丁志勇，石 磊

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一一三地質(zhì)隊，四川 瀘州 646000）

瀘州市地熱資源勘查開發(fā)可行性分析

丁志勇，石 磊

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一一三地質(zhì)隊，四川 瀘州 646000）

瀘州市地熱水資源主要賦存于三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組熱儲層及二疊系茅口組、棲霞組熱儲層中。上述熱儲層在敘永縣—古藺縣以南，呈層狀產(chǎn)出，分布面積廣，巖性、厚度穩(wěn)定，地質(zhì)構造簡單；敘永縣—古藺縣以北深埋地腹，兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征，地質(zhì)構造比較復雜。通過熱礦水成礦地質(zhì)背景和補逕排條件分析，提出了勘查開發(fā)瀘州市地熱水的可行性和下步工作建議。

地熱水；勘查開發(fā)；可行性；瀘州

瀘州市是國家歷史文化名城，國家優(yōu)秀旅游城市，有著豐富的旅游資源和人文景觀，是人們休閑度假的好去處。瀘州地熱資源較為豐富，規(guī)劃有序地勘查開發(fā)地熱水資源，必將吸引更多的省內(nèi)外、國內(nèi)外旅游觀光者，對促進旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，帶動相關產(chǎn)業(yè)、繁榮地方經(jīng)濟，定將起到積極的作用。而且勘查開發(fā)瀘州市境內(nèi)的地熱水資源，也符合國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略部署和產(chǎn)業(yè)政策，對打造古藺敘永山水風光旅游區(qū)、川黔渝金三角地區(qū)旅游中心、加快城鎮(zhèn)化步伐，在2020年全面建成小康社會，都具有十分重要的意義。

1 自然地理概況

瀘州市位于四川省東南沱江和長江匯合處，處川滇黔渝四省市結合部，轄四縣（合江縣、瀘縣、古藺縣、敘永縣）三區(qū)（江陽區(qū)、龍馬潭區(qū)、納溪區(qū)），境內(nèi)有鐵路 、高速公路，長江黃金水道、蘭田機場等，與全國立體交通網(wǎng)絡連接，交通方便，區(qū)位優(yōu)勢明顯。瀘州市屬亞熱帶氣候，四季分明，雨量充沛，年平均氣溫17℃左右，年平均降雨量1 100mm。境內(nèi)過境河流為長江，沿途接納了沱江、永寧河、赤水河，其余支流縱橫分布，為地下水補給創(chuàng)造了良好條件。

2 地質(zhì)環(huán)境簡述

2.1 構造

瀘州市處揚子地臺—川黔婁山關褶皺筠連—赤水東西向構造帶北緣及四川臺坳川東陷褶束瀘州穹褶束帶上。前者以古藺復式背斜為主格架，次級背向斜構造發(fā)育。后者為華瑩山掃帚狀背斜向南西撒開的延伸部份。納溪—合江一帶處于東西向構造與北東南西向構造的復合部位（圖1）。

圖1 瀘州市地區(qū)構造綱要略圖

2.2 地層

區(qū)內(nèi)出露地層有新生界、中生界、古生界地層，現(xiàn)由新至老分述如下：

新生界。第四系，主要分布在江河、溝谷兩岸及緩坡、槽谷或地勢低洼處，多為洪沖積層，殘坡積層組成。

中生界。由白堊系、侏羅系、三疊系地層組成。白堊系地層主要分布在敘永—古藺一線與納溪—合江縣一線之間的向斜軸部及附近兩翼，巖性為磚紅色中細粒砂巖及砂質(zhì)泥巖，出露厚度不全。侏羅系地層由上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組、遂寧組，中統(tǒng)上、下沙溪廟組、新田溝組，下統(tǒng)自流井組、珍珠沖組組成，總厚1 959～3 250m，巖性為紫色、暗紫色泥巖、砂質(zhì)泥巖夾中細粒砂巖。三疊系地層由上統(tǒng)須家河組、中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組、飛仙關組組成，總厚996～2 094m，主要分布在古藺復式背斜兩翼及古佛山背斜、螺觀山背斜。須家河組、飛仙關組巖性以砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，雷口坡組、嘉陵江組巖性以灰?guī)r、白云巖夾膏鹽角礫巖為主。

古生界。由二疊系、志留系、奧陶系、寒武系地層組成，主要分布在敘永—古藺一線以南的古藺復式背斜軸部及兩翼。二疊系地層由上統(tǒng)長興組灰?guī)r、龍?zhí)督M含煤巖系、下統(tǒng)茅口組灰?guī)r、棲霞組灰?guī)r、梁山組泥巖、粉砂巖等組成，總厚329～865m。志留系地層由中統(tǒng)韓家店組黃褐色、黃綠色砂、泥巖，下統(tǒng)石牛欄組灰色泥灰?guī)r、龍馬潭組黑色泥巖組成；奧陶系地層由上統(tǒng)五峰組、臨湘組、中統(tǒng)寶塔組、十字鋪組、下統(tǒng)湄潭組、紅花園組、桐梓組組成，巖性為灰色、黃綠色砂泥巖夾灰～深灰色灰?guī)r，龜裂紋灰?guī)r，生物群屑灰?guī)r等，寒武系出露地層以上中統(tǒng)婁山關群灰?guī)r、白云巖為主，出露厚度不全。

2.3 水文地質(zhì)特征

瀘州地區(qū)水文地質(zhì)條件受地質(zhì)構造、地層巖性、地形地貌等條件制約，特別是地下水類型、巖層的富水性，地下水補逕排條件，水化學特征等都受到上述條件的制約。區(qū)內(nèi)地下水主要有以下幾種類型。

1）碳酸鹽巖類巖溶裂隙水，主要賦存在三疊系中統(tǒng)雷口坡組、下統(tǒng)嘉陵江組，二疊系上統(tǒng)長興組、下統(tǒng)茅口組、棲霞組、寒武系婁山關群碳酸鹽巖地層中，沿碳酸鹽巖走向分布的溶蝕槽谷，溶蝕洼地、落水洞等巖溶地貌，有利于接受大氣降水和地表水的補給，富水性較強，以泉或暗河的形式排泄于地表，水量豐富。

2）碎屑巖類孔隙裂隙水，主要賦存在白堊系夾關組、三疊系上統(tǒng)須家河組及侏羅系夾層砂巖的孔隙裂隙中，一般具承壓性，尤以夾關組、須家河組含水較豐，富水性中等。

3）基巖裂隙水，主要賦存在侏羅系、三疊系飛仙關組、二疊系龍?zhí)督M、志留系韓家店組、龍馬溪組、奧陶系等砂泥巖構造裂隙或風化帶裂隙中，一般富水性較弱，屬相對隔水層。

4）松散巖類孔隙水，主要賦存在第四系松散堆積層或殘坡積層孔隙中，由于厚度不大，富水性較弱。

3 地熱地質(zhì)背景與成礦條件

圖2 瀘州市地熱地質(zhì)圖

據(jù)現(xiàn)有資源表明，區(qū)內(nèi)地熱水顯示大多為探礦（天然氣）揭露，只有瀘縣玉蟾山和古藺縣水落鎮(zhèn)才是專門鉆探地熱水為目的。熱儲層均為碳酸鹽巖類、產(chǎn)出層位主要有三疊系雷口坡組、嘉陵江組及二疊系茅口組、棲霞組，它們均具有相互獨立的熱儲構造及補逕排系統(tǒng)。敘永—古藺一線以南以雷口坡組、嘉陵江組為主要產(chǎn)水層位，以北以茅口組上部為主要產(chǎn)水層位。

3.1 熱儲構造

由熱儲層、熱儲層蓋層，熱儲層下伏隔水層組成。熱儲層巖溶裂隙系統(tǒng)要發(fā)育，具有良好的導水、導熱通道和儲水空間，具有良好的補逕排條件。熱儲層蓋層要能有效阻隔地下水向下滲入熱儲層，避免熱量散失，具有隔水保溫的作用。熱儲層下伏隔水層要能阻隔地熱水向下滲透，避免熱量向下擴散，具有保溫隔水作用。區(qū)內(nèi)熱儲構造主要有（圖2）：

3.1.1 三疊系熱儲構造

熱儲層：由雷口坡組、嘉陵江組組成，厚度429～1 033m，巖性為灰?guī)r、白云巖、膏鹽角礫巖等，呈層狀產(chǎn)出，厚度穩(wěn)定，分布面積廣。從現(xiàn)有資料可知，雷口坡組下段和嘉陵江組二、三、四段是主要產(chǎn)水層位。

熱儲層蓋層：由三疊系上統(tǒng)須家河組及侏羅系紅層組成，總厚2 190～3 762m，厚度大，層位穩(wěn)定，屬相對隔水層。

熱儲層下伏隔水層：由三疊系下統(tǒng)飛仙關組二段紫紅色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成，厚215～275m，屬相對隔水層。

3.1.2二疊系熱儲構造：

熱儲層：由茅口組、棲霞組碳酸鹽巖組成，厚230～612m，巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r。據(jù)現(xiàn)有資料可知，分布于古藺復式背斜的茅口組、棲霞組呈層狀單斜產(chǎn)出，厚度穩(wěn)定，構造簡單。分布于敘永—古藺一線以北，茅口組、棲霞組深埋地腹，兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征，彼此存在成生關系，隱伏斷層發(fā)育，主要產(chǎn)水層位茅口組上部。

熱儲層蓋層：由二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M含煤巖系組成，厚100m左右，巖性為砂泥巖、粘土巖及煤層，屬相對隔水層。

熱儲層下伏隔水層：由二疊系下統(tǒng)梁山組、志留系韓家店組粘土巖、砂質(zhì)泥巖組成，厚256m，屬相對隔水層。

3.2 地熱水補逕排條件

3.2.1敘永—古藺一線以南

分布于敘永—古藺一線以南的三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲層和二疊系茅口組、棲霞組熱儲層，廣泛裸露于古藺復式背斜兩翼，出露標高多在海拔1000m左右，巖溶槽谷、溶蝕洼地、落水洞等巖溶地貌發(fā)育，有利于大氣降水和地表水補給巖溶地下水，淺層巖溶地下水沿碳酸鹽巖傾向和走向發(fā)育的巖溶裂隙補給逕流，以泉或暗河的形式排泄于地表。而另一部份淺層巖溶地下水在區(qū)域動水壓力作用下，沿傾向和走向發(fā)育的巖溶裂隙向下滲透，補給和逕流，并與熱儲層發(fā)生溶濾、水解、水化學反應，隨著深度的增加，地溫的增高而產(chǎn)生深循環(huán)，形成含 有多種微量元素和多種有益組份的地熱水，具有橫向（傾向）補給、縱向（走向）逕流的特點，向當?shù)刈畹颓治g基準面赤水河或永寧河排泄，該區(qū)目前尚未發(fā)現(xiàn)天然溫泉，但用深鉆井鉆至熱儲層時，具有承壓性的地熱水便沿鉆井上升噴出地表而形成鉆井溫泉，如古藺復式背斜北翼在井深1300m左右，在雷口坡和嘉陵江組熱儲層則成功鉆獲水溫約45℃，水量約1500m3/d的地熱水就是佐證，水質(zhì)為HSO4—Ca或HCO4—Ca·Mg型，屬溫熱水低溫地熱資源。根據(jù)現(xiàn)有資料，雷口坡組、嘉陵江組熱儲層是敘永—古藺一線以南地熱水的主要產(chǎn)出層位（圖3）。

圖3 古藺背斜北翼地熱水補逕排橫剖面示意圖

3.2.2敘永—古藺一線以北

三疊系雷口坡組、嘉陵江組及二疊系茅口組、棲霞組熱儲層均深埋地腹（僅在古佛山背斜局部地段因斷層抬升小范圍出露嘉陵江組），該區(qū)無天然溫泉出露。從區(qū)域構造位置看，處于華瑩山掃帚狀背斜向南西撒開延伸的瀘州穹隆構造和與筠連—赤水東西向構造帶的復合部位，熱儲層裸露區(qū)遠在華瑩山背斜、珙長背斜、古藺復式背斜一帶，大氣降水和地表水補給區(qū)較遠，以縱向逕流為主，補逕排條件復雜，由于熱儲層埋藏較深，深循環(huán)處于停滯或封閉—半封閉狀態(tài)。從石油部門在該區(qū)施工的天然氣井顯示，二疊系茅口組、棲霞組熱儲層是該區(qū)地熱水的主要產(chǎn)出層位，一般具氣、水同層特征，氣大水小或氣小水大，其特點是水溫高（50℃以上）、水量?。〝?shù)十～數(shù)百噸/天），礦化度高（30～55g/L），埋深大（一般2000m左右），受地質(zhì)構造和隱伏斷層制約明顯，具層狀熱儲兼帶狀熱儲特征，構造較復雜，產(chǎn)水層位主要為茅口組頂部古巖溶發(fā)育段，水質(zhì)為Cl—Na型，屬溫熱水低溫地熱資源。

4 勘查開發(fā)可行性分析

4.1 敘永—古藺一線以南

廣泛分布于古藺復式背斜軸部或兩翼的三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲層和二疊系茅口組、棲霞組熱儲層，呈層狀單斜產(chǎn)出，層位穩(wěn)定，厚度大，構造簡單，巖溶地貌發(fā)育，補逕排條件良好，屬地溫梯度增溫型的溫熱水低溫地熱資源，能滿足理療、洗浴、溫室養(yǎng)殖等要求。從現(xiàn)有資料分析，二疊系茅口組、棲霞組熱儲層目前尚未發(fā)現(xiàn)地熱水顯示，今后有待進一步工作證實。而三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲層地熱水顯示表明，在一定深度（2 000m以內(nèi)）鉆獲地熱水的可能性較大。

4.1.1水溫：

根據(jù)四川盆地地溫與深度對應關系有關資料：四川盆地南部：深度1 000m、地溫35～47℃；深度2 000m，地溫47～64℃。從敘永縣回龍山鉆井深570m，水溫27℃和古藺縣水落鉆井深1 250m左右，水溫45℃的情況看，瀘州敘永—古藺一線以南地區(qū)雷口坡組、嘉陵江組熱儲層地溫梯度約2.5℃/100m，與四川盆地地溫與深度對應關系基本相近。

水溫（℃）=（H1－H2）×S＋b

H1：埋深（井深）：1 250m；H2：常溫帶深度：50m；b：年平均氣溫：17 ℃；S：地溫梯度：2.50℃/100m；水溫=（1 250 m -50 m）×2.5℃/100m +17℃=47℃

4.1.2水量

根據(jù)古藺縣水落鉆井出水量約1 500m3/d分析，在敘永—古藺一線以南的古藺復式背斜北翼，由于雷口坡組、嘉陵江組熱儲層廣泛裸露，巖溶地貌發(fā)育，補給條件較好，埋深適中，因此，預測鉆獲水量1 000m3/d是可能的。

4.1.3概略評價

若成功鉆獲水溫45℃，水量1 000m3/d的地熱水，通過一個水文年的動態(tài)監(jiān)測后以允許開采量800m3/d，按《地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范》（GB/T11615—2010）中地熱供暖、理療、洗浴等耗水量參考標準0.3～0.5m3/人次計算，一天可滿足1 600～2 600人的洗浴消費需求。按規(guī)范附錄F，m=W÷4.1868÷7公式計算，地熱水開采一年所獲熱量與之相當?shù)墓?jié)煤量約900噸/年標準煤，另還可節(jié)省CO2、SO2、氮氧化物的排放量及治理費用，節(jié)能減排效果明顯，有一定開發(fā)利用前景。

4.2 敘永—古藺一線以北

三疊系雷口坡組、嘉陵江組熱儲層和二疊系茅口組、棲霞組熱儲層，均深埋地腹，距離補給區(qū)遠，逕流途徑長，補逕排條件較差，具層狀兼帶狀熱儲特征，地質(zhì)構造復雜。據(jù)玉蟾山鉆井資料，嘉陵江組熱儲層水量1 000m3/d左右，水溫低（29℃），而且油水氣混合同層，分離困難，不具開發(fā)價值。

二疊系茅口組、棲霞組熱儲層，據(jù)石油部門天然氣鉆井顯示，鉆井多集中在背斜構造部位，氣水同產(chǎn)井較多，溶隙、溶縫發(fā)育不均一，地質(zhì)構造比較復雜。因此，產(chǎn)出層位高低不一，橫向上難以對比，氣水產(chǎn)量也懸殊較大，鉆井若鉆遇溶隙、溶縫發(fā)育地帶，則氣水產(chǎn)量相對較豐，反之則相反，因此，勘查風險較大。

從該區(qū)納47、壇18、荔2、井4、井10等多口天然氣井中的水質(zhì)分析成果表明，地熱水水質(zhì)達命名理療熱礦水標準達七項之多，水質(zhì)好、溫度較高，各井水量大小不一，礦化度較高，今后開發(fā)利用，廢水的排放對環(huán)境有較大影響，污水處理費用較高，勘查、開發(fā)利用投入大，成本高。

5 工作設想

5.1 敘永—古藺一線以南

在廣泛收集以煤、硫勘查成果和1∶20萬區(qū)域水文地質(zhì)資料及地熱水鉆井資料的基礎上，開展1∶5萬地熱地質(zhì)調(diào)查。著重研究熱儲構造（重點是雷口坡組、嘉陵江組熱儲）的巖性、厚度、分布范圍、熱儲溶隙、縫隙、巖溶裂隙發(fā)育情況，補、逕、排條件等，結合物探手段，圈定熱異常和勘查靶區(qū)，掌握熱儲埋深及富水性，降低勘查風險，達到探采結合的目的。工作重點可放在古藺復式背斜北翼敘永——古藺一帶，該區(qū)熱儲層裸露，補、逕、排條件較好，地質(zhì)構造簡單，而且有成功鉆獲地熱水的經(jīng)驗可借鑒，開發(fā)利用的外部環(huán)境較優(yōu)，勘查風險相對較小，比如先期可選取敘永縣兩河—火把橋和古藺縣德躍—石亮河一帶開展工作，該區(qū)今后開發(fā)利用產(chǎn)生的廢水排放技術處理難度不大，勘查和開發(fā)利用投入成本相對較低。

5.2 敘永—古藺縣一線以北

該區(qū)石油部門在勘探天然氣工作中，積累了豐富的地腹資料，研究程度相當高，基本查明了熱儲層埋深及深部隱伏構造，為分析研究地熱水的賦存規(guī)律提供了基礎資料。但是該區(qū)地熱水埋深較大，構造復雜，而且氣水同層或油氣混合，若單獨針對地熱水而重先布井勘查，則有可能出現(xiàn)氣大水小或油氣混合的結果，勘查風險較大，加之地熱水礦化度較高，今后開發(fā)利用對輸水管道，供水管網(wǎng)以及廢水處理和排放都存在一定問題，勘查和開發(fā)成本較高。因此，建議以收集石油部門天然氣鉆井、地震物探資料為主，對有開發(fā)前景的區(qū)塊，輔以物探進行可行性論證；對現(xiàn)在水量大、溫度高，無天然氣開發(fā)價值的鉆井進行評估，提交是否有開發(fā)利用價值的評估報告，為當?shù)卣猩桃Y提供決策依據(jù)。

在上述工作的基礎上，編制瀘州地區(qū)地熱地質(zhì)和勘查開發(fā)規(guī)劃圖，提交瀘州地區(qū)地熱資源勘查開發(fā)可行性研究報告，為規(guī)劃合理勘查開發(fā)利用瀘州地區(qū)地熱資源提供基礎資料。

[1] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查地質(zhì)局113地質(zhì)隊．瀘縣福集地熱水井完井總結報告[R]，2003．

[2] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查地質(zhì)局113地質(zhì)隊．瀘縣玉蟾山地熱水資源勘查前期論證報告[R]，2005．

[3] 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查地質(zhì)局113地質(zhì)隊．四川省敘永縣回龍山地熱水前期論證報告[R]，2006．

Feasibility Assessment of Development of Geothermal Resources in Luzhou

DING Zhi-yong SHI Lei
(No. 113 Geological Team, BGEEMRSP, Luzhou, Sichuan 646000)

Geothermal resources in Luzhou are confined to geothermal reservoirs of the Middle Triassic Leikoupo Formation, Lower Triassic Jialingjiang Formation and Permian Maokou and Xixia Formations which occur in stratified form to the south of the Xuyong-Gulin line with wide distribution, stable lithlogy and thickness and thickness as well as simple structure and are buried in depth to the north of the Xuyong-Gulin line with stratified and zonal occurrence and complicated structure. Feasibility of development of the geothermal resources is proved.

geothermal reservoir; development; feasibility; Luzhou

P641.7

A

1006-0995（2014）04-0569-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.022

2013-9-22

丁志勇（1974-），男，四川榮縣人，工程師，從事水、工、環(huán)地質(zhì)工作