廖　媛, 李　偉, 陳金國, 王　亮, 譚　偉, 呂曉菁

(湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,湖北 武漢　430034)

0　引言

地下熱水資源是一種十分寶貴的綜合性礦產(chǎn)資源,其功能多,用途廣,不僅是一種潔凈的能源,可供發(fā)電、采暖等利用,同時(shí)還是寶貴的醫(yī)療熱礦水和飲用礦泉水資源。地?zé)豳Y源對開發(fā)和推動地方第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義[1]。

湖北省地?zé)豳Y源豐富,省內(nèi)地?zé)豳Y源開發(fā)利用正處于高峰期,蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī),其前景看好。本文在現(xiàn)有研究資料的基礎(chǔ)上,初步分析了地?zé)豳Y源的開發(fā)利用現(xiàn)狀、水化學(xué)特征,劃分了主要的地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景區(qū),并分析了各區(qū)的開發(fā)前景。

1　湖北地?zé)豳Y源概況

湖北省地?zé)豳Y源較豐富,省內(nèi)已發(fā)現(xiàn)25 ℃以上地?zé)豳Y源已達(dá)64處,其中,溫泉53處,鉆孔揭露發(fā)現(xiàn)9處,礦坑揭露發(fā)現(xiàn)2處[2]。全省地?zé)豳Y源總量約為1.098×1018KJ(表1),以中低溫地?zé)豳Y源為主。水溫>90 ℃的中溫地?zé)豳Y源有2處,主要分布在江漢盆地的潛江和江陵地區(qū),屬沉積盆地型地?zé)豳Y源。水溫60～90 ℃的低溫?zé)崴?處,主要分布于湖北省東部的英山、羅田、應(yīng)城、赤壁、京山等地;水溫40～60 ℃的低溫溫?zé)崴?0處,也主要分布于湖北省東部地區(qū),其次是鄂西南地區(qū);水溫25～40 ℃的低溫溫水有35處,主要分布于大洪山、鄂西及鄂東南等地,它們均屬隆起山地型地?zé)豳Y源。

2　湖北省地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

省內(nèi)對地下熱水的利用有著悠久的歷史。經(jīng)過了上世紀(jì)60年代的自然利用階段和上世紀(jì)70—80年代的單一利用階段,省內(nèi)地表出露的溫泉都基本得到不同程度的開發(fā)利用。進(jìn)入90年代后,隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,地?zé)豳Y源在清潔能源領(lǐng)域越來越受到人們重視,在某種程度上增強(qiáng)了能源資源,緩解了環(huán)境污染的程度,而且,地?zé)嶙鳛橐环N集水、熱、礦于一體的,具有獨(dú)特的、不可替代的復(fù)合型資源已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化水平提高的獨(dú)特優(yōu)勢資源,其利用領(lǐng)域和范圍不斷地?cái)U(kuò)大,已經(jīng)從為生活直接服務(wù),逐步擴(kuò)大到旅游療養(yǎng)、養(yǎng)殖種植、工業(yè)利用、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、地?zé)峁┡确矫妗?/p>

表1　湖北省地?zé)豳Y源概況Table 1　General situation of geothermal resources in Hubei

目前湖北省的64處地?zé)崽?隆起山地型地?zé)豳Y源中已有咸寧溫泉鎮(zhèn),赤壁五洪山,嘉魚蛇屋山,崇陽浪口,英山西湯河、北湯河、東湯河,羅田三里畈,應(yīng)城湯池,隨州新陽,?？禍貚{,房縣小湯池、溫泉寺,秭歸五龍,京山湯堰畈,洪湖烏林共16個(gè)地?zé)崽锝?jīng)過了勘探開發(fā)規(guī)劃,進(jìn)入了綜合利用階段,占湖北省地?zé)崽锟倲?shù)的25%;沉積盆地型地?zé)豳Y源由于其熱儲含水量較少,儲油較多,且主要富集鹵水,對其的利用主要為采油及工業(yè)利用,熱量未利用。但總體看來湖北省的地?zé)衢_發(fā)利用已經(jīng)步入綜合利用階段。

圖1　湖北省地?zé)豳Y源不同利用方式所占比例分布圖Fig.1　Distribution map of proportion of use patterns of geothermal resources1.旅游療養(yǎng)；2.養(yǎng)殖；3.種植；4.地?zé)峁┡?.工業(yè)利用；6.其他。

雖然湖北省地?zé)豳Y源已步入綜合開發(fā)利用,但省內(nèi)對地?zé)岬睦么蠖嗳詾橹苯永?。?jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì),目前湖北省地?zé)豳Y源開發(fā)利用熱量為321.39×1010KJ/a,其中開發(fā)利用較好的地區(qū)有咸寧市、赤壁縣、嘉魚縣、崇陽縣、英山縣、羅田縣、應(yīng)城市、房縣、鐘祥市、京山縣及洪湖市,共開發(fā)利用熱量為299.05×1010KJ/a,占全省總開發(fā)利用熱量的93%。且開發(fā)利用方向主要是旅游療養(yǎng)、養(yǎng)殖種植,其次為地?zé)峁┡?、工業(yè)利用、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等。從圖1統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出,旅游療養(yǎng)和養(yǎng)殖,占到省內(nèi)地?zé)豳Y源利用總量的94%,種植占2%,地?zé)峁┡?%,工業(yè)利用占2%,其他占1%。

綜上所述,湖北省目前僅開發(fā)利用了部分隆起山地型地?zé)豳Y源,每年開發(fā)的地?zé)豳Y源量占本省年可開采地?zé)豳Y源熱量的1.5‰,占隆起山地型地?zé)豳Y源年可開采熱量的54.4%。故本省地?zé)豳Y源的開發(fā)利用仍有極大的潛力。

3　地?zé)豳Y源水化學(xué)特征

受到構(gòu)造、巖性及地下水補(bǔ)給、徑流等因素影響,全省地?zé)崴瘜W(xué)特征差異明顯。

鄂東北大別山英山和羅田變質(zhì)巖地區(qū)及鄂東南的洪湖市—咸寧市—黃石市一帶巖溶地區(qū)的水化學(xué)類型主要是硫酸鈣、納鈣型水,而大別山的蘄春縣一帶巖漿巖地區(qū)主要為重碳酸鈣納型水;分布于鄂東南的崇陽—通山一帶、鄂西兩鄖地區(qū)和房縣地區(qū)的地?zé)崴捎谥饕x存碳酸鹽巖分布區(qū),受圍巖介質(zhì)化學(xué)特征的制約,地下水多為重碳酸鈣或鈣鎂型水;鄂西利川一帶主要是硫酸根鈣鎂型水,巴東—興山一帶主要為氯化鈉型水;其他鄂西大部地區(qū)及鄂中大洪山地區(qū)的京山縣—鐘祥縣一帶主要為重碳酸硫酸鈣、鈣鎂型水;發(fā)育于碎屑巖的沉積盆地型地?zé)?由于全省特殊構(gòu)造環(huán)境,多賦存大量鹵水,水化學(xué)類型為氯化物硫酸鈉型水。

另外,全省地?zé)崴械腇-含量范圍在0.06～7.83 mg/L,且大部分都超過2.0 mg/L,超過飲用水標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)GB/T14848《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,湖北省地下熱水大多不能直接飲用。但作為熱礦水標(biāo)志性元素的偏硅酸、氟、偏硼酸、鍶在全省地?zé)崴泻枯^高,這使得全省地?zé)崴蠖喽际抢懑熕?開發(fā)利用價(jià)值巨大[3]。

4　湖北省地?zé)豳Y源開發(fā)利用遠(yuǎn)景區(qū)劃

作為一種無污染的新型能源,地?zé)豳Y源不僅能產(chǎn)生極高的經(jīng)濟(jì)效益,也能產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益,故合理利用地?zé)豳Y源對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。湖北省的地?zé)豳Y源豐富,開發(fā)利用歷史悠久,但整體利用程度較低。本文根據(jù)省內(nèi)地?zé)豳Y源分布特征[4],結(jié)合其開發(fā)利用現(xiàn)狀及地?zé)崴瘜W(xué)特征,劃分了7個(gè)開發(fā)利用遠(yuǎn)景區(qū)劃(圖2),并指出其優(yōu)先開發(fā)利用方向。

4.1　大別地?zé)釁^(qū)(Ⅰ)

位于麻團(tuán)斷裂以東、襄廣斷裂以北地區(qū),主要包括黃岡市大部分地區(qū)。區(qū)內(nèi)出露一套新太古界基底變質(zhì)巖系,呂梁—大別期和燕山期中酸性侵入巖大量出露。在元古界之后,很少有蓋層沉積,屬長期隆起地區(qū)。主要構(gòu)造有古北東向構(gòu)造、弧形構(gòu)造、淮陽山字型構(gòu)造、北西向構(gòu)造和新華夏系構(gòu)造等,構(gòu)造之間的復(fù)合形成復(fù)雜的構(gòu)造條件,有利于地?zé)崃黧w的成生和賦存。

區(qū)內(nèi)有地?zé)崽?2處,多集中分布于淮陽山字型脊柱部位的英山、羅田兩地,以熱水、溫?zé)崴疄橹?最高溫度73℃,地?zé)崃黧w允許開采熱量和允許開采量分別達(dá)到1.26×1012KJ/a和1 105.6萬m3/a。區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源勘查程度較高。水化學(xué)類型為硫酸納鈣及硫酸鈣納型,氟含量較高,多達(dá)到理療熱礦水水質(zhì)命名濃度,可命名為氟水,理療價(jià)值高,且地?zé)崽锓植级噜徑l(xiāng)鎮(zhèn),有良好的開發(fā)利用條件,交通便利,適合建立地?zé)峁┡圏c(diǎn)區(qū)及發(fā)展溫泉旅游療養(yǎng)。

4.2　鄂東南地?zé)釁^(qū)(Ⅱ)

位于沙湖—湘陰斷裂以東、襄廣斷裂以南的鄂東南地區(qū),主要包括咸寧市、武漢市、黃石市、鄂州市、崇陽市等。區(qū)內(nèi)各時(shí)代的碳酸鹽巖與砂巖、頁巖相間分布,一些拗陷和山間盆地中發(fā)育有白堊—第三系。北部大冶、鄂城等地,出露有較多的燕山期中酸性侵入巖體,有些地段還零星見有第三紀(jì)玄武巖。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,處于多個(gè)構(gòu)造體系的復(fù)合部位,即淮陽山字型構(gòu)造、區(qū)域東西向構(gòu)造和新華夏系構(gòu)造,尤其以北北東向新華夏構(gòu)造最為發(fā)育。

本區(qū)水熱活動強(qiáng)烈,區(qū)內(nèi)有地?zé)崽?2處,以溫?zé)崴?、溫水為?最高溫度68℃,地?zé)崃黧w允許開采熱量和允許開采量分別達(dá)到2.54×1012KJ/a和1 690.4萬m3/a。區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源勘查程度較高。水化學(xué)類型主要為硫酸鈣型,富含大量偏硅酸、氟、鍶等微量元素,可命名為氟水、鍶水、硅水,理療價(jià)值高,且該區(qū)溫泉已有較高知名度,交通便利,適合建立地?zé)峁┡圏c(diǎn)區(qū)及發(fā)展溫泉旅游療養(yǎng)。

4.3　大洪山地?zé)釁^(qū)(Ⅲ)

位于襄—廣斷裂以南,南漳—荊門斷裂以東,南、東部與江漢盆地相接。主要包括荊門市大部,襄陽市南西部,應(yīng)城市西部、隨州市南部地區(qū)等。本區(qū)水熱活動強(qiáng)烈,有地?zé)崽?3處,水溫26～65 ℃,多數(shù)溫?zé)崴?、溫?地?zé)崃黧w允許開采熱量和允許開采量分別達(dá)到8.34×1011KJ/a和875.7萬m3/a。區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源勘查程度較高。水化學(xué)類型主要為重碳酸鈣、重碳酸鈣鎂,重碳酸硫酸鈣鎂型,區(qū)內(nèi)地?zé)崴捎糜陴B(yǎng)殖、溫室種植和灌溉。其中隨州新陽、鐘祥長壽、京山湯堰畈、應(yīng)城湯池水溫較高,富含大量偏硅酸、氟等微量元素,可命名為氟水、硅水,理療價(jià)值高,交通便利,適合發(fā)展溫泉旅游療養(yǎng)。

4.4　房縣地?zé)釁^(qū)(Ⅳ)

本區(qū)地處房縣地區(qū),東西向青峰斷裂邊緣。區(qū)內(nèi)褶皺緊密,斷裂發(fā)育,其中,尤以東西向的青峰斷裂規(guī)模為最大,在這些斷裂帶部位常有地震發(fā)生和溫泉出露,對地?zé)嵘煞植计鹬黠@作用。

本區(qū)有地?zé)崽?處,水溫在29～37.7 ℃之間,地?zé)崃黧w允許開采熱量和允許開采量分別達(dá)到3.95×1011KJ/a和468.7萬m3/a。區(qū)內(nèi)勘查程度低。地?zé)崴瘜W(xué)類型為重碳酸鈣鎂型水,其中,氟、偏硅酸和氡等微量元素達(dá)到理療熱礦水濃度,具有一定的理療價(jià)值。房縣的大小湯池歷史悠久,有一定知名度,適合發(fā)展溫泉旅游療養(yǎng)。

4.5　兩鄖地?zé)釁^(qū)(Ⅴ)

本區(qū)大體位于兩(鄖縣、鄖西)以北的震旦系和下古生界碳酸鹽巖分布區(qū)。區(qū)內(nèi)有地?zé)崽?處,屬溫水,最高溫度29℃,地?zé)崃黧w允許開采熱量和允許開采量分別達(dá)到6.10×1010KJ/a和132.9萬m3/a。水化學(xué)類型為碳酸鈣鎂型。本區(qū)地?zé)豳Y源適用于養(yǎng)殖、溫室、灌溉等。

4.6　鄂西、鄂西南地?zé)釁^(qū)(Ⅵ)

本區(qū)東臨江漢盆地,北以青峰斷裂為界。除神農(nóng)架和黃陵一帶出露元古界變質(zhì)巖(神農(nóng)架以碳酸鹽巖為主)和前震旦紀(jì)侵入巖外,其它地區(qū)碳酸鹽巖呈大面積分布。鄂西地區(qū)以穹盆斷塊和褶皺為主,鄂西南為梳狀褶皺與其同向斷裂也很發(fā)育。屬淮陽山字型構(gòu)造、區(qū)域東西向構(gòu)造、北西向構(gòu)造和新華夏系構(gòu)造的產(chǎn)物。

區(qū)內(nèi)有地?zé)崽?5處,水溫在27～43.6 ℃之間,地?zé)崃黧w允許開采熱量和允許開采量分別達(dá)到5.33×1011KJ/a和625.9萬m3/a。區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源勘查程度不高,且區(qū)內(nèi)地?zé)崽锒喾植荚谌藷熛∩偕絽^(qū)和山間峽谷區(qū),目前開發(fā)利用條件受到一定的限制,可用于養(yǎng)殖、溫室種植、灌溉等。

4.7　江漢盆地(Ⅶ)

江漢盆地為燕山期生成的斷陷盆地,盆地內(nèi)沉積了巨厚的白堊—第三系和第四系。據(jù)江漢盆地石油勘探發(fā)現(xiàn),在其潛江凹陷和江陵凹陷中的第三系碎屑巖中含有豐富的熱鹵水。鹵水中富含有多種有益元素,如鉀、鈉、鋰、碘、鍶、溴、硼等,皆已達(dá)到綜合提取或?qū)ｉT提取工業(yè)礦水標(biāo)準(zhǔn)。適合工業(yè)利用。

圖2　湖北省地?zé)豳Y源分布及開發(fā)利用遠(yuǎn)景區(qū)劃圖Fig.2　Zoning map of distribution of geothermal resources and prospecting divisions of development and utilization1.T≥90中溫?zé)崴?2.60≤T<90低溫?zé)崴?3.40≤T<60低溫溫?zé)崴?.25≤T<40低溫溫水;5.開發(fā)利用遠(yuǎn)景區(qū)代號。

5　建議

地?zé)豳Y源作為一種清潔能源,其開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益不言而喻,但是若不能合理地利用,不僅浪費(fèi)了寶貴的地?zé)豳Y源,更會引起環(huán)境地質(zhì)問題。所以有必要加強(qiáng)湖北省地?zé)豳Y源勘查工作,查明地?zé)豳Y源分布以利于開發(fā);加強(qiáng)省內(nèi)地?zé)豳Y源的保護(hù),科學(xué)合理高效利用地?zé)豳Y源,對省內(nèi)地?zé)豳Y源制定開發(fā)利用規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)區(qū)劃,避免及預(yù)防因開采地下熱水而產(chǎn)生的環(huán)境地質(zhì)問題。

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