江门市银湖湾地热区地热资源存储特征分析

2016-01-28赵子敬王志平

大科技 2016年10期

关键词：湖湾压头第四系

赵子敬王志平

（1.广州泰峰地质环境咨询有限公司广东广州 510060 2.安徽省地质环境监测总站安徽合肥 230000）

江门市银湖湾地热区地热资源存储特征分析

赵子敬1王志平2

（1.广州泰峰地质环境咨询有限公司广东广州 510060 2.安徽省地质环境监测总站安徽合肥 230000）

本文通过地热区地质条件、水文地质条件、地热地质条件对银湖湾地热区地热资源存储特征、地热流场特征和地温特征进行分析。

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地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源，地热资源赋存在一定的地质构造部位，有明显的矿产资源属性，对地热资源要实行开发和保护并重的科学原则。本文依据银湖湾地热区内地质条件、水文地质条件、地热地质条件对其地热资源存储特征、地热流场特征和地温特征进行分析。

1 区域自然地理条件

银湖湾地热区位于江门市新会区内，占地面积0.014km2。该区属海洋性亚热带气候，气候湿热，热量充足，雨量较充沛。区内地貌类型主要为浅海滩涂、水域等。区内河道纵横交错，地表水体发育，主要河流为潭江水系[1～2]。

2 地质条件

2.1 地层

区内地层主要为第四系松散层覆盖[3]，按成因类型细划分如下：

（1）第四系陆相冲积层（Qa）l：分布于山谷地边缘和丘间谷地，主要岩性由亚砂土、细砂、中粗砂、砂砾和砾卵石组成，一般层厚5～7m，局部大于20m。

（2）第四系海陆交互相沉积（Qm）c：大面积分布于地热区和东北部海中及河流两侧，由北向南从陆相冲洪积往海相沉积过渡，颗粒由粗变细，以冲积为主时的岩性由砂质粘土、砂质淤泥、中细砂和含砾中砂组成；以海相沉积为主地段的岩性由淤泥、淤泥质砂和细砂组成，厚度变化较大，一般3～15m，局部达40m。

2.2 岩浆岩

区内岩浆岩发育，主要为燕山三期侵入体（γ52（3））[1]，岩性为中粗粒斑状黑云母花岗岩，岩石呈灰白色、浅肉红色，中粒似斑状结构，斑晶含量10～20%，主要矿物成份长石、石英和黑云母，呈巨大岩基出露。

此外在北部岩体中，受后期断裂活动影响，生成一些构造脉岩，一般呈细粒斑状结构，多以北东走向长条状产出，常对导水导热有利，与地热和温泉形成有较密切的关系。

2.3 构造

地热区地处华南褶皱系粤中断块区与粤东北断块区交接区[1]，褶皱构造不发育；区域上受北东向河源-广海大断裂和西江断裂带控制，断裂构造较为复杂。

区内由于第四系覆盖，未见构造发育。

3 水文地质条件

3.1 地下水类型

区内地下水类型按赋存条件划分，主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水二大类[3～5]。

3.1.1 松散岩类孔隙水，有两个亚层

（1）第四系河流冲洪积层孔隙水：主要赋存在本地热区北部沿银洲湖和海岸线分布，补给与地表水关系密切，以潜水含水层为主，岩性为粗砂、粉砂层，厚度1～5m，最厚25m。富水性弱-中等，单井涌水量60～300m3，水化学类型HCO3-Ca·Mg，溶解性总固体一般小于 1.0g/L，为淡水。

（2）海陆交互相沉积层孔隙水：在地热区和南部大部分地区，含水层以粉砂层为主，厚度10～20m，常具弱承压性质，水量较贫乏。受海水和河水的共同影响水，水化学类型以Cl-Na型为主，溶解性总固体大于1.0g/L，局部达10g/L以上，为微咸水和咸水。

3.1.2 基岩裂隙水

受构造形态控制，局部基岩地段有构造带状裂隙水形成，其产状复杂，富水性和水质类型与构造性质紧密相关，常切过不同含水层，补给源具多种渠道，水力性质为带状承压水。

3.2 地下水的动态

区内地河流、沟渠等表水体密布，接受大气降水和地表水补给，第四系冲洪积层和海陆交互相沉积层分布广泛，砂质含水层和淤泥质粘土隔水层相间，形成层间弱承压水，主要靠蒸发排泄，水交替缓慢，水量较贫乏，地下水的矿化度较高。

4 地热区地热地质条件

4.1 边界条件

4.1.1 盖层

银湖湾地热区分布于黄茅海的浅海滩涂中，根据勘查资料揭露[3～5]，地热区上部第四系松散覆盖层为海相或海陆交互相沉积，以淤泥和粉质粘土层为主，厚度一般在20.0～30.0m，灰黑色，软塑，透水性弱；砂层较薄，多呈透镜体状，虽有较强透水性，但连续性差。

地热区花岗岩中的长石在风化时易形成砂质粘性土层，和上部淤泥质粘土层一起，厚度普遍大于50m。沿构造带上部断层泥、全风化花岗岩及残积土的存在，导热和透水较差，地热流体不易扩散，为形成良好的盖层，对热储体起到了良好的保护作用。

4.1.2 围岩

地热区下伏基岩岩性为燕山三期（γ52（3））中粗粒黑云母花岗岩，浅红-肉红色，中粗粒似斑状结构，块状构造，其组成矿物成分主要为石英、钾长石，次为斜长石，含少量黑云母；中粗粒黑云母花岗岩分布广泛，厚度巨大，微风化状态时岩质坚硬完整，裂隙不发育，岩芯柱状，透水性弱，该岩体成为热储体的围岩。

4.2 热储特征及其埋藏条件

4.2.1 热源

地热区的地热流体主要赋存于燕山三期侵入岩（γ52（3））古兜岩体中，来源于深部，根据调查资料，测区内有燕山期的侵入岩及不明时期的岩脉分布，说明在本地区曾有多次的岩浆侵入活动，岩浆活动引起的热对流增温层和断裂活动摩擦产生热能释放、岩浆余热或上地幔的气成热液是本地热区的重要热源。

根据现有的地质资料初步认为地热田的热源主要有对流热，来自沟通深部热源的现代活动性断裂带的对流热，热异常区常局限于地热对流形成的温泉附近。

在岩浆岩中放射性物质较丰富，这些放射性物质的蜕变可长期产生大量的热能，也可成为地热区的热源之一。

4.2.2 第四系松散沉积层状孔隙热储

地热区上部为第四系松散沉积层，以透水性弱的淤泥和粉质粘土为主，中～粗砂层厚度2m左右，级配好，含较多泥质，呈透镜体状，连续性差。暂未发现第四系松散沉积层状孔隙热储。

4.2.3 基岩构造裂隙带状热储

根据勘查揭露，原岩为燕山三期黑云母花岗岩，埋深63～98m处揭露出构造碎裂岩，岩体破碎，多呈不规则棱角状碎块，块径5～8cm，裂隙发育且张开，充填物少，钻进易掉块、塌孔。根据降压试验地热流体压头变化情况认为，地热区现开采井主要地热流体分布于60.0～100.0m，构造碎裂岩是本地热区主要热储，开采井地段揭露热储厚约30.30～36.26m。地热流体形成、储存、运动于燕山期花岗岩侵入体中，产状形态复杂，碎裂花岗岩是热储体，完整的微风化花岗岩则是围岩。

4.2.4 热储的埋藏条件

根据勘查资料，开采井自19.0～21.0m进入花岗岩强风化带，半岩半土状，透水性强；21.0～31.2m为中风化带，裂隙较发育，岩芯较破碎，透水性中等-强，所处地质、构造环境条件有利于热水的循环交流，构造破碎带在岩体中形成地热流体的导流导热通道。地热区附近为构造交叉复合部位，岩体突起，上覆盖层较薄，出现泄流窗口，形成温泉露头。

4.3 地热流场特征与动态

根据勘查资料，地热区域上存在多期次的燕山期侵入岩，发育多组深大断裂构造，断裂两侧岩石裂隙发育，地下水沿裂隙向深部迳流，深切的构造裂隙形成地热流体运移的通道，亦是地热流体赋存的空间。

北东向断裂对区内深部热源的聚集-运移-上升-混合-循环对流起着重要的作用，断裂带切过不同含水层，地下水从较远处山区和海里补给于基岩裂隙中，在势能和静水压力作用下沿断裂带往深部运移、循环，吸收地热能，经深循环加热后形成了地热流体；也可能有部分上地幔气成热液生成的原生水，于基岩构造裂隙带中形成带状热储。区内北西向F2断裂带具有张性特点，对区内地下水的存贮起到关键性的作用。地热流体在压头作用下沿北西向构造断裂带流动，在与北东向断裂带交汇处以上升泉的形式出露。

银湖湾地热区地热流体为咸水，可溶性总固体大于5.0g/L，现温泉压头标高在-0.2～-7.5m之间，可采资源储量较大，压头变化与季节降水量关系不大，停止抽水后压头可较快得到恢复，井口温度保持在70～78℃，水温和压头变化都很小，较长期开采未导致地热区出现温度降低和压头下降，由此认为有丰富的补给源，以对流为主要传导方式，自北西部大陆流向南东海中，从流体质量分析与海水也有关系。

4.4 地温场特征

在现有开采井地段，由于构造的交叉切割，形成地热流体排泄窗口，出现温泉露头，70℃地温场平面呈北西向长条状展布。

根据前期银洲湖围垦区一侧测温得出，埋深15m深度平面等温线呈半个不规则椭圆形，长轴大致呈北西向展布，这与该温泉＞70℃地热流体所处的北西向导水构造走向相一致。