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基于构造分析的辽宁汤岗子地热系统概念模型研究
摘要
本研究针对辽宁省汤岗子地区的地热系统进行了构造分析，建立了相应的概念模型。通过对汤岗子地热系统构造特征和分布规律的深入分析，确定了该地热系统的构造类型及其下伏岩性特征等关键要素。在此基础上，进一步揭示了地热系统的热质、热储及热传导等基本特性。最后，提出了在汤岗子地区地热系统利用方面的一些建议和措施。
关键词：构造分析；地热系统；概念模型；热储
1.引言
地热能是一种取之不竭的清洁能源，具有优质、低成本、可再生等诸多优点，被广泛认为是未来可持续发展的主要能源之一。辽宁省汤岗子地区是中国地热能发展较早的地区之一，其地热系统的研究及开发利用具有极高的应用价值和重要意义。本研究旨在通过对汤岗子地区地质构造特征和地热系统基本特性的深入研究，建立相应的概念模型，为其可持续开发利用提供理论基础和技术支撑。
2.构造分析
2.1汤岗子地区的地质构造特征
汤岗子地区属于华北地台西南缘的东北向走向的地块断裂带，地质构造复杂，分布规律不均。区域性构造显著，为东西向走向的环状构造，构造基底为太古宙基底，上覆为各期地层，总厚度在1.5~3.0km之间。该地区地质构造特征主要表现为断裂、褶皱和塌陷等形式，其中断裂是其最主要的地质构造类型。
2.2汤岗子地热系统的构造类型及下伏岩性特征
根据地热勘查结果和地质勘探资料，汤岗子地区地热系统属于断裂控制型地热系统。断裂是该地区地热系统形成和演化的重要因素，其控制着该地区地下水和热水的分布规律和运移方式。
汤岗子地区地质构造经历了多期运动和变形，由于断裂及其活动的影响，构造岩体发生了弯曲、断裂和滑动等形变。下伏岩性特征主要由断裂分布规律和构造岩性特征所控制，汤岗子地区断裂带内各岩层按照倾向、倾角和岩性等不同特点呈现出规律性的变化。
3.概念模型的建立
3.1汤岗子地热系统热质特征
汤岗子地区地热系统热质类型以中、低温热水为主，主要分布于断裂带开裂区域和其周围的流域地区。该地热系统热水温度范围在30~90℃之间，水化学类型以硫酸型和氯化型为主。此外，该地热系统还存在一些天然矿泉水和温泉资源。
3.2汤岗子地热系统热储特征
经勘探认定，汤岗子地区地热系统储层主要由断裂和蚀变岩组成，储层在局部地区呈现出明显的层状结构。总体上，该地热系统储能强度较弱，热能贮存形式以热水为主，热储容量有限。
3.3汤岗子地热系统热传导特征
汤岗子地区地热系统热传导特征主要受热储岩石热传导系数的影响。通过研究地下热水温度分布等资料，可以得出该地热系统热传导系数较低，约为1.2W/(m·K)，热传导距离不远。
4.结论与建议
通过对汤岗子地区地热系统构造分析和概念模型的建立，可以得出以下结论：
（1）汤岗子地区地热系统属于断裂控制型地热系统，热质类型以中、低温热水为主。
（2）汤岗子地区地热系统储层主要由断裂和蚀变岩组成，总体储能强度较弱，热能贮存形式以热水为主，热储容量有限。
（3）汤岗子地区地热系统热传导特征较差，热传导距离不远。
基于以上分析，建议在汤岗子地区地热系统的开发利用过程中，要注重开发可持续性，根据地下水热力学特征和地质构造原理合理确定地热井措施，同时采取地热能井电厂联合运行，充分发挥地热能的热电联产效益。同时，建议加大对地热系统的基础地质、热机理等研究力度，增强对地热资源的认识和开发水平。