广东阳江新洲地热田地热资源特征及其开发利用建议

2013-12-14王双

地下水 2013年1期

王双

(广东省地质局水文工程地质一大队，广东湛江524049)

广东省阳江市新洲地热田位于阳东县新洲北西4km，北距阳江温泉茶场20 km(温泉茶场至阳江县城30 km)，距鸡山农场3.5 km，东南距新洲4 km，距东平26 km。由温泉茶场至新洲，有简便公路可通地热田，交通较为方便。

本区地处亚热带，气候温和，雨量充沛。夏季多雨，日照时间长，年平均气温 22.5℃，最高气温 35.7℃，最低气温2℃，年平均降雨量2 383.2 mm，降雨不均，其中4～9月为雨季，降雨量占年降雨量的86%。年平均蒸发量为1 506.3 mm。每年7～9月常有台风，平均每年2.9次，风力一般7～9级，最大风力10级，风向以北东为主，次为南西。

1 地热地质特征

1.1 岩性、构造特征

出露主要岩性为燕山二期花岗岩，位于新洲岩体的北西缘、地热田以南，在其北仅有零星出露。花岗岩体与八村群混合岩体呈明显的侵入关系，但接触变质反应微弱。

地热田处于恩、开深大断裂的南西侧，阳江—广州—从化深大断裂的南段东侧，台阳山字型构造前弧西缘，构造甚为复杂，它受多个构造控制。其中以北东向断裂最发育，断裂的数量最多，且规模较大，延伸2～5 km，宽5～10 m不等。在地热田内，该组断裂呈多字型排列。沿断裂破碎带普遍有角砾岩、糜棱岩、超糜棱岩、石英脉、压碎花岗岩及蚀变花岗岩分布。沿断裂有明显的擦痕，有些擦痕具一定的延伸方向。北东向断裂很可能是热水的运移通道。

1.2 热源

本区在晚近时期有着强烈的新构造运动，热田为地震活动频繁，最近时期仍有较强的地震，表明热田深处继承性水热活动仍在进行着。

目前热田井内最高水温为104℃，井口最高水温为101℃，其深处温度尚难估计。地下热水热源机制不外乎有两种:一是地下水深循环获得地球内部热量，即地温梯度加热;二是浅层未冷凝侵入体的传导加热作用。人们认为，高温热田的形成有其特定模式，在地壳浅部必须有未冷凝侵入体，它一般埋藏7～15 km深，温度600℃～900℃。新洲热田水化学类型为氯化钠型，矿化度2～3 g/L，2、3、5号孔均见到岩脉，热田深部可能有近期岩浆侵入体，构成热田水热活动的热源。因此，浅层未冷凝侵入体的传导加热作用是产生本地热田热源的主要因素。

1.3 热储及盖层

组成热储的岩性，是燕山期中粗粒黑云母花岗岩、中粒斑状黑云母花岗岩。由于水热活动的结果，使热水中易于蚀变的矿物，如长石、黑云母及角闪石等蚀变为高岭土、绿泥石及绿帘石等。同时热水对于蚀变矿物的进一步作用蚀变矿物溶滤冲刷后被热水带走，形成大小不等的蚀坑，增加了热储岩石的储水空间。它不但起了胶结封闭的作用，同时也扩充热储岩石的储水空间。

上部有一盖层，一个含水层和下部有岩浆侵入体。热田上覆盖层为第四系淤泥、泥炭土、亚粘土，厚0.20～＞11.84 m，从总的趋势而言，从东到西第四系厚度由厚变薄，在西部81号泉基岩直接裸露地表。盖层不够理想。

2 热能计算

地热田共施工5个中深孔，以ZK3、ZK5两孔水量大、温度高、分别在地热田东、西两边，在正式开采前对 ZK3、ZK5进行了多孔抽水试验，当两孔互阻抽水时，ZK2孔断流，降至水位0.08米，ZK4孔断流，断流后水位降至0.065 m，ZK1孔流量只有0.203 L/s;热泉除了33号泉甚少流量外，其余各泉均断流，故计算时选取ZK3、ZK5两孔作为开采孔。经抽水试验计算，干扰情况下两孔自流量为1959 m3/d，有一个水文年的动态资料;干扰情况下推算两孔涌水量为4 559 m3/d。

ZK3孔抽水时温度98℃，ZK5孔温度为79℃，二者混合时，取其加权平均值t=92℃。

以可采水量4 559 m3/d，加权平均水温为92.0℃，按我国《地热资源地质勘查规范》(GB/T 11615—2010)的有关要求，地热田热能可采用下列公式计算:

计算公式:Wt=4.186 8Q(t-t0)

式中:Wt为热功率，单位为千瓦(KW);Q为地热流体可采量，单位为升每秒(L/s);t为地热流体温度，单位为摄氏度(℃)，在此取值为92℃;t0为当地年平均气温，单位为摄氏度(℃)，在此取值为22℃;

根据上述公式及相关参数，计算得出本地热田的热功率Wt为15 465.62 KW。根据我国《地热资源地质勘查规范》(GB/T 11615—2010)的地热田规模分级标准，本地热田属中型规模地热田(标准:10 MW＜Wt＜50 MW为中型地热田)。

3 热水水质特征

按照国家标准(GB/T11615—2010)中有关理疗热矿水水质标准进行评价。据水质检测结果，热矿水水质具下列特征:

(1)热矿水在形成过程中经深循环运移，溶解了大量各种各样的矿物质，可溶性总固体达1 852～3 426.71 mg/L。除含有丰富的等常量离子外，尚有锂、锶、溴、碘、锌、铁、锰、铬、氟、硼、砷、镭、氡等微量元素或特殊组分。

(2)热矿水中阴离子以Cl-为主，阳离子以Na+为主，水化学类型为Cl-Na型，口感具咸味。

(3)按国标GB/T11615-2010所附理疗热矿泉水水质标准所列的14项水质指标中，其中氟、偏硅酸和氡已分别达到了命名氟水、硅水和氡水的质量浓度要求。另外溴、锂2项，已达到矿水浓度指标。还有偏硼酸一项，未达到矿水浓度，但已完全达到了有医疗价值的浓度。

(4)热矿水井口水温为80℃～101℃，已达到了医疗矿泉水水质标准规定≥34℃的要求。

综上所述，新洲地热田热矿水可命名为医疗用弱放射性含氟、偏硅酸的氯化钠型咸热水。

表1 新洲热矿水水质与理疗热矿水水质标准对照表 mg/L

4 开发利用建议

新洲地热田是广东省目前温度较高，水量较大的地热田之一，有着良好的开发利用前景。

4.1 工农业方面的利用

利用地热烘干、催芽。可因地制宜，烘干茶叶、剑麻、谷物。利用地热催芽时间可缩短一半，而且节省燃料和劳动力，操作简单，管理方便，烘干后的谷物没有其他味道，不会烘焦，色正。催芽后的种子在大田里生长情况良好。还可利用地下热水养殖水生饲料，地下热水对水生作物的生长、繁殖、越冬提供了有利条件。可利用地下热水养殖水浮莲、红萍、水葫芦、水花生等，既是饲料也是很好的绿肥，用地下热水养殖水浮莲不但可以保苗过冬，而且生长快，经济效益大。

4.2 副业方面的利用

养殖非洲鲫鱼、鳗鱼。利用地下热水养殖非洲鲫鱼使其安全越冬，近几年发展甚快，全国有14个省市在养殖。非洲鲫鱼具有生长快、繁殖力强、耗氧小、食性广、对环境适应力强，能在淡水和海水中生长繁殖，产量高、鱼刺少，肉味鲜美等优点，是当前池塘、高密度温流水及网箱养殖的好品种。但其缺点是不耐寒，一般适宜温度为16℃～35℃，11℃以下就要死亡。利用地下热水养殖非洲鲫鱼，不仅能使其安全越冬，还可以孵化繁殖，成本低、收效快、管理方便。此外还可以养殖鳗鱼、虾、家鱼等。