青海共和_贵德盆地增强型地热系统_干热岩_地质_地球物理特征_薛建球

第37卷第1期物探与化探Vol．37，No．1 2013年2月GEOPHYSICAL＆GEOCHEMICAL EXPLORATION Feb．，2013青海共和—贵德盆地增强型地热系统（干热岩）地质—地球物理特征薛建球1，甘斌1，李百祥2，王志林2（1．青海省环境地质勘查局，青海西宁810000；2．甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃兰州730020）摘要：青海共和—贵德盆地处在秦岭—昆仑造山带“秦昆岔口”，是新生代断陷盆地。

盆缘活动断裂、岩浆岩发育，水热活动强烈、温泉密集，超过60ħ的温泉6处，最高可达93．5ħ，超过当地沸点（92ħ）为沸泉。

盆地内地温场高，据地热钻井揭露见花岗岩的三个孔，QR1孔深969m，孔底温度为70ħ，DR1孔深1455m，孔底温度87ħ，R2孔深1709．56m，孔底温度可达97ħ，地温梯度高达6 7ħ/100m，是正常地温梯度2倍，地热增温随深度增大而升高，推测3000m温度可达150 200ħ，重力低异常推断基底凹陷与可控源音频大地电磁测深、地震反射波勘探推断基底界面深度不一致，并有磁异常对应，又经钻探证实。

由此认为重、磁异常为花岗岩引起。

花岗岩为燕山期，进入花岗岩钻孔深部有热无水，故认为盆地可能存在干热岩。

关键词：共和—贵德盆地；增强型地热系统（干热岩）；地温梯度异常；重力低异常；花岗岩中图分类号：P631文献标识码：A文章编号：1000－8918（2013）01－0035－07共和—贵德盆地地热勘查从1999 2011年，超过或接近千米的地热深井已有6眼，分别钻入花岗岩为39、100、219m的井有3眼，经测温和抽水试验花岗岩有热无水，浅井10多眼，地温梯度高达6 7ħ/100m。

干热岩是未来清洁的新能源。

判断是否有干热岩存在，最明显的标志是看地温梯度是否有异常，或地下一定深处（2000 5000m）温度能否达到150ħ以上［1］，以及侵入岩成岩时代是否较晚，这些条件在该区已基本具备。

目前探讨存在干热岩地区的文章中［1－4］，能符合条件，揭示岩体热状态、热参数资料的不多。

文献［5］探讨了共和盆地存在干热岩，近两年在该地区又实施2个见花岗岩深钻孔，进一步证实了热岩体的存在。

综合分析共和—贵德盆地以往地质、地球物理提供的信息，认为在地质构造、水热活动方面有其独特之处。

用石油重力解释资料、地热勘查可控源音频大地电磁测深以及石油地震勘探几种方法，推断的基底形态和深度不符，结合地热孔见花岗岩的事实，证实可控源音频大地电磁测深、地震勘探推断基底界面比较接近，由此认为，重力低由盆地和花岗岩共同引起，不存在石油重力推断盆地中的次凹陷。

新型能源干热岩的提出和利用，在国内尚属起步和探索阶段，是地球物理方法勘查地热的前沿。

因此，在结合近两年勘查结果和以往地质、地球物理资料综合分析的基础上，探讨增强型地热系统（干热岩）存在的地质—地球物理标志，可为找干热岩提供更多深部热岩体的信息。

1区域地热地质背景共和—贵德盆地处于昆仑山脉与秦岭山脉之间，为一个总体呈北西西向展布的菱形山间盆地。

大地构造单元属于东昆仑、西秦岭造山带接合部位，但在地质构造、岩浆作用、地貌特征上又有别于秦岭、昆仑造山带，以独特形式表现出来，传统称之为“共和缺口”［6］，按地质力学划分，属昆仑—秦岭纬向构造带与河西系构造复合的沉降带，板块构造观点称之为中央造山带“秦昆岔口”［7］。

共和—贵德盆地是古近系初形成的断陷盆地，四周被断褶带隆起山地围限，北侧是青海南山、拉鸡山断褶隆起带、南侧是河卡南山、巴吉山断褶隆起带、西为鄂拉山构造岩浆岩带、东为扎马山断褶隆起带，中间被瓦里贡山构造岩浆岩隆起带分隔出共和、贵德两盆地。

共和—贵德盆地周边均受山前深大断裂的控制，挽近期构造活动强烈，山体隆升，盆地大幅度下降，沉积了较厚的第四系（Q）冲洪积、河湖相堆积物和新、古近系（N）湖相堆积物，上部为砖红色泥岩、砂质泥岩互层，下部为褐红色砂质泥岩夹砂砾岩。

收稿日期：2012－02－10物探与化探37卷仅在盆地南部边缘局部有侏罗系羊曲组（J2y）出露，岩性为灰绿、灰白色砂岩、砾岩夹煤线的泥岩组成。

盆地东部边缘还有白垩纪基性火山熔岩沿多禾茂断裂呈南北向分布。

三叠系（T）广泛出露于盆地周边的隆起带处，盆地的基底是由三叠系地层组成，三叠系下、中、上三统具全，下、中统为海相，上统为陆相。

侵入岩主要是燕山期，以花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩和斑状花岗岩等为主，侵入于中、下三叠系。

由三叠系和燕山期中酸性岩体构成褶皱基底。

盆地内发育三级湖相阶地和多级黄河阶地［8］，说明随青藏高原隆升，盆地一直处于间歇性抬升状态。

2盆山地热显示2．1隆起山地断裂对流型温泉成带密集分布共和—贵德盆地东西两侧和中间形成三条近南北向构造岩浆岩隆起带，也是三条右行走滑活动断裂带和温泉密集分布带，夹持在NWW向东昆仑—西秦岭两条主边界断裂之间（图1）。

盆地西侧构造岩浆岩带在鄂拉山沿乌兰—兴海一线分布，全长180km，以三叠系鄂拉山群火山岩和印支—燕山期中酸性岩体构成山体主体，岩体长轴和三叠系火山岩多呈NNW向，并由一系列断裂平行展布，其中以瓦洪山断裂贯穿南北，断裂显示强烈的挤压现象，呈现出50 100m宽的断裂挤压破碎带，且多期活动，以第四纪新构造活动最为强烈［9］。

沿断裂分布有乌兰巴硬格里温泉（42．5ħ/ 1），兴海青根河温泉（30ħ）青根河东南9km温泉（62ħ/2）、兴海温泉（61ħ/3）等。

中间瓦里贡山构造岩浆带沿当家寺—过马营一线分布，中酸性侵入岩为燕山期。

当家寺—群强隐伏断裂带沿瓦里贡山隆起带呈NNW向展布，贯穿南北，沿此构造岩浆带分布的温泉温度最高，由北往南有曲乃亥温泉（86ħ/6），扎仓寺温泉（93．5ħ/ 7，超过当地沸点92ħ为沸泉），新街温泉（64ħ/8）。

东侧是扎马山构造岩浆带，属西秦岭印支造山带以三叠系和燕山期花岗岩为基底，并有岗察寺—多禾茂断裂贯穿南北，沿南北向多禾茂断裂还有白垩纪基性火山熔岩呈带状分布。

温泉分布有同仁兰采温泉（67ħ/9）、同仁曲库呼温泉（48．5ħ/10）和西卜沙温泉（44ħ/11）等。

上述构造岩浆岩带中断裂切割较深，第四纪新构造活动较强，为深部热流体对流运移提供了良好的通道，形成纵贯西秦岭—东昆仑南北向地热带。

图1共和—贵德盆山地热分布2．2沉积盆地地热井温度高、地温梯度大共和县城附近钻孔揭露，300m左右第四系含水层水温较正常井普遍增高10ħ，水井测温新水1、2号井水温27ħ，3号井水温31ħ，4号井290m处水温高达38．6ħ，这些地热异常井多沿隐伏断裂带展布，水量丰富，单井涌水量2000 4000m3/d。

上他买—阿乙亥地段克才村农田供水CK9孔，井深246m，揭露出赋存在新近系粉细砂岩热储层自流热水，水温42ħ，地温梯度值达7．5ħ/100m（图2）。

1999年，共和县城民族师院施工的地热井（QR1），孔深969m。

532m段，第四系岩性为亚黏土、亚砂土夹中砂砾石、含砾砂层及粉细砂层；在·63·1期薛建球等：青海共和—贵德盆地增强型地热系统（干热岩）地质—地球物理特征532 932．16m 段，岩性为新近系砖红色、褐红色砂质泥岩与泥岩互层，下部夹有两层微胶结的砂砾岩；932．16 969m 段，岩性为花岗岩，风化壳厚12．5m 。

井底实测温度70ħ，全井平均地温梯度为6．79ħ/100m ，井口水温仅40ħ，涌水量458m 3/d 。

2007年在共和县上他买—阿乙亥打成的R1地热井，井深1203．48m ，0 583m 段为第四系亚黏土、亚砂土及粉细砂、中粗砂地层，583 1203．48m 段为新近系泥岩、砂质泥岩及粉细砂岩、中砂岩及含砾中粗砂岩。

揭露深部热储段为697 1150m ，含水层厚98．4m ，岩性为新近系粉细砂岩、中砂岩及含砾中粗砂岩。

经抽水试验，涌水量1136m 3/d ，井口水温达72．5ħ，井底测温到83ħ。

平均地热温率是6．36ħ/100m 。

2011年又在上塔买—阿乙亥施工DR1地热孔，孔深1455m ，在1354m 进出花岗岩。

0 55m 段是第四系全新世冲洪积物，主要为砂砾卵石、亚砂土，55 610m 段为第四系早更新世亚黏土、砂岩等，610 1354m 段为古近系地层，岩性主要为泥岩、砂岩，1354 1454m 段为花岗岩，该孔孔底温度87ħ，井口水温82ħ，涌水量800m 3/d。

图2共和—贵德盆地地热井测温曲线贵德三河地区自流水勘探中，钻孔控制深度200 400m ，最深达603m 。

承压自流水含水层顶板埋深在NNW 向甘家沟—西河断裂以东地段一般50 70m ，以西地段30 50m ，隔水层岩性为新近表1贵德盆地三河地区浅孔地热特征统计孔号位置孔深m 水温ħ孔中测温温度ħ/深度m 地温梯度ħ/100m RK1石家槽603．9528．064．0/603．959．58RK2桥头404．4126．541．4/404．418．43RK3山坪413．2325．034．2/413．236．67RK5红柳滩351．2426．838．1/351．249．09ZK3县委385．6334．634．6/340．58．31R1国税局450．6433．543．1/4009．23系上新统（N 2）泥岩及粉砂质泥岩。

含水层岩性为新近系上新统中砂、中粗砂、砂砾石薄层及透镜体，下部为中新统砂岩、砂砾岩薄层及透镜体，部分钻孔热异常特征见表1。

2000年在贵德温泉宾馆打地热井，井深1000．2m ，在600m 以上进行了封井止水，井口自流量为50m 3/d ，测得井底温度71ħ，井口水温为50ħ，由于水量小没有成井。

2010年在贵德县河滨公园施工R2号地热井，终孔深度1709．56m ，1490．55m 进入花岗岩，埋深在608．50 1594．7m ，热储段厚度为986．2m ，岩性为古近系棕红色泥岩、砂质泥夹中砂和粉细砂，下部为花岗岩破碎带。

井底温度为97ħ，经试水在608．5 1594．7m 之间的热储带有热无水。

由上述钻孔测温可见，在该区地温场高、地温梯度大是共同特点。

当钻孔打在构造有利部位，水量大，水温高，而打在断裂不发育的部位，只靠地层岩性储热和导水，就会出现出口水温低和水量偏小。

3地球物理信息推断基底构造和性质3．1重力反映的盆地构造20世纪90年代中期，石油系统在共和—贵德盆地进行了大量地球物理勘查，据石油重力资料［4］，共和盆地在共和县城附近是一椭园形重力低（图3），反演基底深度3000 4000m ，称为“共和凹陷”。

另据地震勘探资料给出的基底界面为一西深东浅的斜坡，基底埋深小于1500m 。

贵德盆地重力反演基底深度﹥3000m ，与可控源音频大地电磁测深和钻探结果也不符，究其原因是重力反演基底深度时只考虑盖层和基底之间的密度差，按单一密度界面反演，而忽略了基底内花岗岩存在低密度影响的横向不均匀性，致使推断基底偏深。