银川市深部地热资源情况
（一）地热地质概况
银川市区地热范围主要位于银川凹陷东南斜坡地带，处于银川断裂与西湖断裂复合部位和上盘区域，银川断裂深度10～29 km，穿越居里等温面（27 km），接近莫霍面深度（36 km），构成地热田深部热流向上传导或对流的通道。银川凹陷新生界厚度达7000 m，3000 m深度内第四系885～1010 m，第三系厚1990～2115 m，第三系可划分为上新统（N2）、中新统（N13）和中新统中下段（N11+2）三个热储层，与之相对应，大致在1100 m、1900 m、2500 m、2800 m有四个盖层，盖层之间有三个热储层，40℃等温面埋深在1100～1250 m，60℃等温面埋深在2830～3000 m。大致以西湖—五里台村一带为界，西部为低温地热水开采区（Ⅰ），热储层中赋存40℃～60℃地热水，不存在大于60℃地热水；东部为中低温地热水开采区（Ⅱ），热储层中赋存40℃～70℃地热水。1100～1900 m热储层段地温梯度值小于2.0℃/100 m，1900 m以下热储层段地温梯度值显著增大，地温梯度值大于2.0℃/100 m。以Y1井钻孔法计算的1.38HFU为银川地区代表性地表大地热流值。区内上地幔物质上涌，地壳减薄过程造成岩石圈、莫霍面、居里等温面上拱，为地表热流的形成创造了深部热源条件。
总之，区内巨厚的新生界为地热水创造了良好的盖层和储存条件，深大断裂和深部高温地幔物质上涌及其伴随的以传导为主的大地热流作用机制，为深部热流向上运移提供了有利的通道和热源条件，总体上具备地热资源形成的“储、盖、通、源”条件。
（二）地热分布范围
银川市区地热范围主要采用地热钻孔法和浅层地温梯度等值线确定。若以Y1井和Y3井瞬时地温确定的60℃等温线与3000 m深度线交点在地表的投影点为界，大致过投影点并平行银川断裂和芦花台断裂作南北方向连线，该界线基本与浅层地温梯度2.0℃/100 m等值线相吻合，其将银川市区地热田划分为老城中低温（40℃～60℃热储层和＞60℃热储层）地热田（Ⅱ区块）和新城低温（40℃～60℃热储层）地热田（Ⅰ区块），地热田南、北、东以城市规划区界线为界，南北界线尚无钻孔控制，精度较差，西界以Y3地热井40℃～60℃热储层段厚度的1/4外推确定。采用地热钻孔方法确定的地热田面积为132 km2，其中老城中低温地热田面积46.95 km2，新城低温地热田面积为85.05 km2。
（三）热储层特征
根据3000 m深度内地温和热储层分布特征，将银川市区地热按地层、岩性、地温划分为如下三个热储层段。
第一热储层段（上新统N2）：Ⅰ区块顶底板埋深区间885～1660 m，厚度775 m，其中砂岩厚595 m，泥岩厚180 m，砂厚比76.8%，地温36℃～43℃，地温梯度1.80℃/100 m；Ⅱ区块顶底板埋深区间1010～1898 m，厚度888 m，其中砂岩厚782 m，泥岩厚106 m，砂厚比88.1%，地温40℃～48℃，地温梯度1.86℃/100 m。
第二热储层段（上新统N13）：Ⅰ区块顶底板埋深区间1660～2152 m，厚度492 m，其中砂岩厚313 m，泥岩厚179 m，砂厚比63.6%，地温43℃～50℃，地温梯度2.27℃/100 m；Ⅱ区块顶底板埋深区间1898～2515 m，厚度617 m，其中砂岩厚360 m，泥岩厚257 m，砂厚比58.3%，地温48℃～56℃，地温梯度2.20℃/100 m。
第三热储层段（上新统N11+2）：Ⅰ区块顶底板埋深区间2152～3000 m，厚度848 m，其中砂岩厚434 m，泥岩厚414 m，砂厚比51.2%，地温50℃～58℃，地温梯度1.99℃/100 m；Ⅱ区块顶底板埋深区间2515～3100 m，厚度585 m，其中砂岩厚315 m，泥岩厚270 m，砂厚比53.9%，地温56℃～65℃，地温梯度2.50℃/100 m。该热储层段共有Y1和Y3两眼地热井，分别代表Ⅰ区块和Ⅱ区块中新统中下段（N11+2）热储层的水文地质特征。Ⅰ区块Y3井单井出水量为59.6 m3/h，单位出水量为3.39 m3/h·m，渗透系数0.158 m/d，出水温度55℃，地热水矿化度为15543 mg/L，水化学类型为Cl-Na水，该井目前正在开发利用中。Ⅱ区块Y1井单井出水量为16.7 m3/h，单位出水量为0.51 m3/h·m，渗透系数0.057 m/d，出水温度67.5℃，地热水矿化度为16378 mg/L，水化学类型为Cl-Na水，该井目前也正在开采利用之中。
据Y1井和Y3井钻孔揭露的地层资料表明，新生界中的地热水，以层间承压水的形式赋存于层状砂岩类孔隙裂隙之中，埋藏较深，水交替缓慢，水质差，出水量较小，水头较高，热储层的岩性是非均质的，砂岩粒度具有由西向东、自上而下、由粗变细的特点，基本上以西湖—魏家桥一线为界。西部（Y3井）热储层砂岩颗粒相对较粗，以细砂岩、中-粗砂岩、含砾砂岩为主，渗透系数为0.158 m/d，单井出水量为1430.0 m3/d。东部（Y1井）热储层砂岩颗粒相对变细，以细-中砂岩、粉砂岩为主，渗透系数为0.057 m/d，单井出水量为400.8 m3/d，渗透性相对较差。
（四）地热水质分析
据Y1、Y3取样化学成分分析，银川市区地热水矿化度较高，Sr、I、Br、Li、H2SiO3、H3BO3等微量元素含量丰富，地热水化学成分的形成是水-岩相互作用的结果，其成因与地热水赋存的热储层段岩层中所含微量元素、含盐量及沉积环境等因素有关（表6-3）。
银川盆地自第三纪渐新世—第四纪中更新世期间，为一内陆湖盆，有人称之为“银川湖”，湖盆的中心位于银川凹陷，银川市区地热处于凹陷东南斜坡地带，该凹陷同时也是盆地第三纪沉降中心和湖盆地表水、地下水汇集中心。中新世—上新世，随着温湿与干燥古气候的交替变化，沉积物岩性表现为泥岩层和砂岩层互层沉积，古气候总的变化趋势是温湿趋于干燥，湖盆逐渐缩小，湖盆中心北移，沉积物岩性为下细上粗，含盐量逐渐减小，由126.8 mg/100g减小至50.9 mg/100g，含盐量最大层位大致与热储层取水段相对应。地热水化学成分在形成过程中，一方面盆地第三系在沉积时，大量盐类成分在湖盆中心聚集，并浓缩富集于岩层中，成为地热水化学成分形成的富盐母岩；另一方面，地热水系2万年前贺兰山地下侧向径流补给的地下水，在漫长的径流过程中，溶解或溶滤母岩中的矿物盐类，一般认为，盐类的溶解度大小顺序为氯化物>硫酸盐>碳酸盐，溶解度最大的NaCl最先被溶解，并被带到湖盆中心富集。加之地热水温度较高，增大了盐类的溶解度，强化了地热水溶解盐类的化学反应速度和离子交换作用。另外，第三纪干燥气候条件下形成的内陆盐湖相黏土岩，常常是Sr、I、Br、Li、H2SiO3、H3BO3等微量元素富集的岩层，这些微量元素在地热系统地球化学环境条件下富集于地热水中。这就决定了银川市区地热田地热水矿化度较高，水化学类型为Cl-Na水，地热水富含多种微量元素。
表6-3 Y1和Y3井岩样化学成分含量统计表单位：mg/100g
※：单位百分含量。