湖南省攸县酒埠江温水地热田的勘查与开发前景建议

王　璨（湖南省地质矿产勘查开发局四0二队，湖南 长沙 410019）



湖南省攸县酒埠江温水地热田的勘查与开发前景建议

王璨（湖南省地质矿产勘查开发局四0二队，湖南 长沙 410019）

湖南省地勘局四0二队采用水文地质测绘、地球物理勘探、钻探等综合方法，勘查发现了攸县酒埠江温水地热田，该地热田的热储类型为岩溶裂隙型，其地热流体储存量丰富，质量良好，综合规模为小型，并有很高的医疗保健价值，综合利用前景广阔，对发展低碳经济、节能减排、加快生态建设，有着十分重要的意义。

温水背斜；杨滨断裂；岩溶型断裂热储；开发利用前景

酒埠江温水地热田位于湖南省攸县酒埠江国家地质公园范围的柏市镇温水村，该国家地质公园是以岩溶峰丛谷地、溶洞、地下河系统为特点，集自然生态与璀璨人文景观于一体的景区。温水地热田的发现极大地丰富了其岩溶科研、教学、旅游、科普等方面内涵。

1　酒埠江温水地热田的勘查发现与地质概况

1.1酒埠江温水地热田的勘查发现

1.1.1勘查方法

自2010年以来，湖南省地勘局四0二队在攸县柏市镇温水村依次采用了地热地质测绘、地球物理勘探、钻探等方法，开展以寻找地下热水为目的勘查工作。

地热地质测绘主要是对地热田及周边地层和地质结构构造以及地表热显示进行调查、分析和研究。

物探方法选用了联合剖面法、电测深法、可控源音频大地电磁测深法，地温测量。由于地热流体主要赋存于主干断裂南盘以灰岩为主的脆性地层的岩溶构造裂隙中，其与灰岩电性差异大，因此，采用上述方法勘查，异常特征明显。其中，电法表现为低阻异常，显示主体断裂构造和岩溶发育带的浅部走向和展布；可控源音频大地电磁测深也表现为低阻异常，显示主干断裂构造和岩溶溶隙—裂隙发育带的深部延展情况；浅部地温测量直接圈出了近地表的地温场，高温异常区很可能就是地热流体分布区。各种物探异常的叠加处，是地热流体的赋存部位。

钻探是在前期调查和综合研究的基础上进行的。其中ZK02孔于120m处钻遇了岩溶热水含水层，与综合物探方法勘查对比，效果较为明显。

1.1.2勘查工作投入和工作成果

勘查工作分期分片进行，共完成了1：1万地热地质测绘20km2、联合剖面法点863个，对称四极法点432个、可控源音频大地电磁测深点188个、浅层地温测量2350m，在此基础上，先后布置了3个钻孔共1006m进行钻探和试验，发现了面积达1.2km2的中型规模岩溶-裂隙型地热田-酒埠江温水热田，并在地热田内成井1口，涌水量达542.59m3/d，水温41.8℃。

1.2地热地质概况

攸县酒埠江温水地热田地处杨滨断裂（F1）带中部。杨滨断裂（F1）属压扭性断裂构造带，为活动性断裂，其深部蕴藏着岩浆、放射性物质蜕变和活动摩擦等多种成因的热源。酒埠江温水地热田的地下热水是大气降水沿着岩溶坡立谷南西部低山丘陵区的岩石裂隙下渗，在深循环中受到此断裂带深部的热源加热，并在静水压力作用下，流入岩溶盆地，与其常温水混合而成。

1.2.1热储岩性

攸县酒埠江温水地热田热储层岩性以石炭系中上统壶天群（C2+3ht）灰岩为主，部分为二叠系下统栖霞组（P1q）含燧石灰岩。灰岩呈灰白-深灰色，隐晶-细晶质结构，厚层状构造，矿物成分主要是方解石，含少量炭质。部分地段见挤压破碎和大理岩化现象。岩溶裂隙发育，溶洞较多。

1.2.2热储构造

攸县酒埠江温水地热田属于中低温的水热型地热田，位于温水背斜的南西倾伏端。背斜轴呈NE30°方向展布，宽约0.8km，长约4km。其西部被（F1）错切，导致温水背斜核部由石炭系中上统壶天群（C2+3ht）、二叠系下统栖霞组（P1q）、茅口组（P1m）灰岩等碳酸盐岩地层组成，而西、南、东三面分布着二叠系当冲组（P1d）、龙潭组（P2l）砂质页岩、页岩、炭质页岩、长石石英砂岩等隔水盖层，仅留北东面开口，形成个半敞开式储热构造，具有良好的热储与汇水条件。

杨滨断裂（F1），贯穿整个地热田，走向北东—南西，断面倾向南东，剖面形态上陡下缓，转折较突然，产状呈犁式，延伸约1000m，断裂带宽度10～260m。规模大，延伸长，切割了深部增温层。该断裂南东盘（上盘）岩性为（C2+3ht）壶天群白云质灰岩、灰岩，并伴有大理岩化、硅化。根据岩性可知该盘岩性以脆性为主，具可溶性，并受杨滨断裂（F1）位移时的牵引力作用形成由张节理、扭节理、破劈理发育而成的裂隙带。

图1　酒埠江温水地热田地热地质简图

2　热储类型和特征

2.1热储类型

酒埠江温水地热田位于山间冲洪积谷地，下伏灰岩岩溶发育，并有沟通热源的深大断裂通过，具备良好的储水储热空间。地热田地下热水是在水热对流系统中由深循环高温构造裂隙水与浅循环常温岩溶水混合而成，并赋存于岩溶坡立谷中岩层的溶蚀裂隙中，热储层介质以岩溶裂隙为主，热储类型属岩溶-裂隙型。

2.2热储特征

岩溶型地热田具有地热流体储存量大，水温较低，动态较稳定等特征。

（1）地热流体储量：岩溶裂隙型热储地热田热流体储量较为丰富。根据区内地热田热储模型，采用热储法估算储存的地热流体量（m3）和热储中的地热储量（J），其计算公式为：

QL=AMφ

式中：QL-热储储存水量，m3；A-（F1）断裂走向长约1506m、宽约240m的范围；φ-白云质灰岩裂隙率在2.9～5.8%。

通过计算区内地热流体储量为8.44×106m3。

（2）地热流体温度：ZK02孔出水水温41.8℃，属于低温地热田温热水级别，水量丰富，有充足补给源，可用于医疗、洗浴及生活饮用水，亦可作为农田灌溉、渔业养殖、工业水源。

（3）钾、镁地热温标：根据ZK02孔的地热流体水质分析资料，Mg2+含量为25.67mg/L，K2+含量为13.23mg/L，代入地热温标公式：

式中：C1-钾浓度，mg/L；C2-镁浓度，mg/L；t-热储温度，℃。

经过计算得出热储温度63.07℃，因此，区内有可能找到温度≥60℃的地下热水。

（4）地热流体赋存特点：由于地热田岩溶普遍发育，大部分溶洞中又有较多充填物，受主干控热断裂影响，岩层中溶隙、裂隙相当发育，岩溶地下热水含水层与常温地下冷水层通过这些空隙互相沟通影响。地热流体的特征指标明显会高于常温地下冷水或混合水。说明，获取温度更高之地下热水不在于钻孔的深度，而是钻孔是否钻遇沟通热水含水层的的断裂破碎带、溶隙带。

3　地热田的资源评价

3.1地热流体可采量

本次评价主要是以温水背斜核部密集的温泉群在抽水试验时同步观测的流量与ZK02孔的抽水试验结果来计算可采量。地热田的地下热水属于承压水，因此采用下列计算公式计算：

式中：K-渗透系数 （m/d）；m-含水层厚度 （m）；S-降深（m）；R-影响半径（m）；r-钻孔半径（m）。

通过计算，总可开采量为控制可采量542.59m3/d。

3.2地热能

可利用的地热能根据地热资源地质勘查规范（GB/ T11615-2010）给出的公式计算：

式中：Wt-热功率（kW）；Q-地热流体可开采量（L/s）；t-温度 （℃）；t0-年平均气温 （℃）；∑Wt-开采一年可利用的热能（106J）；D-全年开采日数；∑Wt-热功率值（kW）；K-热效比。

计算得出酒埠江温水地热田的地热能Wt=630.88kW，年可采热能量12.26×1012J。

4　地热流体质量及医疗保健价值

4.1热流体质量与评价

本区地热流体的矿化度及偏硅酸含量明显高于常温岩溶水，其阴离子以SO42-为主，摩尔分数为56.62%；阳离子以Ca2+为主，摩尔分数为66.38%。矿化度达573.28mg/L，偏硅酸、锶的含量分别为69.37mg/L、3.61mg/L。地热田的地下热水水化学类型为含锶、硅酸的SO4·HCO3-Ca型。主要指标均达到饮用天然矿泉水国家标，其他各项指标也符合国家标准的要求，属偏硅酸、锶型矿泉水，是一种理想的天然保健饮品。

4.2医疗保健价值

酒埠江温水地热田的热矿水对医疗应用有重要作用的是较高温度，以及硫酸钙、硅酸和锶等化学成分，该水温、水质特征适合采用浴疗和饮疗结合的医疗方法。从疗养学来说，热矿水的这些物理性质和化学成分对人体某些疾病具有治疗性能，其适应症颇广，尤其对关节炎、神经系统疾病和心血管疾病等慢性病的医疗效用为佳。

5　结语

5.1酒埠江温水地热田的开发利用现状

酒埠江温水地热田主要利用40℃左右的温热水，可以用于温泉洗浴、保健理疗和热带鱼、观赏鱼的养殖等，在此基础上开发了农村旅游度假、洗浴疗养等项目。但区内勘查程度目前仅达到预可行性阶段，可以投入资金加大勘查力度，以探求更多的地下热水可开采量。

5.2开发前景

（1）热储类型为岩溶-裂隙型，地热流体是在水热对流系统中由深循环高温构造裂隙水和浅循环常温岩溶水混合而成，具有储存量丰富、动态稳定等特点；

（2）地热田地热钻孔孔深度应在300～700m，小于1000m，成井深度浅，成井费用低，资源开发投资较为经济；

（3）根据热流体质量评价结果，地热田地热流体达到生活饮用水标准，饮用天然矿泉水标准，理疗矿水标准，渔业水质标准，降温处理后可用于农田灌溉。因此地热流体具备多种直接利用方向，包括提供生活热水、生产饮用天然矿泉水、温泉理疗洗浴、水产养殖等，其逐级综合利用前景广阔；

（4）随着勘查工作的继续进行，预计地热田储量将会扩大，可能达到中型规模。

总而言之，攸县酒埠江温水地热区的开发利用，增加了攸县酒埠江一带的旅游资源的新内容，进一步推进攸县旅游产业的发展：开发利用可延长产业链，形成的产业群可提供数百至上千个新的岗位，为农村富余劳动力的转移，将起积极的推动作用。此外本区自然地理环境优美，空气清新，风光秀丽，地下热水资源丰富，具有广阔的开发利用前景。

［1］中华人民共和国国家标准.《地热资源地质勘查规范》（GB/T11615-2010）.

［2］周 训，金晓媚.地下水科学专论.北京：地质出版社，2010.

［3］丁 雷，宋绍军.地热资源勘探方法技术的应用与展望［J］.吉林地质，2004，12.

［4］徐世光，陈连竹.昆明地温地热田及其开发利用.水文地质工程地质，2000，27（3）.

王 璨（1984-），男，工程师，研究生，主要从事水文工程地质工作。

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2095-2066（2016）16-0075-02

2016-4-26