青海共和盆地構(gòu)造地質(zhì)背景及有利區(qū)域帶劃分

青海共和盆地構(gòu)造地質(zhì)背景及有利區(qū)域帶劃分

0井位及井位確定2007年，報紙和媒體報道了“青海綠邦盆地第一口高溫氣候、高水量和低礦化度熱井成功注水”。該井勘探孔深1200m,探明700～1200m間具有良好的熱儲部位。井水溫度72℃,日出水量達1136m3,礦化度1.406g/L,pH值為8.43,屬重碳酸氯化物—鈉型水,是省內(nèi)第一口質(zhì)優(yōu)的地?zé)峋?具有廣泛的利用空間和較高的經(jīng)濟價值。回顧該地?zé)峋坏拇_定,進行了可控源音頻大地電磁測深(CSAMT),探明控?zé)岬刭|(zhì)構(gòu)造為該地?zé)峋晒μ峁┝藯l件。本文在可控源音頻大地電磁測深結(jié)果的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域地?zé)岬刭|(zhì)背景分析,探討了共和盆地地?zé)嵝纬蓷l件,揭示了共和盆地具備賦存大型地?zé)崽锏目赡?很有進一步開發(fā)價值。1區(qū)域地質(zhì)背景共和盆地處于昆侖山脈與秦嶺山脈之間,為一個呈NW向展布的菱形山間盆地。大地構(gòu)造單元屬于秦祁昆斷褶系的東昆侖、西秦嶺造山帶接合部位,但在地質(zhì)構(gòu)造、巖漿作用、地貌特征上又有別于秦嶺、昆侖造山帶,以獨特形式表現(xiàn)出來,傳統(tǒng)稱之為“共和缺口”。按地質(zhì)力學(xué)劃分,屬昆侖秦嶺緯向構(gòu)造帶與河西系構(gòu)造復(fù)合部位的沉降帶。按板塊構(gòu)造觀點稱為中央造山帶“秦昆岔口”。共和盆地是第三紀(jì)初形成的斷陷盆地,其四周被斷褶帶隆起山地圍限,北側(cè)是青海南山斷褶隆起帶、南側(cè)是河卡南山斷褶隆起帶、西為鄂拉山構(gòu)造巖漿帶、東為瓦里貢山構(gòu)造巖漿帶。共和盆地周邊均受山前深大斷裂的控制,挽近期構(gòu)造活動強烈,山體隆升,盆地大幅度下降,沉積了較厚的第四系(Q)沖洪積、沖湖積堆積物和第三系(R)湖相堆積物,上部為磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層,下部為褐紅色砂質(zhì)泥巖夾砂礫巖。僅在盆地南部邊緣局部有侏羅系羊曲組(J2y)出露,巖性為灰、灰綠、灰白色砂巖、礫巖,夾煤線的泥巖組成。三疊系(T)廣泛出露在盆地周邊隆起區(qū)和組成盆地基底,下、中、上三統(tǒng)俱全,其中下、中統(tǒng)為海相、上統(tǒng)為陸相。侵入巖主要是印支—燕山期,以花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖和斑狀花崗巖等,侵入于中、下三疊系。由三疊系和印支—燕山期中酸性巖體構(gòu)成褶皺基底。據(jù)石油物探資料分析,共和盆地為兩坳夾一隆的構(gòu)造格局,即兩坳為塘格木坳陷和貴德坳陷中間被過馬營隆起分隔。貴德坳陷據(jù)重力反演基底深度大于4500m,塘格木坳陷又由三凹兩凸等次級構(gòu)造單元組成,黃河凸起沿黃河分布,構(gòu)成切吉凹陷和貴南凹陷分界。茶卡凹陷與切吉凹陷間為祁家凸起。共和縣恰卜恰鎮(zhèn)處在塘格木坳陷切吉凹陷與黃河凸起間的斜坡帶上,切吉凹陷基底埋深2000～6500m,黃河凸起基底埋深小于1500m。據(jù)切吉凹陷石油共參1井錄井資料揭示,井深5020m全為第三系,盆地內(nèi)侏羅、白堊系缺失。盆地內(nèi)發(fā)育有三級湖相階地和多級黃河階地,說明中-更新世以來,隨青藏高原隆升盆地一直處于間歇性抬升狀態(tài)。2盆地及其周邊地區(qū)的熱資源2.1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景在盆地東西兩側(cè)形成兩條近SN向構(gòu)造巖漿隆起帶,也是兩條斷裂帶和溫泉分布帶,夾持在NWW向東昆侖、西秦嶺兩條主邊界斷裂之間。盆地西側(cè)構(gòu)造巖漿帶在鄂拉山沿烏蘭—溫泉一線分布,全長180km,以三疊系鄂拉山群火山巖和印支—燕山期中酸性巖體構(gòu)成山體主體,巖體長軸及火山巖呈近SN向展布。區(qū)內(nèi)由一系列不連續(xù)斷裂組成斷裂構(gòu)造帶,總體走向NW20°。其中以瓦洪山斷裂貫穿南北,斷裂顯示強烈的擠壓現(xiàn)象,呈現(xiàn)出50～100m寬的擠壓破碎帶,斷裂順扭運動、深切地殼、多期活動,且以晚第四紀(jì)新構(gòu)造活動較強。沿斷裂分布溫泉有烏蘭巴硬格里(42.5℃)、興海青根河(30℃)、青根河南東9km(62℃)、興海溫泉(61℃)等。在鄂拉山西緣還有都蘭熱水鄉(xiāng)(85℃)、都蘭夏哈日鄉(xiāng)(70℃)溫泉。盆地東側(cè)瓦里貢山構(gòu)造巖漿帶沿當(dāng)家寺—過馬營—多和茂一線分布,該帶為西秦嶺印支造山帶褶皺基底,侵入巖為印支—燕山期,其中當(dāng)家寺巖體呈SN向分布,并有多禾茂斷裂、當(dāng)家寺群強隱伏斷裂沿過馬營—瓦里貢山隆起帶呈NNW向展布貫穿南北,沿這組斷裂形成的帶狀盆地還有下白堊系基性火山巖。為此,該帶形成了一條由北往南的溫泉分布帶,即貴德曲乃亥溫泉(86℃)、貴德扎倉寺溫泉(水溫75℃～93℃)、貴德新街溫泉(64℃)、同仁蘭采溫泉(67℃)、同仁曲庫呼溫泉(48.5℃)等。上述兩條構(gòu)造巖漿帶斷裂切割較深,晚第四紀(jì)新構(gòu)造活動較強烈,為深部熱流體對流和傳導(dǎo)運移提供了良好的通道,形成橫貫西秦嶺西端SN向地?zé)釒?。在西秦嶺東端天水—武都SN構(gòu)造帶,分隔秦嶺為東、西段,也是青藏高原東緣邊界,同樣存在溫泉成帶按SN分布的格局,另在西藏高溫地?zé)嵯到y(tǒng)仍沿三條近SN向活動帶分布,這也是青藏高原地?zé)嵯到y(tǒng)分布的一大特點。2.2斷裂對流型地下熱水共和盆地溫泉有兩處仍呈近SN向分布,其一是位于恰卜恰鎮(zhèn)東南,恰卜恰河與阿乙亥溝交匯的地帶,面積約25km2有九處泉眼,多呈NW、NNW向線狀散布,水溫從20℃左右到32℃?？瞬糯遛r(nóng)田供水勘探孔揭露出地下熱水,在246m井深揭露出賦存在第三系粉細砂巖熱儲層中42℃的自流熱水,水溫梯度值達7.5℃/100m,礦化度2.25g/L,屬Cl-Na型水。另一處位于貴南縣芒拉河與黃河匯合處的拉干溫泉,熱水從黃河一級階地前緣陡坎下沖積砂礫層與新近系砂泥巖的接觸面上涌出,水溫為38℃。由上可見,斷裂對流型地下熱水,從基巖斷裂、裂隙通道中流出熱水一般溫度偏高;在盆地內(nèi)流松散層孔隙裂隙中流出的熱水,因淺層水混入一般溫度偏低。3csamt剖面位置為查明恰卜恰鎮(zhèn)附近地下熱水賦存條件,在勘查區(qū)布置CSAMT剖面四條。其中Ⅰ、Ⅳ剖面為近SN向,剖面方向垂直區(qū)域構(gòu)造和地層走向,Ⅱ、Ⅲ為近EW向剖面,平行區(qū)域構(gòu)造和地層走向。3.1層序界面及其熱儲由縱橫貫穿勘查區(qū)的4條剖面,結(jié)合鉆孔測井資料分析認(rèn)為,地電結(jié)構(gòu)基本相近,可劃分出5套電性層,測深曲線類型呈KHA型。在恰卜恰鎮(zhèn)北側(cè)1km處有一眼探采結(jié)合的地?zé)峋甉R1,孔深969m,在932.16m見花崗巖,因此,根據(jù)二維連續(xù)反演結(jié)合一維單點反演進行分層定厚,確定電性參數(shù)與地層巖性的對應(yīng)關(guān)系。通過剖面電性層對,比對地層結(jié)構(gòu)作出推斷,從Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ條剖面電阻率斷面電性層共同特征來看,反映地層呈近水平層狀,高低相間展布連續(xù)性較好。電阻率斷面淺部第一、第二電性層,對應(yīng)地電類型K的前支和極大值部分,電阻率分別為10～30Ω·m和30～100Ω·m,為第四系淺部潮濕黃土和中部砂礫卵石夾中粗砂、粉細砂,厚度一般在20～100m。第三電性層為淺部次低阻電性層,為低阻電性層,對應(yīng)地電類型H部分,電阻率5～15Ω·m,厚度為300～850m,為新近系的反映,巖性為磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖互層。上述第四系和新近系厚層泥巖熱導(dǎo)率低,是很好的隔熱保溫蓋層,在互層砂巖中也可形成層狀熱儲。第四電性層為下部次低阻電性層,對應(yīng)地電類型A部分,電阻率30～40Ω·m,厚度為100～400m,為古近系的反映,巖性為褐紅色砂質(zhì)泥巖夾砂礫巖,微膠結(jié)。厚度較大和層位穩(wěn)定是理想的熱儲層。第五電性層為下部高阻電性層,對應(yīng)地電斷面尾部,電阻率100～500Ω.m,為基底中酸性巖體或三疊系粉砂巖及板巖為主夾灰?guī)r地層的反映,并且中酸性巖體較三疊系有偏高的電阻率。3.2基底斷裂fpsew向斷裂北緣斷點的斷裂控制在各剖面中,根據(jù)電性層有錯斷不連續(xù)現(xiàn)象,作為劃分?jǐn)嗔训囊罁?jù),該現(xiàn)象在深部基底電性層反映更為明顯。由于剖面所處位置和受基底斷裂影響,基底埋深有所不同,SN向Ⅰ、Ⅳ剖面對近EW向斷裂反映明顯。近EW向Ⅱ、Ⅲ、剖面對SN向斷裂反映清晰(如圖2)。各剖面分述如下:Ⅰ剖面在154/Ⅰ—166/Ⅰ點間,推斷有近EW向斷裂通過,與相鄰Ⅳ剖面的148/Ⅳ點斷裂對比屬F4斷裂。另在128/Ⅰ點推斷有基底斷裂穿過,與相鄰剖面對比,推斷屬近EW向F2斷裂。Ⅱ剖面192/Ⅱ—198/Ⅱ點間為斷裂破帶的反映,推斷沿恰卜恰河谷南北向地段存在基底斷裂F1、F1-1,斷裂帶有一定寬度,形成基巖破碎帶,屬張扭性斷裂,具導(dǎo)水導(dǎo)熱作用。Ⅲ剖面斷點有四處在122/Ⅲ、128/Ⅲ、148/Ⅲ和238/Ⅲ點推斷有基底斷裂穿過,與相鄰Ⅱ剖面對比,122/Ⅲ屬近EW向F2斷裂,128/Ⅲ、148/Ⅲ點屬近SN向F1斷裂,與Ⅱ剖面192/Ⅱ點、198/Ⅱ點可對比,它是沿恰卜恰SN向溝谷的斷裂向南延伸,238/Ⅲ點推斷屬沿近SN向阿乙亥溝展布的F3斷裂。Ⅳ剖面斷點在122/Ⅳ點,與相鄰剖面對比,相當(dāng)近EW向F2斷裂與近SN向沿阿乙亥溝形成的F3斷裂交匯部位。區(qū)內(nèi)克才地?zé)峋痛蛟趦山M斷裂的交匯附近,明顯受其斷裂控制。另在148/Ⅳ點與160/Ⅰ斷點連線的延伸方向呈NWW—SEE向,分布在四道班—下謝兒蓋一線,位于恰卜恰河谷北緣,屬F4斷裂。3.3拉張斷裂—恰卜恰拉分盆地地?zé)嵊欣h景地段圈定熱儲類型劃分恰卜恰通過CSAMT勘查,由F2、F4斷裂和近SN向F1、F3斷裂圍限的范圍內(nèi),構(gòu)成恰卜恰河斷陷谷地,東西長約8km,南北寬2.3km,長、寬比為3.5,其NWW向F4、F2斷裂平行斜列展布,與區(qū)域構(gòu)造方向一致,且處在沙珠玉河壓扭性斷裂帶向東延伸部位,為其中兩條右行右階斷裂重疊段,在走滑分力作用下,接階部位產(chǎn)生應(yīng)力拉張,形成拉分盆地。在青藏地塊SSW應(yīng)力場作用下,NWW斷裂應(yīng)屬壓扭性斷裂,近SN向F1、F3斷裂屬張扭性斷裂,壓扭性斷裂阻水,張扭性斷裂導(dǎo)水,在兩組斷裂交匯部位,有利熱水對流和熱儲,是斷裂對流型地?zé)嵝纬捎欣课?。作為共和盆地南北兩?cè)區(qū)域性規(guī)模最大的活動斷裂是南側(cè)的庫賽湖—瑪曲活動斷裂帶長約450km,總體走向N70°W,北側(cè)是青海南山—西秦嶺北緣斷裂,這兩條區(qū)域斷裂在近期活動方式以擠壓兼左行走滑為主,均以南盤地塊東移,北盤地塊西移,致使夾在兩區(qū)域斷裂中間兩地塊在共和盆地中部又以NWW向沙珠玉河斷裂帶構(gòu)造控制F2、F4斷裂右行右階區(qū)形成拉分盆地。在F2、F4斷裂和F1、F3斷裂圍限的范圍內(nèi),構(gòu)成的恰卜恰河谷拉分盆地,溫泉和地?zé)岙惓＞姸?超出這個范圍,無溫泉分布,并且地?zé)峋疁匾膊桓?如地?zé)峋甉R1),接近正常地?zé)嵩鰷亍Ｓ纱苏J(rèn)為,在F2、F4斷裂和F1、F3斷裂圍限的范圍和SN向F1、F3斷裂有限延伸部位(圖3),經(jīng)勘查推測為地?zé)嵊欣h景地段,在此地區(qū)存在盆地型層狀熱儲和斷裂帶狀熱儲疊加,并以斷裂帶狀熱儲對地?zé)崞鹨欢ㄗ饔?在其外為盆地傳導(dǎo)型層狀熱儲。4熱儲層與斷裂通道熱流疊加段據(jù)測井溫度曲線分析,從井深200m時溫度30℃至井深300m時劇增到40℃,地溫梯度為10℃/100m,為盆地蓋層段。從井深300m至1150m時,溫度由40℃遞增到74℃,地溫梯度為4.53℃/100m,為盆地層狀熱儲層與斷裂通道熱流疊加段。從井深1100m至1190m時,溫度由74℃遞降到71℃,地溫梯度為-7.5℃/100m,認(rèn)為是穿過盆地?zé)醿踊蜻h離斷裂熱流通道段。從井口出水溫度為72℃,比井底測溫度僅降低2℃,也表明有斷裂對流型熱水存在。5盆地與斷裂型金屬聯(lián)系-沉積型熱儲地質(zhì)條件圖4(1)共和盆地為一新生代斷陷盆,具有盆地傳導(dǎo)型和斷裂對流型良好熱儲地?zé)岬刭|(zhì)背景,與其東、西兩側(cè)的構(gòu)造巖漿帶斷裂型地?zé)岱植?共同構(gòu)成秦-昆接合部SN向地?zé)釒А?2)通過CSAMT勘查共和盆地恰卜恰地區(qū)處在西深東淺的黃河凸起向切吉凹陷過渡的斜坡地帶,基底埋深1200～800m,推測基底巖性為印支—燕山期中酸性巖體和三疊系碎屑巖、碳酸巖。上覆的第四系、新近系為熱儲蓋層,厚度可達600～1000m,其下為古近系泥巖和砂礫巖層,埋深700～1200m,可構(gòu)成盆地型層狀熱儲地質(zhì)條件。(3)根據(jù)CSAMT勘查推斷出該區(qū)的地質(zhì)條件四條基底斷裂,近SN向恰卜恰溝F1斷裂和阿乙亥溝F3斷裂,屬張扭性,具導(dǎo)水、導(dǎo)熱作用;NWW向沙有—克才F2斷裂、四道班—下謝家蓋F4斷裂為壓扭性斷裂,具阻水作用,在兩組斷裂復(fù)合部位,更有利熱水對流運移。