苏北盆地干热岩地热资源前景分析

doi:10.13745/j.esf.2020.1.6

摘要/Abstract

摘要：

苏北盆地属于中、新生代“断陷型”盆地,发育前震旦系变质基底及古生代海相台地沉积,经历燕山期大规模岩浆-火山-构造活动,之后连续断陷沉降并沉积了厚度巨大的新生代地层;新生代苏北盆地处于持续活跃的洋陆构造带内,其特殊的构造位置使区内拥有相对高的大地热流值和较大的地温梯度,具有巨大的地热资源潜力。基于区域地热地质综合研究,本文针对苏北盆地地质构造特征、地温数据、地球物理信息等系统分析,初步证实了盆地内不仅存在浅部中低温地热资源,而且推断出盆地深部拥有温度较高的干热岩资源,其热源主要来源于深部的地幔,是本地区新生代区域伸展裂陷、地幔上涌、岩石圈减薄等作用的结果。根据干热岩选区的科学准则,盆地内优势前景区拥有丰富的动态热源、导热效果极佳的热通道、规模巨大的优势热储、良好保温作用的热盖层,并依据此初步建立成因模型,为进一步勘探与开发提供参考依据。

关键词: 苏北盆地, 干热岩, 潜力分析

Abstract:

The Subei Basin, a Mesozoic-Cenozoic fault-depression, developed on the pre-Sinian System basement and Paleozoic marine platform deposits. From the Yanshanian Period, the area underwent large scale magmatic and volcanic tectonic activities and deposited ultra thick Cenozoic strata in the continuously active oceanic-continental tectonic belt. This unique structural environment provides relatively high geothermal flow values and large geothermal gradient, therefore huge geothermal resource potential, in the Subei Basin. Based on the comprehensive investigation of regional geothermal geology, combined with synthesized analysis of geological structural characteristics, collected geothermal data and geophysical information, we preliminarily infer that there are not only shallow medium-low temperature geothermal resources, but also high temperature hot dry rock(HDR) resources in the deep part of the region. We believe that the geothermal resources of HDR mainly come from the deep mantle and are the results of lithospheric thinning, mantle uplifting and the extensional cracking of crust since the Cenozoic. According to the scientific criteria of resources selection, the predominant prospecting area in the basin has abundant dynamic heat sources, excellent heat conduction channels, large-scale thermal reservoirs and good thermal insulation cap rocks. Based on these analyses of HDR potential, we established a genetic model to provide reference for further exploration and development in the basin.

Key words: Subei Basin, hot dry rock, potential analysis

中图分类号:

P314

刘德民, 张根袁, 关俊朋, 张硕, 张婧琪, 孔令昊, 邵俊琦. 苏北盆地干热岩地热资源前景分析[J]. 地学前缘, 2020, 27(1): 48-54.

LIU Demin, ZHANG Genyuan, GUAN Junpeng, ZHANG Shuo, ZHANG Jingqi, KONG Linghao, SHAO Junqi. Analysis of geothermal resources potential for hot dry rock in the Subei Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2020, 27(1): 48-54.

图/表 6

图1 苏北盆地大地构造位置图(据文献[12,13]) F1—郯庐断裂;F2—嘉山-响水断裂;F3—扬州-如东断裂;F4—确山-肥东断裂;F5—襄樊-广济断裂;F6—六合-江浦断裂;F7—江南断裂;F8—金坛-如皋断裂;F9—休宁断裂;F10—湖苏断裂;F11—德兴-歙县断裂;F12—江山-绍兴断裂。

Fig.1 Tectonic map of the Subei Basin.Adapted from [12-13].

图2 中国东部大陆大地热流值分布(据文献[15])

Fig.2 Heat flow and geothermal gradient map of the East China continent. Adapted from [15].

图3 苏北盆地火成岩分布图(据文献[22])

Fig.3 Distribution map of igneous rocks in the Subei Basin. Adapted from [22].

图4 苏北盆地居里面埋深分布图(据文献[32]修改)

Fig.4 Distribution of Curie point depths in the Subei Basin. Modified from [32].

图5 苏北盆地莫霍面埋深分布图(据文献[32,34])

Fig.5 Moho topographic map of the Subei Basin. Adapted from[32,34].

图6 苏北盆地地热资源成因模式图

Fig.6 Genesis model of geothermal resources in the Subei Basin

参考文献 35

[1]	SPEIGHT J. Geothermal energy: renewable energy and the environment[J]. Energy Sources, 2015, 37(18):2039.
[2]	何治亮, 冯建赟, 张英, 等. 试论中国地热单元分级分类评价体系[J]. 地学前缘, 2017, 24(3):168-179.
[3]	BERTANI R. Geothermal power generation in the world 2010-2014 update report[J]. Geothermics, 2016, 60(1):31-43. DOI URL
[4]	GERARD A, GENTER A, KOHL T, et al. The deep EGS (Enhanced Geothermal System) project at Soultz-sous-Forêts (Alsace, France)[J]. Geothermics, 2006, 35(5):473-483. DOI URL
[5]	陆川, 王贵玲. 干热岩研究现状与展望[J]. 科技导报, 2015, 33(19):13-21.
[6]	甘浩男, 王贵玲, 蔺文静, 等. 中国干热岩资源主要赋存类型与成因模式[J]. 科技导报, 2015, 33(19):22-27.
[7]	王丽华, 康维海. 我国首次在青海共和盆地钻获高温优质干热岩体实现了我国干热岩勘查重大突破[J]. 青海国土经略, 2017(4):55.
[8]	赵剑畏, 许家法, 王光亚. 江苏地温水温场特征及地热异常分布规律与控制条件探讨[J]. 地质学刊, 1997, 21(1):27-35.
[9]	罗璐, 庞忠和, 杨峰田. 苏北盆地建湖隆起碳酸盐岩储层中的硫酸盐型热矿水成因[J]. 地学前缘, 2015, 22(2):263-270.
[10]	杨丰田, 庞忠和, 段忠丰. 苏北盆地建湖隆起区地热资源赋存特征[C]// 中国地球物理·2009. 北京: 中国地球物理学会, 2009: 750.
[11]	徐立, 王良书, 杨谦. 江苏干热岩地热资源潜力估算[J]. 高校地质学报, 2014, 20(3):464-469.
[12]	刘寅, 陈清华, 胡凯, 等. 渤海湾盆地与苏北—南黄海盆地构造特征和成因对比[J]. 大地构造与成矿学, 2014, 38(1):38-51.
[13]	邱海峻, 许志琴, 乔德武. 苏北盆地构造演化研究进展[J]. 地质通报, 2006, 25(9):1117-1120.
[14]	毛凤鸣, 陈安定, 严元锋, 等. 苏北盆地复杂小断块油气成藏特征及地震识别技术[J]. 石油与天然气地质, 2006, 27(6):827-840.
[15]	JIANG G, LI W, SONG R, et al. Heat flow, depth-temperature, and assessment of the enhanced geothermal system (EGS) resource base of continental China[J]. Environmental Earth Sciences, 2016, 75(22):1432. DOI URL
[16]	袁玉松, 马永生, 胡圣标, 等. 中国南方现今地热特征[J]. 地球物理学报, 2006, 49(4):1118-1126.
[17]	吴福元, 葛文春, 孙德有, 等. 中国东部岩石圈减薄研究中的几个问题[J]. 地学前缘, 2003, 10(3):51-60.
[18]	李儒峰, 陈莉琼, 李亚军, 等. 苏北盆地高邮凹陷热史恢复与成藏期判识[J]. 地学前缘, 2010, 17(4):151-159.
[19]	汪屹华. 苏北盆地的大地热流与深部状态[J]. 地球物理学进展, 1993, 8(2):127.
[20]	胡晓春. 苏北盆地高邮凹陷侵入岩形成时期及成因机制探讨[J]. 地层学杂志, 2010, 34(3):293-297.
[21]	叶绍东, 任红民, 李储华, 等. 苏北盆地新生代侵入岩分布特征及地质意义[J]. 地质论评, 2010, 56(2):269-274.
[22]	吴向阳, 牟荣, 石胜群, 等. 苏北盆地火成岩发育与构造演化的关系[J]. 勘探家, 1999(1):44-47.
[23]	杨祝良, 沈渭洲. 苏北盆地隐伏早第三纪玄武岩地球化学及源区特征[J]. 岩石学报, 1998, 14(3):332-342.
[24]	钱勤, 李坤英. 苏北盆地玄武岩地质年龄及地层时代[J]. 华东地质, 1996, 17(增刊1):86-93.
[25]	汪集暘, 邱楠生, 胡圣标, 等. 中国油田地热研究的进展和发展趋势[J]. 地学前缘, 2017, 24(3):1-12.
[26]	杨柳. 盐城地热水资源特点及其开发利用[J]. 地质学刊, 1993, 17(2):104-106.
[27]	喻永祥, 闵望, 孙雪峰, 等. 苏北盆地阜宁—东台断坳地热水水化学特征及同位素分析[J]. 江苏科技信息, 2015(5):70-73.
[28]	范迪富, 徐雪球, 戴康明. 江苏如东县小洋口地热田成因研究[J]. 地质学刊, 2012, 36(2):192-197.
[29]	汪名鹏, 韩光海, 顾萍. 洪泽县老子山地热矿区地热资源赋存特征[J]. 煤田地质与勘探, 2009, 37(2):47-50, 54.
[30]	范迪富, 徐宁玲. 苏北盆地中低温地热资源成矿模式研究[J]. 水文地质工程地质, 2015, 42(4):164-170.
[31]	NB/T 10097—2018地热能术语[S].
[32]	黄耘, 李清河, 孙业君, 等. 江苏及邻区地壳上地幔结构研究[J]. 西北地震学报, 2006, 28(4):369-376.
[33]	徐剑春, 吴成平, 李文勇, 等. 苏北盆地岩石密度界面划分及特征[J]. 中国地质调查, 2017, 4(4):74-79.
[34]	陈艳, 张景发, 姜文亮, 等. 苏北盆地重力场及地壳结构特征[J]. 地球物理学进展, 2017, 32(6):2295-2303.
[35]	李德威, 王焰新. 干热岩地热能研究与开发的若干重大问题[J]. 地球科学: 中国地质大学学报, 2015, 40(11):1858-1869.