大连市小平岛地热资源潜力研究

0 引言

 

  小平岛位于辽宁省大连市高新园区，其北侧为

 

  甘井子区及沙河口区，西临旅顺口区，东、南侧为黄海，是大连市政府规划中的高品位旅游风景区、沿海景观区和西部原生态绿色城区，已被大连旅游局列为十大旅游景点之一，市级海洋生态自然保护区。小平岛地热资源量丰富，如果将其有效的开发利用，不仅可以更快、更好地促进小平岛温泉旅游产业发展，大大改善环境质量，而且对大连市及辽宁省的地热资源开发起到带动和示范作用，经济效益和社会效益都十分显著。

 

  1 地质背景

 

  1. 1 地层

 

  在漫长地史中，在构造应力及多次构造运动作用下，本区地层发生褶皱倒转，老地层翻转、逆覆到新地层之上，垂向地层从上到下依次为第四系地层，上元古界青白口系桥头组，震旦系长岭子组、南关岭组、甘井子组( 表1) ，从表中可以看出，本区地层层序除第四系外，完全倒转。

 

  1. 2 构造

 

  小平岛地区处于中朝准地台( Ⅰ) 胶辽台隆( Ⅰ2) 复州台陷( Ⅰ41) 的复州—大连凹陷( Ⅰ4 － 31) 内，褶皱及次级逆冲断裂构造普遍发育。

 

  区内共有5 条断层: 其中F1 为平推断层，走向北东，倾向南东，平推距离约350 m; F2 为无源大地电磁测深法和可控源音频大地电磁测深法综合解译的推测断层; F3、F4、F5 为产状和性质不明的断层( 图1) 。大地电场岩性测深资料表明，破碎带多分布在长岭子组下部及南关岭组，有效含水层厚度也相对较厚，这些位置为深部地下热水提供了运移通道和赋存空间。已施工的S1 地热井中有多段存在较大泥浆漏失量，证明了岩石破碎带的存在。

 

  1. 3 水文地质条件

 

  根据地下水的赋存特征可将区内地下水划分为

 

  松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和裂隙岩溶水三大类［1--3］。

 

  松散岩类孔隙水松散岩类孔隙水分布在区内

 

  的东南部，小平岛的半岛处，沿着旅顺南路呈条带状分布，埋藏在全新统的洪冲积、海积及回填土地层中。其特点是含水层薄、埋藏浅，埋藏深度为0. 5 ～ 2. 0 m，厚1. 0 ～ 20. 0 m。补给来源以大气降水为主，同时也有基岩裂隙水的补给。地下水富水性弱，单井涌水量仅在20 m3 /d ±。

 

  基岩裂隙水基岩裂隙水在区内广泛分布，主

 

  要赋存在长岭子组和桥头组的石英岩、板岩等岩石的风化、构造裂隙含水层中，属层状岩类裂隙潜水，埋藏深度受丘陵地形影响，一般埋深为2. 0 ～10. 0 m，水位变幅一般在2. 0 ～ 5. 0 m。主要补给来源是大气降水。地下水富水性弱，单井涌水量约为100 m3 /d。

 

  裂隙岩溶水裂隙岩溶水，赋存在南关岭组及甘井子组的灰岩、白云质灰岩等岩石的构造裂隙含水层中，为主要地热含水层，属层状岩类深层承压水，埋深为11. 15 ～ 59 m。地下水富水性中等，单井涌水量300 ～ 600 m3 /d。

 

  2 地热地质条件

 

  2. 1 地下热水赋存特征

 

  通过已有地热井S1 揭露的地层情况及测温曲线综合分析 ，在2 100 m 处，地温梯度呈现明显变化，从1. 52℃ /100 m 低至0. 8℃ /100 m。

 

  表明其上部保温隔热性较好，构成盖层; 下部热水储存条件明显优于上部，为该区热储层。

 

  2. 1. 1 盖层特征

 

  盖层为桥头组及长岭子组上部1 300 ～ 2 100 m的巨厚岩层。桥头组岩性为灰白、灰黑色中厚层状板岩、板岩夹石英岩、夹薄层灰黑色板岩及灰黑色千枚岩; 长岭子组上部岩性为黑色泥质千枚岩、黑色泥质板岩等。从测温曲线看出，地层温度在2 100 m处可达50℃，在热储形成中起到保温作用，该盖层分布范围广，厚度较稳定，为深部地下热水储存提供了良好的储热盖层。

 

  2. 1. 2 热储层特征

 

  热储层为2 100 ～ 3 300 m 的长岭子组下部及南图3 地热地质条件简图Fig. 3 Sketch map of geothermal and geological conditions关岭组上部地层。长岭子组下部岩性为黑色泥质千枚岩、黑色泥质板岩及少量泥粉晶灰岩及板岩夹石英岩; 南关岭组上部岩性为灰色、灰黑色的灰岩、白云质灰岩、灰岩夹石英岩及石英岩夹层叠状泥灰页岩等，共同构成层状热储，地层温度在50℃ ～60℃，地温梯度为0. 8℃ /100 m，富水性中等—          丰富，构成了较理想的热储含水层，为主要地热采水目的层。

 

  2. 2 区域水化学特征

 

  根据收集已有2 眼地热井水质化验资料，结合水质测试报告，区域水化学特征: pH 值6. 60 ～7. 00，氯化物8 122. 7 ～ 18 026. 377 mg /L，总硬度8 258. 25 ～ 9 390. 70 mg /L，总矿化度27 142 ～36 245 mg /L，锶含量20. 93 ～ 203. 2 mg /L，热水化学类型为Cl--NaCa 型。区域地下水中锶的含量均超过理疗热矿水水质标准中的界限指标10 mg /L。

 

  该区矿水可命名为锶型、温水、咸水，具有良好的医疗价值。

 

  2. 3 地热资源类型

 

  小平岛地区热储埋藏深度大，富水性相对均匀，地温随深度增加而升高，未见地温异常，属于深层传导型地热资源。

 

  3 开发利用现状及地热资源潜力评估

 

  3. 1 开发利用现状

 

  本区分布大面积居民住宅和道路等硬覆盖，全区已铺设自来水管网，对地下水的开采程度较低;区内现有2 眼地热井，由于建设项目正在进行中，地热井并未正式投入规模生产，目前年开采量约在10 950 m3 /a，折合日平均开采量约30 m3 /d; 区内还存在2 眼冷水井，主要用于园区内洗车、建设施工用水等，目前年开采量约在3 650 m3 /a，折合日平均开采量约10 m3 /d。