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(bào)紙和媒體報(bào)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(chǔ)部位。井水溫度72℃,日出水量達(dá)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(jì)價(jià)值?；仡櫾摰?zé)峋坏拇_定,進(jìn)行了可控源音頻大地電磁測(cè)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(cè)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(jìn)一步開(kāi)發(fā)價(jià)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(gè)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(dú)特形式表現(xiàn)出來(lái),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(diǎn)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(dòng)強(qiáng)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(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)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(guò)馬營(yíng)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(jí)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(jí)湖相階地和多級(jí)黃河階地,說(shuō)明中-更新世以來(lái),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(zhǎng)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(zhǎng)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)、深切地殼、多期活動(dòng),且以晚第四紀(jì)新構(gòu)造活動(dòng)較強(qiáng)。沿?cái)嗔逊植紲厝袨跆m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(guò)馬營(yíng)—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(qiáng)隱伏斷裂沿過(guò)馬營(yíng)—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(cāng)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(kù)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(dòng)較強(qiáng)烈,為深部熱流體對(duì)流和傳導(dǎo)運(yùn)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(dòng)帶分布,這也是青藏高原地?zé)嵯到y(tǒng)分布的一大特點(diǎn)。2.2斷裂對(duì)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(xì)砂巖熱儲(chǔ)層中42℃的自流熱水,水溫梯度值達(dá)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(jí)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(jiàn),斷裂對(duì)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(chǔ)由縱橫貫穿勘查區(qū)的4條剖面,結(jié)合鉆孔測(cè)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(cè)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(jiàn)花崗巖,因此,根據(jù)二維連續(xù)反演結(jié)合一維單點(diǎn)反演進(jìn)行分層定厚,確定電性參數(shù)與地層巖性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)剖面電性層對(duì),比對(duì)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(lái)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(duì)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(xì)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(duì)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(chǔ)。第四電性層為下部次低阻電性層,對(duì)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(chǔ)層。第五電性層為下部高阻電性層,對(duì)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(diǎn)的斷裂控制在各剖面中,根據(jù)電性層有錯(cuò)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(duì)近EW向斷裂反映明顯。近EW向Ⅱ、Ⅲ、剖面對(duì)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(diǎn)間,推斷有近EW向斷裂通過(guò),與相鄰Ⅳ剖面的148/Ⅳ點(diǎn)斷裂對(duì)比屬F4斷裂。另在128/Ⅰ點(diǎn)推斷有基底斷裂穿過(guò),與相鄰剖面對(duì)比,推斷屬近EW向F2斷裂。Ⅱ剖面192/Ⅱ—198/Ⅱ點(diǎn)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?gòu)埮ば詳嗔?具導(dǎo)水導(dǎo)熱作用。Ⅲ剖面斷點(diǎn)有四處在122/Ⅲ、128/Ⅲ、148/Ⅲ和238/Ⅲ點(diǎn)推斷有基底斷裂穿過(guò),與相鄰Ⅱ剖面對(duì)比,122/Ⅲ屬近EW向F2斷裂,128/Ⅲ、148/Ⅲ點(diǎn)屬近SN向F1斷裂,與Ⅱ剖面192/Ⅱ點(diǎn)、198/Ⅱ點(diǎn)可對(duì)比,它是沿恰卜恰SN向溝谷的斷裂向南延伸,238/Ⅲ點(diǎn)推斷屬沿近SN向阿乙亥溝展布的F3斷裂。Ⅳ剖面斷點(diǎn)在122/Ⅳ點(diǎn),與相鄰剖面對(duì)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(diǎn)與160/Ⅰ斷點(diǎn)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(yuǎn)景地段圈定熱儲(chǔ)類型劃分恰卜恰通過(guò)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(zhǎng)約8km,南北寬2.3km,長(zhǎng)、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(chǎng)作用下,NWW斷裂應(yīng)屬壓扭性斷裂,近SN向F1、F3斷裂屬?gòu)埮ば詳嗔?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(duì)流和熱儲(chǔ),是斷裂對(duì)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(dòng)斷裂是南側(cè)的庫(kù)賽湖—瑪曲活動(dòng)斷裂帶長(zhǎng)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(dòng)方式以擠壓兼左行走滑為主,均以南盤(pán)地塊東移,北盤(pán)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(gè)范圍,無(wú)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?。由此認(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(cè)為地?zé)嵊欣h(yuǎn)景地段,在此地區(qū)存在盆地型層狀熱儲(chǔ)和斷裂帶狀熱儲(chǔ)疊加,并以斷裂帶狀熱儲(chǔ)對(duì)地?zé)崞鹨欢ㄗ饔?在其外為盆地傳導(dǎo)型層狀熱儲(chǔ)。4熱儲(chǔ)層與斷裂通道熱流疊加段據(jù)測(cè)井溫度曲線分析,從井深200m時(shí)溫度30℃至井深300m時(shí)劇增到40℃,地溫梯度為10℃/100m,為盆地蓋層段。從井深300m至1150m時(shí),溫度由40℃遞增到74℃,地溫梯度為4.53℃/100m,為盆地層狀熱儲(chǔ)層與斷裂通道熱流疊加段。從井深1100m至1190m時(shí),溫度由74℃遞降到71℃,地溫梯度為-7.5℃/100m,認(rèn)為是穿過(guò)盆地?zé)醿?chǔ)層或遠(yuǎn)離斷裂熱流通道段。從井口出水溫度為72℃,比井底測(cè)溫度僅降低2℃,也表明有斷裂對(duì)流型熱水存在。5盆地與斷裂型金屬聯(lián)系-沉積型熱儲(chǔ)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(duì)流型良好熱儲(chǔ)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(guò)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(guò)渡的斜坡地帶,基底埋深1200～800m,推測(cè)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(chǔ)蓋層,厚度可達(dá)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(chǔ)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?gòu)埮ば?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(duì)流運(yùn)移。