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[摘要]聊考断裂带西部地热田东起聊考断裂，以西、以北、以南至省界，总面积1072km2。聊考断裂带西部地热资源丰富，地热水中含有多种对人体有益的微量元素，科学论证地热资源的分层开采、尾水回灌，合理开发利用地热资源，对该地热田的可持续开发利用具有深远意义。
[关键词]聊考断裂 地热 前景
[中图分类号] P314 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-22-2
1地热田地质概况
1.1地层
该地热田地处黄河下游冲积平原，聊考断裂西侧新华夏系第三沉降带的临清拗陷东明凹陷内东部向斜带，区内地表全被第四系松散层所覆盖。受断裂构造的控制第四系下伏有新近系、古近系、侏罗系、二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系和新太古代泰山岩群。新近系由明化镇组和馆陶组组成，明化镇组（Nhm）岩性主要由土黄色、棕红色泥岩、砂质泥岩与灰白色砂岩组成。馆陶组是一套灰白色砾状砂岩、细砂岩，灰绿色细砂岩和棕红色泥岩的间互沉积。岩性稳定，变化不大，分布普遍，是良好的区域对比标志层，其下与古近纪济阳群东营组呈角度不整合接触。
1.2构造
该地热田处于华北板块（Ⅰ级），华北坳陷（Ⅱ级）、临清坳陷区（Ⅲ级）、临清坳陷（潜）（Ⅳ级）、东明凹陷（潜）（Ⅴ级）内。该构造格局发生于印支期、燕山期及喜马拉雅期，新近纪—第四纪时相对稳定，由于历经多次构造运动，隐伏断裂纵横交错，影响该地热田的主要断裂有聊考断裂（F4）、菏泽断裂和东明断裂（F2）。 聊考断裂断距一般在900—1500m，属新构造运动较强的断裂，由于该断裂切割深度、断距大，地下深部热能可通过断裂不断向上运移，并在热储层聚集形成地热田。东明断裂是聊考大断裂的次级构造，燕山期与喜马拉雅期均有明显活动，此构造是良好的地热通道。
2地热田地质条件
2.1热源
热源主要来自地壳深层正常的热流传导，且断裂构造发育，对地壳深部的热源起到了重要的沟通和传导作用，地壳深部的热能可通过断裂、岩浆岩侵入两侧破碎带的热传导和地下水的深循环对流作用等，将热能输送至热储层，遇到上覆巨厚的碎屑岩和松散岩盖层的阻热保温，使热能储存下来。其次是岩浆热液活动及放射元素蜕变；另外在中新生代沉积了巨厚的松散、半固结状沉积物，在不断的压实、成岩过程中，会产生一定的物理-化学热，也为本调查区提供了部分热源。另外据物探资料推断，莫霍面埋深在28-34km，是莫霍面的相对隆起区，地壳深部的热能通过断裂导能、热的传导和地下水的深循环对流作用，将热能输送至热储层，遇到上覆巨厚的碎屑岩和松散岩盖层的阻热保温，使热能储存下来。
2.2水源
地热田地热水的主要补给来源为大气降水的垂直入渗及地下水的深部循环补给，大气降水来自西部太行山基岩裸露山区入渗至深部，由西向东缓慢径流，历经较长时间，这种地下水的水平移动是本调查区地热水的主要来源；其次是上部孔隙地下水沿断裂带下渗补给地热水并进行深部循环，另外还有沉积时保留下来的封存水和沉积水。
2.3热储
地热田地热井出水口温度一般为56-75℃，为低温地热资源，属温热水和热水型，地下熱水赋存于新近系和古近系岩石的孔隙-裂隙中，属层状孔隙或孔隙—裂隙型热储层。热储层主要为新近纪黄骅群上部的明化镇组和下部的馆陶组以及古近纪济阳群东营组。依据地层沉积厚度及岩性、岩相特征、热流体的储集空间类型、地热流体温度、埋深、水化学特征及区域研究程度，将新近系及古近系热储层自上而下分为三个热储层：明化镇组热储层；馆陶组热储层；东营组热储层。
2.4盖层
明化镇组热储的盖层主要为第四系松散沉积物中的粘性土层；馆陶组热储的盖层主要为第四系松散沉积物中的粘性土层及新近系明化镇组成岩程度较差、厚度较大的泥岩层；东营组热储的盖层主要为第四系及新近系中的粘性土层及新近系明化镇组成岩程度较差、厚度较大的泥岩层。第四系厚400m左右，岩性主要为粘土、粉质粘土和细砂互层；新近系明化镇组，平均厚度约818.87m，岩性主要为泥岩和细砂岩为主。上述地层密度小，导热性能差，热阻大，是天然良好的热储层的盖层。
2.5控热和导水构造
地热田东部靠近聊考断裂、菏泽断裂，调查区内有东明断裂、高平断裂，这四条断裂控制了区域内凸起与凹陷的边界，它们切割深度大，活动时间长，破坏了地壳的连续性，形成了该地热田主要的控热构造。根据物探资料解释成果，与聊考断裂走向基本一致的次级断裂构造发育，切割深度较大，沟通了不同含水层之间的联系，使其沿断裂可进行垂向对流，为该地热田的导水构造。
3地热资源计算
采用热储法对热储中储存的热量进行计算。热储中储存的热量包括岩石中储存的热量和热水中储存的热量两部分。
计算公式： Qwh=QR·K
式中：Qwh—热储层可利用地热资源量（J）；
QR—热储层地热资源量（J）；
K—采收率（明化镇组、馆陶组热储取0.25，东营组热储取0.20）。
经计算该地热田可利用地热资源量为4.345×1019 J，其中明化镇组热储地热资源总量为1.491×1019J，馆陶组热储地热资源总量为2.118×1019J，东营组热储地热资源总量为7.362×1018J。
4地热资源开发利用
4.1地热资源开发利用现状
地热田已有地热井55眼，这些地热井仅国土局院内地热井（C41）开采东营组热储地热水，成井深1800m，其它均开采馆陶组热储地热水，成井深度在1350-1600m之间；已有地热井中已开发利用的有40眼，未开发利用的15眼，已开发利用的40眼地热井中有5眼是既供暖也洗浴，19眼专门供暖，16眼专门洗浴。据统计现总的供暖面积约115万m2，全年开采地热资源量约620万m3（馆陶组开采量为596.96万m3，东营组开采量为23.04万m3），均采用直接供暖和洗浴，地热尾水温度35-40℃，城区尾水直接排入城市污水管网，最终进入污水处理厂进行处理。 4.2地热资源开发利用条件
该地热田位于东明凹陷内，属鲁西南台陷区，晚新生代地层直接覆盖在晚古生代或中生代地层之上。可利用地热资源埋深在600-3000m之间，目前可利用的热储层主要有三个：一是明化镇组热储层，二是馆陶组热储层，三是东营组热储层。调查区3000m以浅经济型地热资源较丰富，热储类型较多，水质较复杂，具有较好的开发利用条件。
4.3开采利用模式
目前国内外地热资源开采技术已基本成熟，在省内的临沂汤头、威海、招远、即墨、德州及济南等地均有地热资源开发，开采利用的模式主要有二种，一是排泄开采模式，二是回灌开采模式，在地热资源的开发初期以主要以排泄开采模式为主。
（1）排泄开采模式
排泄开采模式就是抽取地热水经综合利用后的废水直接向外界排放，以消耗地热水资源为代价。这种开采模式既有优点也有缺点，优点是地热废水排放系统简单，一次性经济投入少；其缺点一是不断消耗地下热水资源，并产生地热水水位降落漏斗；二是地热废水一般矿化度较高，水温较高，其不经处理直接排放，可造成水环境污染和热污染。因此，对排泄开采模式的地热尾水需经污水处理达标后，方可排放，对热污染应在地热水经梯级利用后，方可排放。
（2）回灌开采模式
回灌开采模式是将利用后的地热水通过回灌井回灌到地下原含水层，避免了排泄造成的环境污染，使地热资源可持续开发利用。其优点在于地热开采过程中只利用热量，不消耗水量，地下水做循环利用，减少了外界地下冷水的径流补给，有利于地温的保持，有利于长期开发，也避免了资源管理纠纷；回灌水的水质与热储层内的地热水水质相似，回灌对地热水的水质改变较小，因而减小了热储内地热水的水环境变化。缺点是一次性投入较大，需要打回灌井。
综上所述，二种开发利用模式均有优缺点，经综合分析并结合当地的实际开发利用条件，认为在地热资开发的初期，可采用排泄开采模式为主，地热田内大规模开采利用后可采用回灌开采模式。
5结语
要保持地热资源长期稳定开采，必须十分重视地热资源保护工作，严禁盲目无序地开采，造成资源的浪费。根据地热地质条件及开发利用现状调查分析，该地热田的开发可能产生的环境影响主要表现在水位降落漏斗与地面沉降、热污染和化学污染等三方面。 建议一是对地热资源的开发利用应遵循开源、节流和保护并重的方针，结合供暖期进行群孔抽水试验，进行地热尾水同层回灌的研究，逐步实施地热尾水的全量回灌，应合理、可持续开发利用地热资源。二是规范地热开发，编制《地热资源开发利用方案》，按照规定的井距、井深和允许开采量进行开采，严禁超采。建立地热资源保护区，保护区内严禁新打地热井，加强地热水的动态监测。三是加强地热资源管理，成立地热资源管理机构，编制地热资源开发利用总体规划，為长期、合理及有序开发地热资源提供依据。
参考文献
[1]程秀明.形成条件探索与找矿方法[J]山东国土资源，2013，29（9），32-34.
[2]王福花，侯欣英，孙鹏，柳耀君.东菏泽地区地热田地质特征[J]山东国土资源，2008，24（4），44-47.
[关键词]聊考断裂 地热 前景
[中图分类号] P314 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-22-2
1地热田地质概况
1.1地层
该地热田地处黄河下游冲积平原，聊考断裂西侧新华夏系第三沉降带的临清拗陷东明凹陷内东部向斜带，区内地表全被第四系松散层所覆盖。受断裂构造的控制第四系下伏有新近系、古近系、侏罗系、二叠系、石炭系、奥陶系、寒武系和新太古代泰山岩群。新近系由明化镇组和馆陶组组成，明化镇组（Nhm）岩性主要由土黄色、棕红色泥岩、砂质泥岩与灰白色砂岩组成。馆陶组是一套灰白色砾状砂岩、细砂岩，灰绿色细砂岩和棕红色泥岩的间互沉积。岩性稳定，变化不大，分布普遍，是良好的区域对比标志层，其下与古近纪济阳群东营组呈角度不整合接触。
1.2构造
该地热田处于华北板块（Ⅰ级），华北坳陷（Ⅱ级）、临清坳陷区（Ⅲ级）、临清坳陷（潜）（Ⅳ级）、东明凹陷（潜）（Ⅴ级）内。该构造格局发生于印支期、燕山期及喜马拉雅期，新近纪—第四纪时相对稳定，由于历经多次构造运动，隐伏断裂纵横交错，影响该地热田的主要断裂有聊考断裂（F4）、菏泽断裂和东明断裂（F2）。 聊考断裂断距一般在900—1500m，属新构造运动较强的断裂，由于该断裂切割深度、断距大，地下深部热能可通过断裂不断向上运移，并在热储层聚集形成地热田。东明断裂是聊考大断裂的次级构造，燕山期与喜马拉雅期均有明显活动，此构造是良好的地热通道。
2地热田地质条件
2.1热源
热源主要来自地壳深层正常的热流传导，且断裂构造发育，对地壳深部的热源起到了重要的沟通和传导作用，地壳深部的热能可通过断裂、岩浆岩侵入两侧破碎带的热传导和地下水的深循环对流作用等，将热能输送至热储层，遇到上覆巨厚的碎屑岩和松散岩盖层的阻热保温，使热能储存下来。其次是岩浆热液活动及放射元素蜕变；另外在中新生代沉积了巨厚的松散、半固结状沉积物，在不断的压实、成岩过程中，会产生一定的物理-化学热，也为本调查区提供了部分热源。另外据物探资料推断，莫霍面埋深在28-34km，是莫霍面的相对隆起区，地壳深部的热能通过断裂导能、热的传导和地下水的深循环对流作用，将热能输送至热储层，遇到上覆巨厚的碎屑岩和松散岩盖层的阻热保温，使热能储存下来。
2.2水源
地热田地热水的主要补给来源为大气降水的垂直入渗及地下水的深部循环补给，大气降水来自西部太行山基岩裸露山区入渗至深部，由西向东缓慢径流，历经较长时间，这种地下水的水平移动是本调查区地热水的主要来源；其次是上部孔隙地下水沿断裂带下渗补给地热水并进行深部循环，另外还有沉积时保留下来的封存水和沉积水。
2.3热储
地热田地热井出水口温度一般为56-75℃，为低温地热资源，属温热水和热水型，地下熱水赋存于新近系和古近系岩石的孔隙-裂隙中，属层状孔隙或孔隙—裂隙型热储层。热储层主要为新近纪黄骅群上部的明化镇组和下部的馆陶组以及古近纪济阳群东营组。依据地层沉积厚度及岩性、岩相特征、热流体的储集空间类型、地热流体温度、埋深、水化学特征及区域研究程度，将新近系及古近系热储层自上而下分为三个热储层：明化镇组热储层；馆陶组热储层；东营组热储层。
2.4盖层
明化镇组热储的盖层主要为第四系松散沉积物中的粘性土层；馆陶组热储的盖层主要为第四系松散沉积物中的粘性土层及新近系明化镇组成岩程度较差、厚度较大的泥岩层；东营组热储的盖层主要为第四系及新近系中的粘性土层及新近系明化镇组成岩程度较差、厚度较大的泥岩层。第四系厚400m左右，岩性主要为粘土、粉质粘土和细砂互层；新近系明化镇组，平均厚度约818.87m，岩性主要为泥岩和细砂岩为主。上述地层密度小，导热性能差，热阻大，是天然良好的热储层的盖层。
2.5控热和导水构造
地热田东部靠近聊考断裂、菏泽断裂，调查区内有东明断裂、高平断裂，这四条断裂控制了区域内凸起与凹陷的边界，它们切割深度大，活动时间长，破坏了地壳的连续性，形成了该地热田主要的控热构造。根据物探资料解释成果，与聊考断裂走向基本一致的次级断裂构造发育，切割深度较大，沟通了不同含水层之间的联系，使其沿断裂可进行垂向对流，为该地热田的导水构造。
3地热资源计算
采用热储法对热储中储存的热量进行计算。热储中储存的热量包括岩石中储存的热量和热水中储存的热量两部分。
计算公式： Qwh=QR·K
式中：Qwh—热储层可利用地热资源量（J）；
QR—热储层地热资源量（J）；
K—采收率（明化镇组、馆陶组热储取0.25，东营组热储取0.20）。
经计算该地热田可利用地热资源量为4.345×1019 J，其中明化镇组热储地热资源总量为1.491×1019J，馆陶组热储地热资源总量为2.118×1019J，东营组热储地热资源总量为7.362×1018J。
4地热资源开发利用
4.1地热资源开发利用现状
地热田已有地热井55眼，这些地热井仅国土局院内地热井（C41）开采东营组热储地热水，成井深1800m，其它均开采馆陶组热储地热水，成井深度在1350-1600m之间；已有地热井中已开发利用的有40眼，未开发利用的15眼，已开发利用的40眼地热井中有5眼是既供暖也洗浴，19眼专门供暖，16眼专门洗浴。据统计现总的供暖面积约115万m2，全年开采地热资源量约620万m3（馆陶组开采量为596.96万m3，东营组开采量为23.04万m3），均采用直接供暖和洗浴，地热尾水温度35-40℃，城区尾水直接排入城市污水管网，最终进入污水处理厂进行处理。 4.2地热资源开发利用条件
该地热田位于东明凹陷内，属鲁西南台陷区，晚新生代地层直接覆盖在晚古生代或中生代地层之上。可利用地热资源埋深在600-3000m之间，目前可利用的热储层主要有三个：一是明化镇组热储层，二是馆陶组热储层，三是东营组热储层。调查区3000m以浅经济型地热资源较丰富，热储类型较多，水质较复杂，具有较好的开发利用条件。
4.3开采利用模式
目前国内外地热资源开采技术已基本成熟，在省内的临沂汤头、威海、招远、即墨、德州及济南等地均有地热资源开发，开采利用的模式主要有二种，一是排泄开采模式，二是回灌开采模式，在地热资源的开发初期以主要以排泄开采模式为主。
（1）排泄开采模式
排泄开采模式就是抽取地热水经综合利用后的废水直接向外界排放，以消耗地热水资源为代价。这种开采模式既有优点也有缺点，优点是地热废水排放系统简单，一次性经济投入少；其缺点一是不断消耗地下热水资源，并产生地热水水位降落漏斗；二是地热废水一般矿化度较高，水温较高，其不经处理直接排放，可造成水环境污染和热污染。因此，对排泄开采模式的地热尾水需经污水处理达标后，方可排放，对热污染应在地热水经梯级利用后，方可排放。
（2）回灌开采模式
回灌开采模式是将利用后的地热水通过回灌井回灌到地下原含水层，避免了排泄造成的环境污染，使地热资源可持续开发利用。其优点在于地热开采过程中只利用热量，不消耗水量，地下水做循环利用，减少了外界地下冷水的径流补给，有利于地温的保持，有利于长期开发，也避免了资源管理纠纷；回灌水的水质与热储层内的地热水水质相似，回灌对地热水的水质改变较小，因而减小了热储内地热水的水环境变化。缺点是一次性投入较大，需要打回灌井。
综上所述，二种开发利用模式均有优缺点，经综合分析并结合当地的实际开发利用条件，认为在地热资开发的初期，可采用排泄开采模式为主，地热田内大规模开采利用后可采用回灌开采模式。
5结语
要保持地热资源长期稳定开采，必须十分重视地热资源保护工作，严禁盲目无序地开采，造成资源的浪费。根据地热地质条件及开发利用现状调查分析，该地热田的开发可能产生的环境影响主要表现在水位降落漏斗与地面沉降、热污染和化学污染等三方面。 建议一是对地热资源的开发利用应遵循开源、节流和保护并重的方针，结合供暖期进行群孔抽水试验，进行地热尾水同层回灌的研究，逐步实施地热尾水的全量回灌，应合理、可持续开发利用地热资源。二是规范地热开发，编制《地热资源开发利用方案》，按照规定的井距、井深和允许开采量进行开采，严禁超采。建立地热资源保护区，保护区内严禁新打地热井，加强地热水的动态监测。三是加强地热资源管理，成立地热资源管理机构，编制地热资源开发利用总体规划，為长期、合理及有序开发地热资源提供依据。
参考文献
[1]程秀明.形成条件探索与找矿方法[J]山东国土资源，2013，29（9），32-34.
[2]王福花，侯欣英，孙鹏，柳耀君.东菏泽地区地热田地质特征[J]山东国土资源，2008，24（4），44-47.