南陽盆地地?zé)崽卣髋c開發(fā)利用前景

1、南陽盆地地?zé)崽卣髋c開發(fā)利用前景王肖鳳 1 ,符勇 1 ,康彩艷 2( 1. 河南理工大學(xué) ,河南 焦作 454003; 2. 陜西理工學(xué)院 ,陜西 漢中 723000 )摘要 :南陽市地?zé)豳Y源豐富 ,目前正處于積極開發(fā)階段 ,受多種因素制約 ,近年來陸續(xù)實(shí)施的地?zé)豳Y源勘查效果都不理想 . 在匯總整理本地有關(guān)地?zé)豳Y料的基礎(chǔ)上 ,通過對區(qū)內(nèi)熱源 、熱儲等條件以及水文地質(zhì)條件進(jìn)行分析 ,指出地?zé)衢_發(fā)利用現(xiàn)狀及存在的主要問題 . 根據(jù)利用現(xiàn)狀及地?zé)岬刭|(zhì)條件 ,提出了開發(fā)利用前景 .關(guān) 鍵 詞 :地?zé)岬刭|(zhì)條件 ;開發(fā) ;利用潛力 ;南陽凹陷中圖分類號 : p314文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : a文章編號 : 1673

2、 - 1670 ( 2010 ) 02 - 0122 - 04南陽市位于河南省西南部豫陜鄂交界處 ,地理位置優(yōu)越 ,交通十分便利 . 大地?zé)崃髦禍y試統(tǒng)計(jì)結(jié) 果和石油勘探孔資料均表明 ,該區(qū)地?zé)岜尘拜^高 , 即大地?zé)崃髦?、地溫梯度較高 ,若施工 1 500 m 地 熱井 ,水溫可達(dá)到 70. 38 71. 42 . 因此 ,南陽市 具有良好的地?zé)峥辈?、開發(fā)前景 .河縣城東為泌陽凹陷 ,沉積中心在桐柏縣境內(nèi) ,最大沉積厚度 8 300 m.1. 2 南陽盆地地?zé)岬刭|(zhì)概況 南陽盆地普查區(qū)橫跨南陽凹陷 、新野凸起 、棗襄凹 陷 、唐 河 凸 起 和 泌 陽 凹 陷 5 個(gè) 三 級 構(gòu) 造 單 元

3、1 .1. 2. 1 地質(zhì)構(gòu)造特征 南陽凹陷位于南襄盆地的北部 、近東西向的新野大斷裂以北 ,呈近東西向展布于鄧州 唐河 桐 柏縣平氏一帶 ,是一個(gè)自白堊紀(jì)以來長期沉陷的中 新生代凹陷 ,面積 8 000 km2 .南陽凹陷被西南部古生界沉積巖 、北部元古宇 變質(zhì)巖系 、華力西中期花崗巖和東部元古宇變質(zhì)巖 系所包圍 ,南為新野凸起 . 基底主要為元古宇變質(zhì) 巖系 - 火山巖系 ,次為古生界沉積巖系 ,凹陷內(nèi)由 上白堊統(tǒng) - 第四系陸相碎屑物組成 . 南陽凹陷沉積 中 心 位 于 新 野 縣 沙 堰 一 帶 , 中 新 生 代 沉 積 厚 度4 800 m. 泌陽凹陷沉積中心位于桐柏縣安棚一代

4、,最大沉積厚度達(dá) 8 300 m.南陽凹陷的沉積總厚度雖然薄 ,但新近系的沉 積厚度達(dá)上千米 (如南 7 井新近系厚度 1 025 m ) , 水質(zhì)很好 ,礦化度小于 1 gl - 1 ,產(chǎn)水量很大 ,單井 產(chǎn)水量一般大于 1 000 m3 d - 1 ,是開發(fā)低溫地?zé)?田的主要區(qū)域. 泌陽凹陷的沉積厚度雖然厚 ,但新 近系的沉積厚度很薄 ,僅 200 m 左右 ,古近系水質(zhì) 很差 ,礦化度一般大于 10 gl - 1 ,產(chǎn)水量很小 ,單1 南陽盆地地質(zhì)條件南陽盆地 為三 面環(huán) 山 、南部 開 口 的 馬 蹄 形 盆地 ,地勢北高南低 ,微向南傾斜 ,東北角方城缺口與 華北 平 原 相 通 ,

5、 構(gòu) 成 我 國 歷 史 上 著 名 的“南 襄 隘 道 ”,屬于丘陵 、平原組合而成的盆地地貌單元 ,僅 在鄧州市西北部分布小范圍丘陵 ,其余均為平原.1. 1 南陽盆地地質(zhì)背景 南陽凹陷的沉積地層主要為古近系 ,自上而下形成一個(gè)紅粗 - 黑細(xì) - 紅粗的完整沉積旋回 ,即玉 皇頂 - 大倉房組 (紅粗 ) 、核桃園組 (黑細(xì) ) 、廖莊組 (紅粗 ) 3個(gè)沉積階段. 核三段末期和核二段中期是 湖盆發(fā)育的全盛時(shí)期 ,在凹陷主體部位沉積了一套 數(shù)百米到上千米的較深湖相以暗色泥巖為主的地 層 ,成為地?zé)崽锏暮芎蒙w層. 核二段晚期湖盆開始 萎縮. 南陽凹陷沉積中心在新野縣沙堰一帶 ,古近 系最厚約

6、 4 800 m ,新近系 (上第三系上寺組 )最厚1 025 m.南陽凹陷是河南省沉積盆地傳導(dǎo)型低溫地?zé)?資源開發(fā)潛力較大的地區(qū) ,面積近 4 962. 2 km2 . 唐收稿日期 : 2010 - 03 - 13作者簡介 :王肖鳳 ( 1983 - ) ,女 ,山西省河曲縣人 ,河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 2008 級碩士研究生 ,主要研究方向 :水文地質(zhì).井產(chǎn)水量一般小于 500 m3 d - 1 ,地?zé)衢_發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)較大.南陽凹陷內(nèi)發(fā)育有北西向和北東向兩組斷裂 , 多為高角度正斷 層 , 其中 北 東向 斷裂 兼 有平 推性 質(zhì) . 規(guī)模較大的斷裂多分布在凹陷或次級構(gòu)造單元 的邊緣 ,具有

7、長期活動的特點(diǎn) ,如北西向的新野大 斷裂 、平氏斷裂和北東向的唐河斷裂 、陳莊斷裂等 , 構(gòu)成凹陷或次級凹陷的邊界 ,控制凹陷的形成 、發(fā) 展和沉積 ,使凹陷內(nèi)鄧州次凹陷 、泌陽次凹陷呈向 東南突出的弧形 、北西淺東南深的箕狀形態(tài). 規(guī)模 較小的斷裂形成斷鼻或斷塊.1. 2. 2 地?zé)釄鎏卣? )大地?zé)崃?反映一個(gè)地區(qū)地溫場基本特征的參數(shù)是大地?zé)崃?,它是一個(gè)綜合參數(shù) ,是地球內(nèi)熱在地表可直 接測得的惟一物理量 . 大地?zé)崃髦傅氖菃挝粫r(shí)間內(nèi) 由地球內(nèi)部通過單位地球表面散失的熱量 (mw (m2 ) - 1 ) . 依據(jù)中國大陸地區(qū)大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié) 果 ,我國大地?zé)崃髦悼煞譃?5 個(gè)構(gòu)造區(qū) ,

8、西南構(gòu)造低 ,為 4347 mw (m2 ) - 1 ,華北 東北構(gòu)造區(qū)為59 63 mw ( m26670 mw(m2 ) - 1 ,中) - 1 ,南華 南 構(gòu) 造 區(qū) 為構(gòu)造區(qū)為6063 mw (m2 ) - 1. 大地?zé)崃餮芯窟€表明 ,大地?zé)崃髦捣植寂c基底構(gòu)造形態(tài)密切相關(guān) ,隆起區(qū)為相對 高熱流區(qū) ,凹陷區(qū)為相對低熱流區(qū).2 )地溫梯度 地溫梯度也是反映地溫場基本特征的一個(gè)參數(shù) 2 - 6 . 據(jù)位于南陽凹陷內(nèi)的唐河縣魏崗西南的石 油勘探孔魏 10井資料 ,孔深 1 600. 0 m ,井底溫度 為 75. 0 , 地 表 溫 度 17. 76 , 地 溫 梯 度 為3. 58 100

9、 m - 1 , 換 算 1 000 m 的 溫 度 為53. 53 . 據(jù)位于魏崗東南的石油勘探孔南 11 井 資料 ,孔深 1 896. 0 m ,井底溫度 87. 0 ,地表溫度17. 76 ,地 溫 梯 度 為 3. 65 100 m - 1 , 換 算1 000 m的溫度為 54. 27 . 據(jù)位于南陽凹陷北部 邊緣南陽市西北角的供 1 井資料 ,孔深 176. 32 m ,井底 溫 度 23 , 地 表 溫 度16. 90 , 地 溫 梯 度3. 45 100 m - 1 , 換 算 1 00051. 49 .m 的 溫 度 為70 85 mw (m2 ) - 1 , 西 北 構(gòu)造

10、 區(qū) 最區(qū)最高 , 達(dá)表 1 南陽凹陷深層地下熱水理化特征數(shù)據(jù)總礦化度 /m gl - 1井號試油井段壓力 /m pa溫度 / 酸堿度 ( ph 值 )魏 1井魏 2井 魏 4井 魏 5井 魏 9井 魏 10井 魏 11井 魏 14井 魏 15井 魏 32井 魏 38井 南 6井 南 10井1344 - 15591701 - 17611638 - 16431222 - 12271729 - 17561626 - 16301544 - 15851362 - 16741982 - 19981698 - 17281501 - 15141218 - 14841483 - 157214. 9517. 3

11、16. 1212. 5417. 0616. 3216. 0513. 9818. 9416. 1615. 314. 3415. 670. 081. 078. 558. 068. 075. 073. 080. 584. 781. 567. 063. 071. 06 84013 29014 400-9 6409 350-10 086-12 670-8. 387. 507. 50-7. 507. 50-8. 50-7. 50-上述資料 (見表 1 )表明 ,南陽盆地地溫梯度較高 ,達(dá) 3. 453. 65 ( 100 m ) - 1 , 1 000 m深度的 溫度達(dá) 51. 49 54. 27 , 1

12、 500 m深 度 的 溫 度 達(dá)70. 3871. 42 .3 )熱儲類型及特征 南陽盆地為秦嶺褶皺系南襄盆地的組成部分 ,是河南省最大的一個(gè)山間盆地 ,屬沉積盆地型 (傳 導(dǎo)型 )地?zé)嵯到y(tǒng) , 熱儲類型屬層狀熱儲. 據(jù)水 文地 質(zhì)勘探及石油勘探資料 ,南陽盆地第四系最大沉積厚度約 300 m ,其下為新近系和古近系細(xì)砂巖 、砂巖 、砂礫巖及粘土巖 ,新近系和古近系細(xì)砂巖 、砂巖 及砂礫巖為熱儲層 ,埋深 5003 000 m.2 南陽盆地氣象水文2. 1 氣象南陽盆地處于亞熱帶向暖溫帶的過渡地帶 ,屬 典型的季風(fēng)大陸半濕潤氣候 ,四季分明 ,陽光充足 , 雨量充沛 . 季風(fēng)的進(jìn)退與四季的替

13、換明顯 ,春季干124平頂山學(xué)院學(xué)報(bào)2010年河南省地?zé)豳Y源的開發(fā)利用提出了初步看法 7 .2 ) 1995年河南省石油勘探局勘察設(shè)計(jì)研究院 提交了河南油田地?zé)豳Y源評價(jià)與開發(fā)利用可行 性研究 ,該成果詳細(xì)論述了南陽凹陷地?zé)嵝纬傻?地質(zhì)條件與構(gòu)造條件 ,研究了沉積體系特征 、含水 層的埋藏分布規(guī)律及對地溫場 、經(jīng)濟(jì)效益和社會效 益進(jìn)行了分析評價(jià) ,并對河南油田地?zé)豳Y源開發(fā)可 行性進(jìn)行了研究.3 ) 2000年河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地 質(zhì)勘察院提交了河南省南陽市 (城區(qū) ) 地?zé)豳Y源 評價(jià)與開發(fā)可行性研究 ,該成果詳細(xì)研究了南陽旱多風(fēng) ,夏季炎熱多雨 ,秋季晴和溫差大 ,冬季寒冷少雨雪. 冬

14、季 110 135 d, 夏季 110 120 d, 春秋5570 d. 年平均氣溫 14. 4 15. 7 ,最熱月平均 氣溫 26. 9 28. 0 , 最冷 月平 均 氣溫 0. 5 2. 4. 年 降 雨 量 703. 6 1 173. 4 mm , 年 日 照 時(shí) 數(shù)1 897. 9 2 120. 9 h,年無霜期 220245 d.2. 2 水文南陽盆地河流眾多 ,屬于長江水系 ,長度在百千 米以上的河流有 10條 ,主要支流有唐河 、白河 、湍河 、 趙河和潦河 ,最大支流為白河. 據(jù)新甸鋪站多年流量 資料 ,白河多年平均流量為 73 m3 s- 1 ,通常流量為2050 m3

15、s- 1. 據(jù)郭灘站資料 ,唐河多年平均流量為50 m3 s- 1 ,通常流量為 1030 m3 s- 1.市 (城區(qū) ) 地?zé)岬刭|(zhì)特征及地?zé)豳Y源的形成條件 、形成機(jī)制 、分布規(guī)律 ,評價(jià)了地?zé)豳Y源量 ,并對南陽市 (城區(qū) )地?zé)豳Y源開發(fā)可行性進(jìn)行了研究.4 )自 1995年河南省第一地質(zhì)勘察院在南陽盆 地施工第一口地?zé)峋?(見圖 1 )以來 ,已打地?zé)峋?6 口 ,進(jìn)尺 4 293 m (見表 2 ) ,對南陽盆地的地?zé)豳Y源 有了初步了解.3 以往地?zé)岬刭|(zhì)研究程度1 ) 1982年提交的河南省地?zé)豳Y源調(diào)查研究 僅根據(jù)河南省溫泉調(diào)查和平原區(qū)有限的石油勘探 孔資料作了簡要分析評價(jià) ,探討了熱儲類

16、型 ,并對圖 1 泌陽凹陷南北向剖面圖表 2 南陽盆地地?zé)峥碧匠晒懋a(chǎn)水量 /m3 d - 1礦化度 / gl - 1井號井位完井日期井深 /m水位降深 /m井口水溫 / s 4井鄧熱 1井 能源 1井中法 1井 市委 1井 體熱 1井南陽油田鄧州市 南陽市南陽市 南陽市 南陽市1995. 122000. 121997. 41998. 81999. 32005. 1260098060265966478818. 3362. 8694. 0020. 0025. 006. 801 4401 4411 2001 8537372 592324046414040. 50. 46-1. 431. 49-1.

17、 19開發(fā)利用地?zé)豳Y源的城市 ,大多由企業(yè)自主投資 ,缺少勘查評價(jià)成果的指導(dǎo) ,帶有一定的盲目性 ,承 擔(dān)著較大的風(fēng)險(xiǎn) ,地?zé)豳Y源勘查評價(jià)工作嚴(yán)重滯后 于市場需求 8 .普查區(qū)內(nèi)現(xiàn)有石油勘探孔較少 ,開發(fā)利用的地?zé)?井較少 ,且都在 100 m 左右 ,水溫 40 左右 ,地?zé)岬刭|(zhì) 研究程度較低. 依據(jù)以前所有南陽盆地的地?zé)豳Y料 ,4 地?zé)衢_發(fā)利用現(xiàn)狀及問題河南省地?zé)豳Y源勘查 、開發(fā)起步較晚 ,南陽盆地地?zé)豳Y源以往的研究 ,僅根據(jù)平原區(qū)的有限的石 油勘探孔資料作了簡要分析評價(jià) ,從此再未作地?zé)?資源調(diào)查 、普查等勘查評價(jià)工作 . 現(xiàn)在南陽盆地里 有一些縣 、鄉(xiāng) (鎮(zhèn) )也開發(fā)利用了地?zé)崴Y源.

18、 所有難以對普查區(qū)地?zé)豳Y源作出全面正確的評價(jià).源普查報(bào)告 r . 南陽 :河南省第一地質(zhì)勘察院 , 2000. 2 河南省第 一 地 質(zhì) 勘 察 院 . 南 陽 市 委 地 熱 井 施 工 報(bào) 告 r . 南陽 :河南省第一地質(zhì)勘察院 , 1999. 3 河南省第一地質(zhì)勘察院 . 鄧州市自來水公司地?zé)?井完 井報(bào)告 r . 南陽 :河南省第一地質(zhì)勘察院 , 2000. 4 河南省第一地質(zhì)勘察院 . 南陽市體育局新建體育 場地 熱井完 井 報(bào) 告 r . 南 陽 : 河 南 省 第 一 地 質(zhì) 勘 察 院 ,2005. 5 河南省第一地質(zhì)勘察院 . 南陽市地?zé)岬V水資源在 建筑 應(yīng)用示范項(xiàng)目分析報(bào)

19、告 r . 南陽 : 河南省第一地質(zhì)勘 察院 , 2006. 6 河南省第一地質(zhì)勘察院 . 鄧州市地?zé)豳Y源開發(fā)利 用可 行性研 究 報(bào) 告 r . 南 陽 : 河 南 省 第 一 地 質(zhì) 勘 察 院 ,1999. 7 河南石油勘探局勘察設(shè)計(jì)研究院 . 河南油田地?zé)?資源 評價(jià)與開發(fā)利用可行性研究 r . 南陽 : 河南石油勘探 局勘察設(shè)計(jì)研究院 , 1995. 8 符 勇 . 魏崗地區(qū)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用前景 j . 河南 石油 , 1998, 12 (a05) : 8 - 11. 9 符 勇 . 魏崗地區(qū)淺層地層劃分及供水意義 j . 河南 石油 , 1997, 11 ( 4) : 8 - 1

20、0. 10 符 勇 ,張友安 ,王萬新 . 泌陽凹陷地溫場控制因素與 地溫異常 形 成 機(jī) 制 j . 河 南 理 工 大 學(xué) 學(xué) 報(bào) , 2008, 27( 2) : 177 - 181. 11 李清林 . 鄭州市地?zé)豳Y源及成 因探討 j . 河南地質(zhì) ,1999, 17 ( 1) : 30 - 37.5 地?zé)衢_發(fā)利用前景南陽盆地普查區(qū)位于秦嶺褶皺系南陽 襄樊凹陷的北部 ,橫跨南陽凹陷 、新野凸起和棗陽 襄 樊凹陷 3 個(gè)三級 構(gòu) 造單 元 , 新生 界沉 積 層巨 厚達(dá)3 0008 300 m以上 ,其中既含有大量的粗屑物質(zhì) 組成的高孔隙度和高滲透性的儲集層 ,又有大量由 細(xì)粒物質(zhì)組成的蓋

21、層 ,后者對儲集層起著積熱和保 溫作用 9 - 10 . 大型盆地還具有有利于熱水聚 存的 水動力環(huán)境 ,普查區(qū)位于大型盆地的內(nèi)帶 ,為徑流 緩滯帶 ,進(jìn)入盆地的 地下 水 流穿 越外 環(huán) 強(qiáng)徑 流帶 后 ,進(jìn)入內(nèi)帶轉(zhuǎn)為長距離的水平運(yùn)移 ,地下水可以 充分吸取巖層的熱量 ,使水與巖石同溫 . 因此 ,普查 區(qū)是熱水聚存的理想環(huán)境 11 .普查區(qū)蘊(yùn)藏著豐富的地?zé)豳Y源 ,屬天然飲用熱礦 水. 南陽旅游資源豐富 ,開展地?zé)豳Y源普查工作 ,對地 熱資源進(jìn)行系統(tǒng)的評價(jià) ,不僅可以為地?zé)豳Y源合理開 發(fā)利用 、環(huán)境影響評價(jià)和地?zé)豳Y源管理提供依據(jù) ,而 且有利于合理調(diào)整南陽旅游框架 ,有利于促進(jìn)旅游事 業(yè)和溫

22、泉度假的同步發(fā)展 ,同時(shí)也有利于推動當(dāng)?shù)厣?會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展. 因此 ,開展南陽盆地地?zé)豳Y源普查工 作 ,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益.參考文獻(xiàn) : 1 河南省第一地質(zhì)勘察院 . 河南省南陽市 (城區(qū) ) 地?zé)豳Ygeo log ica l fea ture s an d d eve lopm en t po ten t ia l ofgeo therm a l re source in nan yan g ba s inwan g x iao - feng1 , fu yong1 , kan g ca i - yan2( 1. h enan po lytechn ic u n ive rsity,

23、 j iaozuo, h enan 454003 , ch ina;2. shanxi u n ive rsity of techno logy, h anzhong, shanxi 723000 , ch ina)a b stra c t: geo the rm a l re sou rce s a re ve ry w ide sp read in n anyang. a t p re sen t, the ir exp lo ra tion is in a stage of ac tive deve lopm en t. confined by seve ra l fac to rs, t