1、黑龙江省地质科学研究所 2、黑龙江省生态地质调查研究总院 3、黑龙江省省级领军人才梯队地下水文学学科 4、黑龙江省九〇四环境工程勘察设计院
地热资源是重要的可再生能源，是目前 我国鼓励开发的一种能源，地热能具有清洁、环保、就地取用等优势。开发利用地热资源对于缓解我国能源紧张的形势，实现节能减排的目标起到积极的推动作用。本文对哈尔滨市道外区团结镇天恒山地热地质条件进行分析，为该区地热勘查与开发利用提供理论依据。
1 地质背景
1.1 地形地貌
天恒山行政区划隶属于哈尔滨市道外区，本次分析区域范围为东经126°43′~126°55′，北纬45°47′~45°56′，地势相对平坦，地面高程为112~193m，整体呈东高西低、南高北低的趋势。地貌成因类型可分为流水地貌与湖成地貌，流水地貌主要分布于区域西部，湖成地貌主要分布于区域东部。
1.2区域地质构造
（1）大地构造特征
团结镇天恒山所属Ⅰ级大地构造单元为兴安岭-内蒙地槽褶皱区，亚Ⅰ级大地构造单元为小兴安岭-松嫩地块，Ⅱ级大地构造单元为松嫩中断（坳）陷带，Ⅲ级大地构造单元为东南隆起区，Ⅳ级构造单元为宾县王府凹陷。
东南隆起区基底面貌复杂，起伏较大，有一系列斜坡、凸起和凹陷，埋深为500~3200m，呈北西向垅状隆起间凹陷。区内盖层构造发育，定向性强。
（2）区域性断裂
区域内断裂构造发育，主要控制性断裂为阿什河断裂和松花江南断裂，两断裂交接处位于团结镇天恒山区内。
阿什河断裂向北沿阿什河入呼兰区内，南到阿城区小岭镇东南，全长117km，宽度0.1~0.8km之间，走向NW30°-50°，沿阿什河河谷展布，倾向NE60°-40°，倾角80°-90°。磁异常较为明显，为基底断裂，切穿了白垩系并切割了燕山中期的花岗闪长岩、印支晚期的花岗岩，垂向延伸至康氏面。阿什河河谷两岸地形不对称，东陡西缓，北端东侧有断层三角面，向南进入山区两侧均可见断层崖和断层三角洲。该断裂在第四纪以来仍在活动：西盘下降，东盘抬升，平均垂直运动速率约为0.077mm/a，水平走滑运动速率为10~15mm/a。
松花江南断裂沿松花江一级阶地后缘展布，东至拉林河（杏山镇）附近，西至哈尔滨市巨源镇东北，断裂全长 90km，宽度约为700m。该断裂属于盖层断裂，走向NE40°，倾向SE50°，倾角70°-90°，未穿过白垩纪地层。
（3）莫霍面埋深
莫霍面的埋深对地下温度场的分布有着较为重要的影响。一般来说，莫霍面埋深越浅，地温梯度越大。根据松嫩盆地区域背景资料，松嫩盆地是我国陆内盆地中地壳厚度最薄的盆地之一，莫霍面埋深较浅，最浅处在盆地中部，地温及地温梯度也相对于其他沉积盆地较高。团结镇天恒山莫霍面埋深约为33km。
1.3 地层
（1）前第四系
团结镇天恒山前第四系全区地表均未出露，地表为第四系覆盖。前第四纪地层以中生代地层为主，主要为白垩系。
根据区内及周边深井钻探结果，白垩系主要为白垩系上统嫩江姐、姚家组、青山口组与白垩系下统泉头组。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，嫩江组厚度较薄，仅几米至十几米；姚家组总厚度约为245m；青山口组区内厚度较大，可达700m；泉头组揭露厚度为450m，钻孔尚未揭穿。
（2）第四系
区内第四系较为发育，全区地表广泛分布，厚度约为几十米，主要岩性为灰黑色、灰黄色、灰白色粉质粘土、中细砂、粗砂等。
1.4 侵入岩
团结镇天恒山位于松嫩盆地东部，松嫩盆地所处的大地构造背景和中生代构造演化特点决定了岩浆活动非常活跃，主要以燕山期、晚印支期为主。
2 地热地质条件分析
地热资源的形成通常必须具备地热来源、保温隔热盖层、储热层和热流体通道四大基本条件：
（1）地热来源：地下热水资源的热能来源主要为幔源热。幔源热通过岩层传导和地热流体对流作用不断向地表散失，表现为存在地温梯度，地温梯度是表示地温场特征的重要指标。团结镇天恒山位于松嫩盆地东部，盆地地温场具有地温梯度高的特点，盆地中央部分地温梯度较高，盆地边缘地温梯度低，横向地温梯度变化范围大，变化范围是1.6~5.6℃/100m，团结镇天恒山地温梯度为3.2~4.4℃/100m，整体呈现西北高东南低的趋势。结合松嫩盆地不同深度埋深地温分布资料，团结镇天恒山附近地区1000m埋深处，地温为41℃~47℃；1500m埋深处，地温为60℃~65℃；2000m埋深处，地温为78℃~86℃；2500m埋深处，地温为90℃~100℃。
（2）储热层：热储层集中分布在白垩系上统青山口组与白垩系泉头组中，层与层之间存在泥岩隔层，构成了层状地热系统。
（3）保温隔热盖层：区内第四系、白垩系上统嫩江组、姚家组、青山口组泥岩较为发育，孔隙率低，导热性差，且累计厚度较大，达900m，为良好的保温隔热盖层。
（4）热流体通道：控制该区的深大断裂主要为基底断裂阿什河断裂及其次级断裂，地壳浅部的松花江南断裂及其次级断裂等一般断裂为大气降水的渗入和地下水源的补给提供了通道。热流体通道的发育有利于地热资源的形成。
综上所述，团结镇天恒山具备地热资源形成的条件。根据该区可控源音频大地电磁测深方法获取的1条电阻率反演剖面结果，区内白垩系在埋深1600m以下时，电阻率可达100Ωom以上，推测岩性为砂岩；其余部分电阻率较低，推断岩性为泥岩。因此，建议该区地热资源开发时地热井深度大于2000m。
3 结论
综上所述，团结镇天恒山地热资源热能来源主要为幔源热；热物性较好的白垩系青山口组、泉头组砂岩为地热资源的储存提供良好的空间；较厚的、孔隙率低的、导热性差的隔热保温盖层为地热资源的贮存提供较为理想的"棉被"，确保热储层热量不易散失；发育的热流体通道，为大气降水的下渗和深部热量的上涌提供有利通道。因此，团结镇天恒山地热资源开发极具前景，建议开展该区地热资源勘查与开发工作，结合可控源音频大地电磁测深剖面分析结果，勘查地热井建议深度大于2000m。
参考文献
[1] 黑龙江省地质矿产局. 黑龙江省区域地质志[M]. 北京：地质出版社, 1993.10.
[2]黑龙江省松嫩盆地东缘地热靶区优选报告. 黑龙江省九〇四水文地质地质工程地质勘察院, 未出版.
[3] 地热资源地质勘探规范（GB11615-2010）.
[4] 王琦．沉积盆地型地热田定量评价系统研究[D]．大庆石油学院硕士学位论文，2010.3．
论文作者:李雪松1 李永利2.3.4 商洁2.4
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第1期
论文发表时间:2019/7/18
标签：地热论文; 恒山论文; 地温论文; 盆地论文; 白垩论文; 梯度论文; 黑龙江省论文; 《科技尚品》2019年第1期论文;