二、地热赋存分析
（一）地热赋存的地质条件分析
断裂是影响和制约银川盆地演化最重要的构造变动形式，控制着地层的沉积与剥蚀，进而控制着不同构造期凹陷与凸起的转变、沉降中心的迁移等。结合区域地质背景、地层展布特征等因素，前人对银川盆地的地热勘查主要位于银川盆地中部，银川盆地主要发育对流裂隙型地热。盆地内对现今地温场影响最大的深大活动断裂为贺兰山东麓断裂、银川断裂、芦花台断裂及黄河断裂。
滨河新区主要位于鄂尔多斯盆地西缘逆冲构造带（又称西缘冲断带）西部边缘部位地质构造较为复杂，对应于三级构造单元为鄂尔多斯西缘中元古代—早古生代裂陷带，构造上主要受黄河断裂及其次生断裂控制。因此，查明黄河断裂对滨河新区地层的控制作用，是查明地热发育来源的基础，亦是推断地热发育规模和范围的关键。
黄河断裂带为正断层，是银川盆地东部边界断裂，主要在燕山期晚期活动。
通过银川盆地深部地震反射解释资料（图6-8），银川断陷盆地位于黄河断裂以西，其浅部构造主要受贺兰山东麓断裂和黄河断裂控制，形成了中、新生代构造盆地，贺兰山东麓断裂于28～29 km处交会于黄河断裂。在地壳的深部，存在有两条深大断裂FM1和FM2，这两条断裂向下切穿了Moho界面，属超壳断裂。黄河断裂向下与FM2断裂相通，银川地堑是以黄河断裂为主、其他断裂为辅组合而成的负花状构造。
黄河断裂是盆地内延伸长度最大、切穿Moho界面的深大断裂。表现为向东倾斜的正断层特征，是深部地热向上传导的有利通道，可以很好地将深部地热带到浅层地壳，并加热浅层地下水。黄河断裂浅部次级断裂发育，倾向西，产状多在50°左右，垂向延伸较大。后期活动性减弱，上覆第三系覆盖。黄河断裂作为阻水断裂，与上覆第三系构成相对半圈闭环境，为地热资源的赋存提供地质构造条件。
图6-8 银川盆地深地震反射剖面解释结果图（据方盛明等，2009）
（二）滨河新区地热地温场特征
DRT-03与DRT-05两孔开展了井温测井，并依此计算出地层平均地温梯度值。DRT-03孔1691 m深度最高测井温度64.09℃，平均地温梯度为2.86℃/100 m；DRT-05孔1690 m深度最高测井温度62.9℃，平均地温梯度2.78℃/100 m。测温曲线在形态上表现为较缓的斜直线型，温度随深度增加而均匀升高。该类型地热资源的地温梯度属于正常的地层积温范围，未发现地温异常层位，即该类型地热资源的热来源为地层积温，并非由构造活动沟通深部热源所致（图6-9）。
图6-9 DRT-03、DRT-05孔井温曲线图
收集资料显示，银川盆地内前人勘探的三口地热井地温梯度值明显偏低，其中地温梯度最高的NSR-1井地温梯度仅为2.25℃/100 m，在相同的1700 m深度其温度仅为50.3℃（表6-7）。二者对比发现，在相同深度下滨河新区地热井的温度及地温梯度值较盆地内地热井明显更高，但依然在正常的地层积温范围内，与东部鄂尔多斯盆地地温梯度趋近一致，并非地热异常区。
与以往银川盆地已发现的对流裂隙型地热不同，本次发现的地热资源主要赋存于黄河断裂控制区，黄河断裂对地热的地温场有明显的控制作用。与盆地内对流型地热资源相比，地温梯度更高，地热资源潜力更大，开发前景更好。
表6-7 钻孔温度及地温梯度对比表
（三）大地电磁测深解析
大地电磁反演解释采用成都理工大学开发的“MTSoft2D”大地电磁二维处理和解释软件。在资料的处理过程中，根据实际情况，将曲线平移、五点（七次）空间滤波等校正方法结合起来使用，使其静态校正效果得到了明显改善。本次大地电磁勘探点距较密（点距100~200 m），且通过钻孔数据校正，因此，所获得的反演剖面具有很高的分辨率。
通过大地电磁剖面反演解释，查明了区内断层位置和走向，解释了DRT-03孔与DRT-05孔奥陶系顶界面落差较大的原因，分析了剖面延伸方向上构造单元的电性结构特征，厘定了区内地层埋深，推断了地热含水层主要赋存部位。
1.断裂构造解析
DRT03孔、DT04孔奥陶系顶界埋深均在800 m左右，但在北东东方向与之相距约300 m的DRT-05孔的奥陶系顶界面埋深在1010 m左右，其埋深明显增大，落差达200余米，孔间可能有断层错断造成地层埋深从而产生剧烈变化。
在滨河大道观景公园内布设大地电磁剖面L4线，该测线与宁夏地热工程院实施的L5线平行，相距约1 km，旨在了解南西—北东方向地层的变化特征，厘定钻孔间断层走向与倾向特征。
大地电磁测深剖面L5线反演解释（图6-10）分析认为：自二叠系—石炭系伊始发育一正断层，断层向下延伸将二叠系—石炭系底界面上下错断，断层切割位置在地表的投影位置位于L5线5~8号点间。结合黄河断裂带的分布，DRT-03孔、DRT04孔与DRT-05孔分别位于断层两侧，DRT-05位于正断层的上盘，DRT-03和DRT-04位于正断层的下盘，上下盘之间错断距离220 m左右，断层倾向南。
图6-10 L5线剖面反演解释图
大地电磁测深剖面L4线反演解释（图6-11）分析认为，L4线地层呈层状结构，电阻率在垂向上呈上低下高三元电性结构。第四系厚度较薄，下伏新近系或古近系地层厚度约350 m，电阻率一般小于20 Ω·m；二叠系—石炭系地层厚度500~1000 m，地层电阻率一般在20~100 Ω·m；奥陶系埋深在800 m以下，地层电阻率一般在100 Ω·m以上。11~13号点位置存在明显的垂向电性梯度带，推测为正断层的反应，断层将二叠系—石炭系底界面错断为上下两盘，断距约220 m。通过研究发现，L4线与L5线断层断距相同，断层倾向一致，判断二者为同一断层。断层方向为北西西—南东东向，与黄河断裂主断裂近垂直走向，推断其为黄河断裂东侧发育的垂向次级断裂（图6-11）。
通过静水压力在断层上下盘之间发生压力骤降的现象（表7-9，幅度约0.1 MPa），说明该次级断裂作为一条阻水断裂存在。
图6-11 L4线剖面反演解释图
2.潜在热储层解析
地热井南东140°方向布设平行的两条大地电磁剖面L2与L3线，两测线相距约1 km，旨在了解北西—南东方向地层的变化特征，划分地热储层深度，圈定地热含水层范围。
L2、L3剖面由上及下均呈现低、中、高三层电性结构特征。第一电性层视电阻率一般小于10 Ω·m，地层主要为第四系，新近系—古近系，岩性以砂岩、泥岩为主；第二电性层视电阻率一般在10~100 Ω·m，主要为二叠系—石炭系地层，岩性以砂岩、粉砂岩、泥岩为主；第三电性层视电阻率一般在100 Ω·m以上，主要为奥陶系及其下部地层组。
DRT-04孔位于L2线4号点附近，深部地热取水层位为650~995 m，从该点的电性角度分析，含水层主要位于奥陶系上段灰岩中的中低阻区域，电阻值一般在60~200 Ω·m。新近系古近系及二叠石炭系里有巨厚的砂泥岩互层，岩石热导率低，构成了良好的盖层；下覆奥陶系上部地层在垂向上出现灰岩、白云岩、页岩互层或夹层的反复变化，造就了地热水形成和赋存较为有利的热储条件。
沿剖面北西—南东方向上，奥陶系碳酸盐岩溶洞、裂隙较为发育，L2和L3线奥陶系上段均发育有连续的、范围较大的含水层，含水层沿测线方向有较好延伸趋势，向南东方向未圈闭。
通过大地电磁测深解译及地质构造与地热资源赋存关系分析可见：滨河新区新发现的地热资源主要发育在黄河断裂带的东西向次级断裂带上，该次级断裂带可能是深层地下自鄂尔多斯盆地方向向西径流形成高压承压水的主要通道，第三系及石炭二叠系密实的砂泥岩层为地热资源的赋存提供了良好的封闭环境，使地热资源形成有利的热储条件（图6-12、图6-13）。
图6-12 L2线二维电阻率剖面反演解译图
图6-13 L3线二维电阻率剖面反演解译图
3.地下水热循环分析
（1）水化学类型及特征。奥陶系上部热储水质分析资料表明，地热流体的水化学成分阳离子以Na+为主，质量浓度为1340~1590 mg/L，占阳离子毫克当量浓度的76.92%~80.15%；Ca2+次之，质量浓度为199~312 mg/L，占阳离子毫克当量浓度的11.90%~15.09%；其他阳离子质量浓度较低。阴离子以Cl-、SO42-为主，Cl-质量浓度为1470~1920 mg/L，占阴离子毫克当量浓度的44.37%~47.27%；SO42-质量浓度为1490~1780 mg/L，占阴离子毫克当量浓度的43.83%~46.20%；HCO3-次之，质量浓度为237~355 mg/L，占阴离子毫克当量浓度的7.35%~9.97%；其他阴离子质量浓度较低。
从上述分析可得出，热储水化学类型主要为Cl--Na、SO4-Na型。矿化度为4.90~6.13 g/L，pH值为7.14~7.96。此外，地热流体中氟化物含量有不同程度的富集（表6-8）。
表6-8 地热流体主要化学成分一览表
（2）地热水同位素分析。滨河新区地热水同位素分析（图6-14）显示，与银川盆地其他水体构成的同位素分布体系相比，滨河新区地热水不遵循盆地中部各水体同位素分布特征规律。滨河新区地热水与银川盆地深层地下水同位素特征存在较明显的差异，该地热水不是来源于银川盆地中部，黄河断裂作为一条阻水断裂，阻止了盆地内地下水向东部边缘运移。
图6-14 地热水同位素分析结果图
结合滨河新区内东高西低的地形地貌特征及地温梯度与鄂尔多斯盆地地下水地温梯度（约2.8℃/100 m）更为接近的特点，推断地下水可能来源于东部的鄂尔多斯高原。地热水14C年龄测定均大于3万年（表6-9），已超出14C年龄测试范围。因此，地热水的年龄可能会更大，说明地热水循环更新速率较慢，应属于深层循环水。
鄂尔多斯高原大气降水沿基岩裂隙下渗，在下部地层中深循环加热，并沿着东西向导水断裂向西径流，在区域水头压力作用下上升，最终在滨河新区构造裂隙发育段构成了强富水、高水温的热储（图6-15）。热储类型以奥陶系灰岩裂隙岩溶型为主，热储温度受热储埋深控制，埋深愈大温度愈高。
表6-9 年龄、静水压力、温度分析表
图6-15 黄河东岸水循环分析模型图