趙　魁，李紫秋

(1.廣東省化工地質(zhì)勘查院，廣東 廣州 510800；2.化工部廣州地質(zhì)工程勘察院，廣東 廣州 510800)

廣東藍屋地熱田形成條件及水資源評價

趙魁1，李紫秋2

(1.廣東省化工地質(zhì)勘查院，廣東 廣州 510800；2.化工部廣州地質(zhì)工程勘察院，廣東 廣州 510800)

[摘要]廣東省是我國地熱水出露最多的省份，這些熱水出露點多受北東向深斷裂控制。本文在論述藍屋地熱田形成的區(qū)域地質(zhì)背景基礎(chǔ)上，深入地闡明了地熱的地熱地質(zhì)條件，并對水源特征進行了分析，為地熱田的進一步開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]地熱；埋藏條件；水資源

地熱能以其“穩(wěn)定、連續(xù)、高效利用”的特點，已經(jīng)成為“最現(xiàn)實和最具競爭力”的可再生能源之一[1]，廣東省地熱資源極其豐富，清遠市更是被中國礦業(yè)聯(lián)合會授予“中國溫泉之鄉(xiāng)”的美譽。藍屋地熱田位于清遠市英德市橫石塘鎮(zhèn)，是2004年勘查發(fā)現(xiàn)的熱水型地熱田，地熱田已由英德仙湖發(fā)展有限公司出資開發(fā)，建起了“英德仙湖溫泉度假區(qū)”，深受游客歡迎。

1地質(zhì)概況

工作區(qū)地層較簡單，主要有泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)、泥盆系天子嶺組(D3t )、泥盆系上統(tǒng)(D3)、泥盆系上統(tǒng)—石炭系下統(tǒng)長垑組(DCchl)、石炭系石磴子組(C1sh)、石炭系下統(tǒng)的測水組(C1c)、第四系殘坡積層(Qel+dl)、第四系全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl)。

工作區(qū)位于吳川-四會深斷裂帶的北東段，受區(qū)域深斷裂帶的影響，區(qū)內(nèi)次一級斷層發(fā)育，有北東和北西向兩組：

1.1NE向斷層

(1)鐘屋斷裂：斷層延伸長度約7.5 km，在鐘屋村西邊的山脊及北東邊的山嘴均見有構(gòu)造角礫巖，斷層傾向北西，傾角68°～73°，圍巖系灰白色白云質(zhì)灰?guī)r，深灰色灰?guī)r。

(2)黃思腦逆斷裂：斷層延伸長度約3 km，該斷層是黃思腦逆斷層的南西段，且被后期北西向F3切割，傾向北西，傾角68°，沿斷層的北東段有小巖體或巖脈侵入。

1.2NW向斷層

(1)頭巾山斷裂：斷層延伸長度約3 km，傾向南西，傾角65°～69°，與鐘屋斷裂的相互切割關(guān)系被第四系覆蓋而不清楚。

(2)社排山斷裂：斷層是根據(jù)地球物理勘查推斷的隱伏斷層，該斷層鉆孔在34.80～36.20 m見構(gòu)造角礫巖，往北西地表未見明顯斷層痕跡，而社排山的南西坡呈直線狀陡立，坡腳為第四系覆蓋，因此，推測為北西向斷層，傾向南西。

2地熱地質(zhì)條件

2.1熱源

區(qū)域性北東向吳川—四會深斷裂帶由于具有形成時間早、切割深和多期次活動的特點，而且現(xiàn)今仍有活動的跡象，是廣東省控制熱礦泉分布的主要斷裂[2]。沿吳川—四會深斷裂帶分布有20多處熱礦泉，水溫23℃～81℃，正反映這條深斷裂帶深部具備豐富的熱源，成為區(qū)域性控熱構(gòu)造[3]。藍屋村地熱田正處于吳川—四會深斷裂帶北東段的北西側(cè)，該斷裂的摩擦熱和深部巖漿余熱及放射性元素的蛻變熱為本地熱田提供了熱源。

2.2熱儲

工作區(qū)的地熱田熱儲以裂隙溶洞儲水為主要特征，明顯受斷裂構(gòu)造控制，同時受圍巖溶蝕溶洞發(fā)育程度影響，熱儲呈帶狀分布，主要分布在斷裂及裂隙溶洞發(fā)育帶，局部因圍巖溶蝕溶洞在不同深度似層狀發(fā)育，淺部可見小面積似層狀熱儲。熱儲的圍巖以灰?guī)r為主，由石炭系下統(tǒng)石磴子組隱伏灰?guī)r和泥盆系上統(tǒng)天子嶺組隱伏灰?guī)r組成。灰?guī)r：淺灰色、灰白色、深灰色，細晶質(zhì)或隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖質(zhì)新鮮，主要礦物成份CaO占90%，灰?guī)r經(jīng)構(gòu)造破碎產(chǎn)生裂隙，在地下水溶蝕作用下形成聯(lián)通性較好的溶蝕裂隙帶和溶洞發(fā)育帶，為地下熱礦水的運移和賦存提供良好的通道及空間，形成對流型熱水系統(tǒng)。

2.3導水導熱通道

平行于吳川—四會深斷裂帶的鐘屋斷層與隱伏斷層社排山斷層的交匯地段，形成裂隙發(fā)育帶，當?shù)叵滤畬?gòu)造裂隙產(chǎn)生溶蝕，形成聯(lián)通性更好的裂隙溶洞帶時，即構(gòu)成熱流體通道，同時，地下水在深循環(huán)中，經(jīng)深部熱源(地溫)的加熱并溶解大量礦物質(zhì)而形成熱礦水。由潛孔測溫數(shù)據(jù)可知，地溫等值線中心圈呈北西向展布；從熱礦水井抽水試驗的影響范圍分析，沿北西向影響最遠，降落漏斗曲線呈近北西向展布；因此，推斷北西向社排山斷層起導水作用，同時擴展了地熱田熱流體的通道。

2.4埋藏條件

測區(qū)內(nèi)的熱儲埋藏深度一般小于10～15 m，上覆第四系沖洪積的細砂、砂質(zhì)粘土、砂及砂礫層，厚度0～6 m；0～15 m的灰?guī)r較完整，相對隔水，但巖溶發(fā)育不均一，連續(xù)性差，因此，本區(qū)的熱儲蓋層不完整不連續(xù)，厚度小，保溫性能差，因淺層常溫水就近補給，天然出露的熱礦泉水溫較低(≤46℃)；因此，本地熱田屬開啟型地熱儲。

3地熱水資源評價

3.1水溫

已建成3個熱水井，井口溫度41℃～45℃之間，屬于地熱資源中的溫熱水，溫度已達到國家標準GB/T13727-92對醫(yī)療礦泉水水溫≥34℃的要求。

3.2水質(zhì)

依據(jù)2015年藍屋地熱田年檢水質(zhì)全分析成果，熱礦水中偏硅酸質(zhì)量濃度為43.06 mg/L，達到了礦水濃度標準。熱礦水中的氟質(zhì)量濃度為2.28 mg/L，達到了氟水命名標準。熱礦水中陰離子以SO42-為主，其質(zhì)量濃度達1 557.75 mg/L；陽離子Ca2+為主，其質(zhì)量濃度為504.23 mg/L，水化學類型為SO4-Ca型。熱礦水的可溶性總固體為2 245.83 mg/L，屬高礦化度的微咸熱水。熱礦水的pH值7.42，屬中性水。

3.3水量

根據(jù)鉆探成果資料，熱儲工作區(qū)溶洞及溶蝕裂隙發(fā)育，鉆探的17個鉆孔，已建成開采井3眼，熱水井在完工后均進行了穩(wěn)定延續(xù)時間不低于72 h的抽水試驗，總計涌水量5 107 m3/d；并進行了抽水持續(xù)時間不低于7個晝夜的群井干擾抽水試驗，三個開采井的干擾抽水試驗穩(wěn)定時間達到120 h以上，總涌水量3 835 m3/d，抽水過程中未發(fā)現(xiàn)水量、水質(zhì)和水溫發(fā)生突變，而且在停止抽水后水位很快即回復(fù)到抽水前的穩(wěn)定水位，由此可知，地熱田熱水量較為豐富。

3.4動態(tài)

對地熱田開發(fā)利用中的熱水井進行一個水文年的動態(tài)觀測，泉自流量在348.192～399.168 m3/d，變幅為50.976 m3/d，不穩(wěn)定系數(shù)為1.15，該泉自流量穩(wěn)定。

4結(jié)語

(1)橫石塘藍屋村地熱田位于區(qū)域上吳川—四會深斷裂帶北東段的北側(cè)、次一級北東向鐘屋斷層、黃思腦斷層與北西向頭巾山斷層、社排山斷層發(fā)育地段。地熱異常中心處于鐘屋斷層與社排山斷層交會部位。北東向的深斷裂帶是熱儲的區(qū)域控熱構(gòu)造，北東向次一級斷層鐘屋斷層是熱儲的導熱構(gòu)造；北西向次一級斷層社排山斷裂是導水和儲水構(gòu)造；

(2)橫石塘藍屋村地熱田地熱流體賦存于石炭系和泥盆系的隱伏灰?guī)r的裂隙溶洞內(nèi)，灰?guī)r在應(yīng)力作用下所形成的斷裂破碎帶及其旁側(cè)裂隙發(fā)育帶形成聯(lián)通性更好的溶蝕溶洞發(fā)育帶，屬于帶狀分布的基巖構(gòu)造裂隙溶洞熱儲。

(3)地熱田水量較為豐富，地下水動態(tài)穩(wěn)定；地熱田熱礦水pH值為7.42，水化學類型為SO4-Ca型。礦化度為2 245.83 mg/L，屬微咸熱礦水，井口水溫42℃，屬低溫地熱資源中的溫熱水，達到了醫(yī)療礦泉水水溫大于34℃的要求。偏硅酸質(zhì)量濃度為43.06 mg/L，達到了礦水濃度標準。氟質(zhì)量濃度為2.28 mg/L，達到了氟水命名標準，具較高的醫(yī)療保健價值；但熱礦水中所含的物質(zhì)成分，其中氟超過生活飲用水標準限量要求，硫酸根含量達到1 400 mg/L以上，不能作飲用水水源。

參考文獻

[1]汪集旸, 孫占學.神奇的地熱[M].北京：清華大學出版社有限公司.2001.

[2]葉聞文. 廣東三坑地熱田形成條件及開發(fā)潛力分析[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì).2000, 27(3):16-18.

[3]劉春艷. 廣東省乳源縣某地熱田地熱資源成因分析[J]. 地球.2013(5).

[收稿日期]2016-04-07

[作者簡介]趙魁(1986-)，男，河南新鄉(xiāng)人，助理工程師，主要從事水工環(huán)相關(guān)的研究工作。

[中圖分類號]P314.1

[文獻標識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0039-01