王 磊，張金龍

（1.廣東省地質局第七地質大隊；2.廣東省有色金屬地質局九三五隊，廣東 惠州 516000）

地熱資源作為一種綠色低碳、可循環(huán)利用的能源，具有儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點，是一種極具競爭力的清潔能源。地熱資源可以運用到人們的生活中，科學開發(fā)地熱資源，不僅能夠為人們供暖提供保障，還有利于帶動旅游業(yè)，有效推動區(qū)域經濟發(fā)展。加快開發(fā)利用地熱能對調整能源結構、節(jié)能減排、改善環(huán)境具有重要意義。

1 黃沙洞地區(qū)地熱資源賦存的地質條件

黃沙洞地熱田是廣東省較為有名的地熱田之一，也是目前廣東省勘探地熱流體溫度最高的地熱田，孔內最高水溫為127.7 ℃。據調查，目前，黃沙洞地區(qū)開發(fā)利用的地熱井井深一般為200～300 m，水溫為40～70 ℃。水熱型地熱資源以直接利用為主，開發(fā)利用的方式有洗浴、療養(yǎng)、保健等，可開展以度假村為主要形式的旅游業(yè)開發(fā)。黃沙洞工作區(qū)位于惠州市中東部，由惠城區(qū)橫瀝鎮(zhèn)管轄。工作區(qū)處于蓮花山脈西南麓，山脈走向與主要構造線走向相一致，多為東北走向，屬中低山、丘陵和山間小盆地地貌。工作區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，季風特征明顯，氣候溫和。

1.1 地層

工作區(qū)出露的地層從老到新有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系和第四系。

1.2 構造特征

工作區(qū)內斷裂發(fā)育，以東北向斷裂和西北向斷裂最為發(fā)育，其次為東西向斷裂和南北向斷裂，并伴有近南北向的褶皺。紫金-博羅斷裂帶南段由潼湖斷裂、川龍凹斷裂組成。地層與侵入巖接觸界線附近的斷裂主要有留名坑斷裂和石芽寨斷裂，屬于紫金-博羅斷裂帶的主要配套斷裂。區(qū)域內褶皺構造相對發(fā)育，主要為招元向斜。區(qū)域內斷裂構造呈棋盤格子狀，主要為東北向斷裂和西北向斷裂，其次為南北向斷裂。

1.3 巖漿巖

黃沙洞一帶出露3 個大小不等的巖體，呈巖株或巖瘤狀產出。巖性主要為細中粒黑云二長花崗巖、白云母化二長花崗巖、花崗斑巖。區(qū)內所見巖體主要為大點頂巖體，其與地層的接觸關系均為侵入接觸，即使斷裂改造，也依稀可見侵入證據，有細粒帶、冷凝邊、烘烤邊，有的見硅質殼（巖體與地層之間厚2～5 cm 的石英脈）。

1.4 水文地質條件

區(qū)域內地下水的賦存及分布主要受地質構造、地層巖性、地形地貌、氣象水文等因素控制。區(qū)內形成了縱橫交錯的斷裂構造帶、劇烈的褶皺和支離破碎的地層巖石，加上后期內外地質營力作用，基巖的構造裂隙和風化裂隙進一步發(fā)育。喜馬拉雅運動期間，東江、西枝江流域及潼湖等地伴隨地殼下降沉積了一套河流沖積相（潼湖以湖積為主）松散沉積層。其中，裂隙發(fā)育的巖層及松散沉積層中孔隙性、透水性較好的砂礫卵石層是主要含水層和地下水儲存運動的場所。區(qū)域地處亞熱帶季風氣候區(qū)，降雨豐沛，為地下水形成提供了充足的水源?；鶐r分布區(qū)普遍含風化裂隙水，充水斷裂帶有利部位賦存豐富的構造裂隙水，松散巖類分布區(qū)賦存豐富的孔隙水[1]。

1.5 水熱型地熱資源

1.5.1 黃沙洞地熱田邊界條件

區(qū)域內現狀顯示的地熱田均為水熱型地熱田，以地熱流體的出露（揭露）為主要表征，屬隆起山地型地熱資源。地熱田受深大斷裂及巖體分布控制，總體呈東北向串珠狀展布，局部受西北向和東西向構造帶影響。據調查統(tǒng)計，區(qū)域內發(fā)現地熱田48 處。工作區(qū)內唯一地表顯示的黃沙洞地熱田屬水熱型地熱系統(tǒng)，主要分布于大點頂巖體與圍巖的接觸帶，受斷裂控制特征明顯。根據工作區(qū)地熱資源賦存的地質條件，以地熱田周邊導水導熱構造、侵入巖與圍巖接觸帶為主要劃分條件，并結合地形地貌及同位素地球化學特征，圈定黃沙洞地熱田邊界，水熱型地熱田的平面面積為6.836 km2。

1.5.2 地熱資源流體溫度分級特征

區(qū)域內地熱流體溫度跨度較大，低溫可達26 ℃，中溫可達118 ℃，高溫地熱未見顯示。研究區(qū)地熱田中，流體溫度25～40 ℃的地熱田有19 處，約占總數的40%；流體溫度40～60 ℃的地熱田有19 處，約占總數的40%；流體溫度60～90 ℃的地熱田有9處，約占總數的18%；流體溫度大于90 ℃的地熱田有1 處，約占總數的2%。統(tǒng)計結果表明，區(qū)內出露（揭露）地熱流體的溫度絕大部分在90 ℃以下[2]。

1.5.3 熱儲形成

根據已有的鉆探及測溫資料，黃沙洞地熱田熱儲具有多層結構特征，均為帶狀熱儲，受大點頂巖體與圍巖的接觸帶和斷裂共同控制。花崗巖體與寒武系淺變質巖接觸帶在后期構造運動影響下形成接觸構造裂隙帶，成為深部地熱流體上升的主通道，決定地熱流體的補給、徑流及排泄，控制著熱儲的發(fā)育埋藏，是本區(qū)水熱型地熱田形成的主導條件。熱儲的形成及地熱田的分布與斷裂構造活動密切相關。經綜合分析，研究區(qū)內地熱田分布主要受東北向區(qū)域深大斷裂構造控制。

1.5.4 地熱資源開發(fā)利用

黃沙洞地熱田具有中高溫地熱田的資源稟賦條件，最高溫度127.7 ℃的惠熱1 井具備地熱發(fā)電功能。因此，將黃沙洞地熱田地下熱儲特征和地面綜合利用技術相結合，形成高效的地熱綜合梯級利用方案，建立一套地熱發(fā)電—地熱制冷—地熱供熱/干燥—休閑洗浴的地熱資源梯級利用工藝流程，該方案可以實現以新能源為動力、綠色減排的目的，有效帶動當地經濟可持續(xù)發(fā)展，促進城市生態(tài)文明建設[3]。

2 工作方法

采用基礎地質調查、地球化學勘查、地球物理勘查和地熱地質鉆探等技術方法，對黃沙洞地區(qū)的深層地熱資源進行勘查。收集并整理資料，按相關規(guī)范開展地熱地質調查、地溫測量。本次地熱資源勘查取得較好的成果，達到預期目的。

2.1 資料收集整理

系統(tǒng)收集和整理工作區(qū)與地熱有關的地質調查、地球化學、地球物理等各種資料，并加以二次開發(fā)利用，是開展本次地熱勘查的重點工作。對前人成果資料進行全面分析整理，結合野外踏勘進行復核與校對，開展綜合研究，確保資料使用的合理性和準確性[4]。其間重點研究沉積蓋層、侵入巖、深大斷裂構造與地質演化史，重點剖析黃沙洞地熱田內水熱系統(tǒng)和干熱巖地熱資源分布特征。

2.2 地熱地質調查

為進一步提高工作程度，在黃沙洞地區(qū)前期地熱地質調查（比例尺1∶5 萬）的基礎上，開展兩種小比例尺地熱地質調查（比例尺1∶1 萬和1∶2.5 萬），調查面積分別為7 km2和60 km2。野外工作底圖均采用比例尺1∶5 000 的最新地形圖，精度符合規(guī)范要求。野外工作利用手持全球定位系統(tǒng)（GPS）設備定位調查點，各類調查點的調查卡片統(tǒng)一制作，按統(tǒng)一工作方法、統(tǒng)一圖式圖例進行記錄，做到規(guī)范化、系統(tǒng)化作業(yè)。調查方法采用路線觀測，以穿越法為主，追索法為輔。路線的布置基本全面控制工作區(qū)所有與地熱有關的地層、構造、巖漿巖，特別是一些重要接觸關系或重要的構造區(qū)部位和地熱異常區(qū)。工作布置基本合理，工作方法得當，技術路線可行。本次地熱地質調查地質觀察路線共有32 條，總長為116 km，共計543 點，包括構造點45 個、界線點74 個、地質巖性點355 個、泉點3 個、機（民）井調查點54 個（其中地熱井26 個）、地表水調查點18 個（16 個測流點），路線調查自檢與互檢率為100%。野外工作完成后，統(tǒng)一組織專家開展野外現場抽查，主要對點位、點性、觀測描述與實際是否相符，野外記錄與手圖、實際材料圖是否一致等內容進行隨機抽查。抽檢率為30%，合格率為100%，滿足比例尺1∶1 萬和1∶2.5 萬的地熱地質調查精度要求[5]。

2.3 地溫測量

地溫測量按設計要求進行。井內測溫采用SYKJ-16 型高精度數字地質溫度測試儀，點距為5.0 m，共進行1 079 點次地溫測量，并繪制了鉆井測溫曲線圖，滿足規(guī)范要求。

3 調查成果

提高了工作區(qū)地熱地質調查精度，基本厘清了測區(qū)內地層、侵入巖、變質巖的分布、時代以及接觸關系；厘定了工作區(qū)內的構造形跡，分析其構造演化，建立了地質構造格架；基本查明工作區(qū)內水文地質條件；基本查明了工作區(qū)內地熱資源分布情況及其類型、熱儲埋藏條件與規(guī)律、地熱流體化學特征[6]。

分析了工作區(qū)內水熱型和干熱巖型地熱系統(tǒng)成因，初步構建了黃沙洞地區(qū)的熱儲模型，初步評價了區(qū)內水熱型地熱資源量及發(fā)電潛力。黃沙洞地熱田為帶狀熱儲型，受斷裂構造和侵入巖體共同控制，具多層結構，大致劃分為兩個地熱儲層。經折算，黃沙洞工作區(qū)熱儲值相當于1.97×105萬t 標準煤。以惠州市2015 年能耗值1 833.28 萬t 標準煤計算，黃沙洞地區(qū)地熱資源可供惠州市使用107 年[7]。

初步圈定了水熱型地熱資源勘探靶區(qū)和干熱型地熱資源勘探靶區(qū)各一處。總結了惠州市深部地熱資源調查評價的主要技術方法，包括地熱地質調查、地球物理勘查、地球化學勘查、高溫地熱鉆探、地熱資源評價等，基本形成了一套地熱資源勘探技術方法體系，具有一定的示范意義[8]。

4 結語

地熱資源是一種綠色能源，具有清潔環(huán)保、用途廣泛、穩(wěn)定性好、可循環(huán)利用等特點，可以部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源。開發(fā)利用地熱資源是節(jié)能減排的重要手段，具有巨大的社會效益、經濟效益和環(huán)境效益。經調查評價，黃沙洞地區(qū)深部地熱資源具有較高的開發(fā)價值。未來，惠州市要大力開發(fā)區(qū)域深部地熱資源，有效減輕大氣污染，促進地方經濟綠色發(fā)展。