地溫梯度值相對(duì)最高。