安徽省亳州市地热资源分布规律

地层、构造特征

亳州市地层属于华北地层区淮河地层分区淮北地层小区。区域地层主要发育有太古界五河群、下古生界寒武、奥陶、上古生界石炭、二叠系、新生界新近系、古近系和第四系,地表皆为第四系覆盖。对地热与供水意义较大的地层如下:

1.1古近系(E)

区域上古近系为华北地层区淮河地层分区砀山—界首地层小区。亳州市区下古近系为一套红色河湖相碎屑岩建造,构成一个较大的沉积旋回,分为古新统双浮组(E1sh)和始新统界首组(E2j),总厚度840~1500m。

1.2新近系(N)

区域上新近系为华北地层区淮河地层分区砀山—界首地层小区。亳州市区为中新统馆陶组及上新统明化镇组。馆陶组(N1g):岩性可分两部分,总厚度小于240m。下部:浅红棕色粉质黏土与浅灰黄色砂砾石、含砾中砂不等厚互层,厚度小于37m。上部:浅棕红色粉质黏土、粉砂、中砂、含砾粗砂、砂砾石,厚度小于205m。

1.3第四系(Q)

亳州市第 四系总厚 度一般130~160m,为一套河、湖相沉积的松散岩类沉积物,岩性主要为灰黄色、棕黄色细中砂、粉细砂、亚黏土,并交互成层,区域上及垂向上岩性变化较大。

亳州市基岩地质图

1 古近系界首组;2 古近系双浮组;3 二叠系上统;4 二叠系下统;5 石炭系上统 ; 6 奥陶系下统和中统;7 寒武系上统;8 寒武系中统;9 寒武系下统;10 五河群;11 实、推测地质界线;12 不整合地质界线;13 断裂(正断层);14 松散层(Q+N)等厚线(m)

水文地质特征

按含水介质、空隙类型和地下水的赋存条件,区内地下水类型可划分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙溶洞水和基岩裂隙水三种类型,具有普遍供水意义的是松散岩类孔隙水,概述如下:

根据含水层的埋藏条件,从上至下可划分为浅层孔隙含水层组(50m以浅)、深层第一孔隙含水层组(50~165m)、深层第二孔隙含水层组(165~660m)、深层第三孔隙含水层组(660~900m)。

(1)浅层孔隙含水层组(50m以浅)。

由第四系全新统大墩组(Q4d)及上更新统茆塘组(Q3m)组成,含水层岩性为粉土、粉砂、粉细砂。一般具上细下粗的“二元结构”或粗细相间的“多元结构”。发育1~3层厚度较大、分选性较好的粉细砂层,累计厚度5.0~25.0m,砂层间无稳定的黏性土相隔,各含水层间水力联系密切,属潜水或半承压水。水质类型为HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型,矿化度<1.0g/l,p H值7.3。该层为农村居民生活用水及农灌的主要水源。

(2)深层第一孔隙含水层组(50~165m)。

由第四系 中更新统 潘集组(Q2p)、下更新统蒙城组(Q1m)组成,含水层岩性以粉砂、粉细砂、细砂为主,局部为含砾中粗砂,具“多元结构”,发育2~3层含水砂层,单层厚度2.0~15.0m、累计厚度10.0~40.0m。地下水具承压性质,水位埋深1.5~8.5m,年变幅0.2~2.5m。根据钻孔抽水试验结果,单井涌水量1000~2000m3/d。水质类型为HCO3-Na或HCO3·SO4N a型,矿化度1 . 0 ~ 1 . 5 g / l , p H值7.5。该层为城镇供水的主要开采层。

(3)深层第二孔隙含水层组(165~660m)。

由新近系 上新统明 化镇组( N2m ) 组成 , 含水层岩 性为粉砂、 细砂、中 砂 , 局部半胶结 , 发育2层含水砂 层 , 厚度1 0 . 0 ~ 4 0 . 0 m。地下水具承压性质,水位埋深7.5~22.5m,年变幅0 . 4 ~ 1 . 5 m。根据钻孔抽水试验结果,单井涌水量1000~2000m3/d。水质类型为HCO3-Na或HCO3·Cl-Na型,矿化度0.5~1.5g/l,p H值7.3。该层地下水为亳州市主要供水井开采资源。

(4)深层第三孔隙含水层组(500~800m)。

由新近系中新统馆陶组(N1g)组成,含水层岩性为松散—半胶结的粉砂岩、细砂岩,局部为含砾粗砂岩。地下水具承压性质,水位埋深38.0~44.5m,年变幅1.5~2.5m。根据钻孔抽水试验结果,单井涌水量500~1000m3/d。水质类型为HCO3-Na或HCO3·Cl-Na型,矿化度0.5~1.5g/l,p H值7 . 4。该层地下水富含锶、偏硅酸等多种对人体有益的矿物元素,水温25~50℃,为天然地热、矿泉水资源。目前尚未作为饮用水开采利用。

地热赋存类型与位置

亳州市区热储主要为层状兼带状。

新近系下部馆陶组(第一热储)埋深500~800m储存较丰富地热水,水温40℃左右,水量大于50m3/h。上部厚层黏性土是此热储良好的盖层,西部基底隆起区基岩风化带可作为风化接触带热储与新近系热储一并开发利用。市区内已有多口地热井钻探揭露,古近系界首组、双浮组(第二热储上部,埋深800~1600m)储存较丰富的地热水,水温45~52℃,水量大于30m3/h。在构造有利部位,地热水温略高。

地热流体水化学特征

( 1 ) 亳州市新 近系地热 地热流体的 显著特点 是总硬度 、溶解性总 固体小 , 而总碱度 较大 , 属微咸水 。据B R 0 1井资料 , 地热流体 总硬度 ( C a C O3计)21.45~44.64mg/L,溶解性总固体1025.00~1606.00mg/L , 总碱度 ( C a C O3计 )418.70~468.30mg/L。BR02井取水段814.05~1317.94m,水化学类型为Cl--Na+型,溶解性总固体含量5700mg/L左右。依据《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对查区地热流体进行饮用水评价。该层地热流体清澈透明,无肉眼可见颗粒物,感官性状指标符合要求,但一般化学指标有硫酸盐、溶解性总固体2项超过限量指标;毒理指标中溴酸盐和氟化物也超过《生活饮用水卫生标准》规定的限量标准(表1),其中硫酸盐含量281.00~342.00mg/L,超过国家标准限量指标12.4%~36.8%,氟化物含量为2.36~2.56 mg/L,超过国家标准限量指标1.36~1.56倍,溴酸盐含量为0.24~0.45 mg/L, 超过国家标准限量指标23~44倍,溶解性总固体为1025.00~1606.00m g / L , 超过国家 标准限量 指标2.5%~60.6%。

(2)古近系地热流体化学组分的显著特点是总硬度、溶解性总固体较大,而总碱度较小,属盐水。本区古近系各井地热流体总硬度(Ca CO3计)466.00~1663.00mg/L,溶解性总固体5 3 4 9 . 8 7 ~ 1 5 0 5 9 . 1 9 m g / L ,总碱度(Ca CO3计)90.72~167.60mg/L;化学类型均为C l-- N a+型 , 其盐类含 量2 2 2 0 . 0 0 ~ 8 2 5 9 . 8 5 m g / L , 占7 1 . 3 9 % ~ 9 1 . 9 7 % ;其次为硫酸盐(SO24 - ),含量689.40~1836.00mg/L,占6.29%~24.81%; p H值7.07~7.80,呈中性-弱碱性;不同地段和不同取水层位地热流体溶解性总固体差异性较大,随深度增加溶解性总固体渐增。按溶解性总固体分类,BR02井地热流体为咸水,其它地热井均为盐水。铁、锰、氯化物、硫酸盐、氨氮、溶解性总固体和总硬度均超过限量指标,分别超过国家标准限量指标2~20倍(铁)、0 . 1 ~ 2倍 ( 锰 ) 、7 ~ 3 0倍 ( 氯化物 ) 、1 . 7 ~ 6 . 2倍 ( 硫酸盐 ) 、0 . 1 ~ 11倍 ( 氨氮)、5~13倍(溶解性总固体)和0.2~2倍(总硬度),毒理指标中溴酸盐超过《生活饮用水卫生标准》规定的限量标准300倍以上。