大同-陽高-天鎮-張家口地震帶與地熱出氣減震—流體與地震系列談 .docx

1、 大同-陽高-天鎮-張家口地震帶與地熱出氣減震流體與地震系列談 鄭州地象科技有限公司 寇偉 13903832188 由于這些年研究地熱較多，對于大同市的天鎮地熱田及開發情況有些了解，加之大同處在地震頻發的汾渭地塹地震帶上，所以就先以汾渭地震帶北段為例開展研究。瀏覽了百余篇有關汾渭地塹地質地震地熱方面的資料，大家從不同視角分析問題都已經很到位了，本人則是從地下流體角度出發對此發表一些個人觀點，希望有所啟發和幫助。 汾渭地塹系、汾渭裂谷系、汾渭斷陷帶、汾渭地震帶，都是由展布于陰山及秦嶺兩個東西向構造帶之間、由北東的延慶呈S形延至寶雞的十個地塹型盆地組成。汾渭地震帶屬于華北地震區，是中國東部又一個強

2、烈地震活動帶。之所以說是地塹系，是因為從延慶到懷來后就岔分成三條主干斷裂帶，大同-陽高-天鎮-張家口斷裂帶就是位于北側的一條地塹主干。我按照低高程點連線法在衛星地圖上畫出了延慶至太原段的隱伏斷裂連線圖，標出近30年來地震的震中點位和溫泉地熱田點位。在此僅對大同-陽高-天鎮-張家口斷裂帶的分析結果簡單陳述如下。 大同-陽高-天鎮-張家口斷裂帶，很少人描述它為地震帶。一般常說的大同-陽高地震帶，實際上是指從大同市云州區經陽高縣境內、過陽原和涿鹿到懷來這條斷裂帶。其原因是在大同-陽高-天鎮-張家口斷裂帶上，只有大同市區和張家口發生過地震，而中間的陽高、天鎮因有淺層地熱出露，卻從未有過地震，充分說明了

3、在斷裂帶上的溫泉地熱出氣具有疏解減緩地震的效用。 早在上世紀70年代初，在天鎮縣城西北角的馬圈癢村西打了一口深50米的灌溉井，水溫竟有40. 5oC。2020年3月在該區域實施GR1勘探鉆孔，鉆進至1624米處便探獲高溫高壓地熱流體，測得井口溫度高達160.2 oC、井口壓力1.12兆帕、最大流量231立方米/小時，是迄今為止華北地區2000米以淺深度內發現的溫度最高、自流量最大的地熱資源。 陽高縣羅文皂鎮孤山村東很早就有一片溫度達43 oC的天然地熱水田，水質為重碳型水、礦化度0.4-0.62克、HP值7.5左右，水質良好。2009年在附近打了1眼井深178米、出水溫度高達104的熱水井，開

4、創山西省淺層井的最高水溫，充分顯示陽高縣孤山一帶具有豐富的地熱資源。 天鎮縣馬圈癢村和陽高縣孤山村這兩塊地熱田都具有以下特點：一是地熱埋深很淺，地熱增溫梯度都在10 oC/百米左右；二是都在離主斷裂構造中心很近的地方，孤山村地熱田雖然距離低高程連線偏北1公里多，但還有一個北西向的次級斷裂將其連通；三是兩塊地熱田分布在東西向橢圓形盆地的兩頭，而且兩頭都處在兩條斷裂匯入盆地的入口區域；四是兩塊地熱田距同一斷裂帶上東西兩面出現過地震的震中位置，直線距離都在40公里以上，而兩塊地熱田的直線距離只有18公里。 總結大同-陽高-天鎮-張家口斷裂帶上地震與地熱田的情況，可得出如下結論： 1、有溫泉地熱田出氣

5、減壓降溫就能夠疏解減緩地震。一般有溫泉和地熱出露的區域都是在斷裂帶上、或是在離主斷裂較近的次級斷裂上，其下斷裂構造內破碎程度較高、裂隙發育好且深度較大，埋藏在深部的超臨界流體會轉換成氣態從細小裂縫中不斷向上滲透，通過所經通路遇到的含水層減壓降溫釋放能量，并直通地表出氣散發熱能。由于從下到上形成了出氣釋壓降溫的通路，使深部不斷聚集的高能流體可以由氣孔得到不同程度的釋放，延緩或者疏解了孕育地震的過程。 2、出露溫泉地熱的溫度越高，減壓降溫效果越好，疏解減緩地震的范圍就越大。凡是有溫泉地熱出露的地方，說明在斷裂帶深部的超臨界流體所處深度位置較為靠上，與無地熱異常的區段相比，高溫高壓熱源隆起、更接近地

6、殼淺層。而在斷裂帶內越是靠上的含水裂隙發育越好、沿斷裂方向形成的含水層流動性越好，這樣減壓降溫效果就越明顯，能夠疏減斷裂帶內聚集能量形成地震的區段范圍也就越大。陽高-天鎮盆地東西長約40公里，在這兩處地熱田大量散熱出氣的作用下方能確保無地震發生。 3、在兩個斷裂帶交匯區或斷裂錯動區、構造內破碎嚴重的區段出氣效果更好。我們這幾年做地熱勘探定井項目的經驗證明，往往是在斷裂帶上破碎規模較大的錯動區段、或者是兩個斷裂匯合（或分岔）的區段，就是斷裂構造深度較大、裂隙發育較好的區域。馬圈癢村和孤山村地熱田的位置，基本上都是在離橢圓形的陽高-天鎮盆地兩頭較近的區域，恰恰也是向外分別岔分成兩條斷裂帶的區域，其

7、下斷裂的規模和深度應該都大于其它區段，出氣減壓降溫的通路更加通暢、效果更好。 4、在有溫泉地熱出露的地方鉆深井取熱疏解地震效果會更好。有溫泉出露或地熱異常區內，即使是出露熱水溫度不高，但其下斷裂構造內的增溫梯度會明顯高于其它區域。若是在斷裂構造中心裂隙下達較深、沿斷裂帶含水層連通較好的位置鉆深井，給斷裂帶下深部孕育地震的高能流體開通一個出氣孔，使其釋放出的氣體能夠穿過斷裂構造進入上層各個蓄水空間，通過不斷抽取地熱水換熱降壓來釋放深部的高溫高壓流體能量，就能夠較大地起到疏解減緩地震的效果。在天鎮縣地熱田已經成功鉆了一個獲取地下高能流體的深井，還有幾個深井正在施工建設中；在陽高縣地熱田的深井也正在施工鉆進中。這兩個區域開發地熱的作用不僅僅是高效利用地熱能，更重要的隱性作用是更大范圍地疏解減緩大同-陽高-天鎮-張家口斷裂帶上可能孕育的地震危害。 2022年11月20日