何江根　張少青

摘? 要：通過萬安山地熱井勘查實踐，在中元古界汝陽群云夢山組石英砂巖中鉆探出38℃地熱水，證實萬安山地區(qū)地熱資源開發(fā)潛力巨大，開采地熱資源，對促進萬安山地區(qū)成為生態(tài)文化旅游度假目的地具有重大意義。

關鍵詞：萬安山;山前帶;地熱資源;開發(fā)潛力

前 言

地熱作為可再生清潔能源，在能源結構調整和大氣污染防治的作用越來越突出。萬安山區(qū)域綜合開發(fā)項目位于洛陽新區(qū)南部山區(qū)，總面積約116 km2，該區(qū)域將被打造成為世界級生態(tài)文化旅游度假目的地、國內一流城鄉(xiāng)統(tǒng)籌綜合發(fā)展示范區(qū)、中原經(jīng)濟區(qū)文化旅游龍頭帶動項目，該項目將通過生態(tài)、文化、旅游的有效結合，打造成“世界圣城、絲路起點、千年帝都、牡丹花城”四張名片集中展示的平臺。在萬安山地區(qū)進行地熱開發(fā)，建設溫泉小鎮(zhèn)，對推動洛陽市文化旅游產業(yè)發(fā)展具有重大意義[1]。河南省的地熱資源勘查主要集中在深大斷裂附近和沉積盆地里[2]，萬安山區(qū)域綜合開發(fā)項目約80km2為山前帶，離控（導）熱構造較遠，基巖出露或蓋層較薄，地下水徑流較強，相比深大斷裂區(qū)和沉積盆區(qū)，為地熱形成不利區(qū)域。通過萬安山地熱井勘查實踐，在山前帶亦可勘查出低溫（40℃左右）地熱水。

1? 工作區(qū)概況

1.1 地層

工作區(qū)屬華北板塊構造區(qū)南緣嵩箕構造小區(qū)的嵩山背斜北翼[3]，總體構造形態(tài)為一單斜構造，地層走向為80～90°，傾向350～360°，傾角16 ～ 30°。據(jù)區(qū)域地質資料，地層由老至新為太古界登封群（Ardn）、中元古界汝陽群云夢山組（Pt₂²y）、上元古界震旦系（Pt₃z）、古生界寒武系（∈）、新生界第四系。

1.2 構造

區(qū)域上主要褶曲是嵩山背斜、穎陽向斜、箕山背斜，主要有北西向和北東向兩組斷裂。北西向斷裂主要有殷橋斷層、紙坊正斷層、羅村正斷層、宋表正斷層、嵩山正斷層、中岳廟正斷層、草墊斷層、魏灣斷層。北東向斷裂主要有錦坪山正斷層、白沙正斷層、龍泉寺正斷層（如圖1所示）。

1.2.1? 褶曲

（1）嵩山背斜

基本呈東西向延展，其東段被北西向唐窯-中岳廟、五指嶺斷層斜切成三段。工作區(qū)位于背斜西端，軸向近東西，被草店斷層切斷，核部為太古代地層，元古代的變質巖系及元古代的花崗巖體。北翼地層保存較完整，從太古界到新生界地層都有，巖層走向近東西，傾向北，傾角平緩（10～25°），構造簡單，工作區(qū)內僅保留有登封群、汝陽群云夢山組、寒武系、第四系地層;南翼因受區(qū)域大構造——月灣斷層破壞，地層殘缺不全，保留有寒武系辛集組、饅頭組、徐莊組、張夏組和崮山組、二疊系山西組、三疊系劉家溝組和和尚溝組、古近系蟒川組、新近系洛陽組及第四系地層，傾角大于40°，局部陡立，構造復雜。

（2）穎陽向斜

夾持與嵩山、箕山兩背斜之間，軸部近與東西，西段向北西偏轉，為南寬北窄的不對稱向斜。其北翼即嵩山背斜的南翼。南翼（箕山背斜的北翼）地層完整，傾角平緩（西部傾角20～30°，東部15～20°）構造簡單。

1.2.2? 斷裂

（1）月灣正斷層

西于伊川縣呂店附近，被草店斷層截斷后，向西延展情況不清，向東至新密市煤井溝，被五指嶺斷層所截，出露長度60km左右。走向近東西，傾向南，傾角70°左右，局部直立，為高角度正斷層，落差最大3000m，為區(qū)域上的控熱構造。

（2）草店斷層

走向北西，傾向南西，傾角70～75°，落差大于2000m，地表斷續(xù)出露。向北西方向被伊河斷層切割，向南東方向經(jīng)呂店至臨汝禹王山延伸，推斷其延展長度約80km。據(jù)調查，龍門西山已在此斷層帶上施工熱水井8口，最高水溫達98.5℃，說明此斷層為區(qū)域上的主要控熱構造。

（3）魏灣斷層

位于草店斷層南西側，與草店斷層大致平行，走向北西，傾向南西，推測傾角約70°，延展長度不詳。據(jù)區(qū)域資料，傾角70～80°，落差2000m以上，為區(qū)域上的控熱構造。

2? 地熱地質條件

工作區(qū)位于河南省洛陽市李村鎮(zhèn)萬安山腳下，離區(qū)域控熱大斷裂月灣正斷層、草店斷層、魏灣斷層都較遠，也無次級斷裂溝通區(qū)域控熱構造，地溫梯度低（鄰近偃龍煤田地溫梯度1.3～1.5℃/100m[4]），地熱地質條件差。

（1）蓋層

在工作區(qū)內第四系較薄，僅有20m，為本區(qū)熱儲蓋層。上元古界震旦系的粉砂巖、泥巖及古生界寒武系中下統(tǒng)的砂質頁巖、粉砂巖，由于其透水性弱，具較低的導熱率，亦可作為本區(qū)的熱儲蓋層。

（2）熱儲特征

工作區(qū)內汝陽群云夢山組石英砂巖埋深900～1400m，裂隙發(fā)育一般且不均一，滲透性較好，地下水局部富集，地下水徑流較強，導熱性好，熱導率高，地溫梯度較低，可作為本區(qū)的熱儲層。

3? 物探資料解釋

通過在工作區(qū)布置的MT測線（圖2），在測線視電阻率擬斷面上，電阻率普遍呈高阻反應，電性層分布不太明顯，無構造顯示，局部存在低阻異常區(qū)，結合現(xiàn)場情況，綜合分析地質、水文地質、物探資料，認為1520號點下方埋深1250～1500m，電阻率值出現(xiàn)低阻異常，電性特征與周邊巖石出現(xiàn)明顯差異，推測為汝陽群云夢山組石英砂巖裂隙富水反應。按地溫梯度1.34℃/100m（洛陽·薰衣草莊園資料）計算，鉆探達汝陽群云夢山組石英砂巖底1440m，水溫可達38.16℃，預測水量35m3/h。

4? 鉆探驗證

經(jīng)地熱井鉆探驗證，鉆井深度1450m，終孔層位太古界登封群（Ardn），鉆遇地層情況見表1，經(jīng)抽水試驗，井口水溫38℃，水量45m3/h。

5? 地熱流體化學特征及水質評述

根據(jù)室內實驗測試成果（表2），可知，陽粒子主要是K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，陰離子主要是Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^2-，水化學類型HCO₃-C_a·M_g·N_a·K。地熱流體中的鐵離子、氯化物、氟化物、溶解性總固體等含量超標，不宜直接作為飲用水源;對照醫(yī)療礦泉水水質標準，可知萬安山地區(qū)地熱流體是氟化物、偏硅酸為主的復合型醫(yī)療礦泉，可作為理療用水，其中偏硅酸洗浴能改善血管擴張，降低心血管疾病發(fā)病率，可以治療皮膚病、婦科病、糖尿病等;氟水洗浴能消除和色斑、使皮膚變白，對銀屑病療效最佳。

6? 地熱資源開發(fā)潛力評價

萬安山山前帶屬低溫地熱資源，主要用途為旅游、理療、洗浴、溫室、養(yǎng)殖、農業(yè)灌溉。萬安山區(qū)域綜合開發(fā)項目區(qū)山前帶地熱資源總量為1.27×1018J，折合標準煤43.34×109t，萬安山地熱井開采50年的總熱量1.55×1015J，年有效利用地熱資源量21.42×1012J/a[5]，折合標準煤73.09×104t/a，可減少二氧化碳排放量19.15×108t/a。萬安山區(qū)域綜合開發(fā)項目區(qū)地熱資源儲量大，開發(fā)前景廣闊，開發(fā)利用潛力巨大，促進萬安山地區(qū)旅游開發(fā)和地方經(jīng)濟發(fā)展，具有巨大的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

7? 結論

1、本項目利用MT法在萬安山山前帶探測地熱資源，推薦了一個地熱井位置，經(jīng)鉆探驗證，井口水溫38℃，出水量45m3/h，達到了預期目的。

2、山前帶基巖出露或覆蓋層薄，地下水徑流較強，導熱性好，熱導率高，地溫梯度低，亦可勘查出低溫地熱水。

3、寒武系下的中元古界汝陽群云夢山組石英砂巖裂隙發(fā)育一般且不均一，滲透性較好，地下水局部富集，亦存在地熱資源。

4、萬安山山前帶地熱資源開發(fā)潛力巨大，開采地熱資源，促進萬安山地區(qū)成為生態(tài)文化旅游度假目的地具有重大意義。

參考文獻

[1]? 何江根，鄭應閣等.萬安山地熱資源地質調查瞬變電磁勘探報告[R] .洛陽：河南省煤田地質局二隊，2013.

[2]? 河南省地質環(huán)境監(jiān)測院.河南省地熱、礦泉水資源調查評價報告[R].鄭州：河南省地質環(huán)境監(jiān)測院，2008.

[3]? 河南省地質礦產局.河南省區(qū)域地質志[M].北京：地質出版社，1989.

[4]? 閻留運，徐九儒.洛陽盆地地熱資源與龍門地熱田的關系[J]。中國媒炭地質，2002[1].

[5]? 賓德智，劉延忠，鄭克棪等.GB/T 11615—2010地熱資源地質勘查規(guī)范，2010.

責編/馬銘陽