武义温泉成因特征及利用前景

2016-10-12朱厚忠

西部探矿工程 2016年10期

关键词：热田武义温泉

朱厚忠

（浙江省武义县国土资源局，浙江武义321200）

武义温泉成因特征及利用前景

朱厚忠*

（浙江省武义县国土资源局，浙江武义321200）

着重论述了武义温泉成因特征、地热水循环模式，并结合武义县社会经济发展，描述了进一步开发利用地热资源的美好前景。

武义温泉；成因优势；再生循环；美好前景

1　概述

武义温泉“华东一流，浙江第一”，有着国土资源部命名的“中国温泉之城”荣誉。武义县委、县府把“打造中国温泉名城，构建东方养生胜地”编入“十三·五”规划总体目标。作为本地地质同行有义务进一步认知掌握温泉的成因规律，使更多的人了解温泉利用的现状和前景，使更多的有识之士、投资家来充分利用这一美好资源，服务于全县社会经济总体目标。

2　温泉成因及地热地质模式

2.1武义地热田的热储

2.1.1影响武义地热田的区域构造及主要热储构造带

东西向区域衢州—天台大断裂带通过地热田北缘上茭道—八字墙一带，形成于燕山早期，属活动性断裂带。

北东向区域庆元—浦江深断裂带，通过地热田北西盆缘，属活动性断裂。

北西向区域淳安—温州大断裂带通过地热田范村、武义县城、泉溪一带，晚近期有一定活动。

南北向区域箬阳—柳城—鹤溪断裂带通过地热田西侧四百田、章五里一带，为晚近期松散破碎带。

上述区域构造为武义地热田格架构造，内有多条与之平行的次级构造，这些大小不一的次极构造充填了200多个萤石矿床（点），由于新构造期的地质运动形成了继承性击穿萤石矿床破碎带，共同完成了纵横交错的网格状热储构造带。区内主要热储破碎带有北东向杨家—塔山构造带，控制了杨家、长蛇形、塔山的温泉，还有北东向冷水坑—溪里构造带控制了章山、冷水坑、余山头、溪里、徐村温泉，及与其平行的周岭、鱼形角温泉。

2.1.2浅部热储

目前武义地热田属断裂对流型浅部带状热储中—低温地热资源。热储主要存在空间是连接深部侵入岩体内外带或岩体内的断裂构造破碎带部位。鉴于目前勘查深度在300～450m之间，所能涉及的是深部高温流体沿构造裂隙带上升运移（伴随逐渐降温），于构造膨大张开或交切复合等有利部位集聚的浅部热储，故水温较低，一般仅35℃～50℃。

2.1.3深部热储

上部与浅部热储带过度，底部就是加热带顶部，具强大持续的传导流补给，其多孔破碎热流体径流是重要特征。深部热储属中—高温地热资源，例溪里北东向热储破碎带长度25.5km，宽5～60m，下切深度3000m，是具有较大规模的热储构造。据浙江省地质矿产老科技工作者协会朱安庆等采用SiO2、Na-K，经验温标估算武义地热田溪里等5个温泉区中深部热储的温度和深度，表1为溪里鱼形角塔山地热区SiO2温标法估算结果。

由表1可见，Na-K温标较SiO2温标计算值偏大，由于地热区水化学分析数据太少，仅作为今后论证时参考。

热储深度为986～1169m，热储温度为95.89℃～110.50℃；Na-K温标，热储深度1097～1388m，热储温度达104.71℃～128.0℃，皆达到国家《地热资源地质勘查规范》GB/T11615—2010中地热资源温度分级的中温地热资源标准，见表2。

2.2武义地热田的热源

武义地热田热源是以深部区域性燕山早期花岗岩基及燕山晚期岩浆穹隆热源形成的强大地热场为背景，又叠加燕山末期小规模晚期侵入岩体组成的热源。

表1　热储温度及深度计算表

表2　地热资源温度分级

深部热源具很高温度，根据钻井或坑道中在溪里和鱼形角两地不同深度的地热梯度分别是11.58°/100m和10.28°/100m，高热梯度反映了深部存在高热储。深部热流以通过导热性能较好的中酸性火山岩向地表传递；深循环对流地热流体从深部输送出更高温度，二者共同组成了浅部热储热源。

2.3武义地热田盖层

武义盆地以晚侏罗世破火山口坍陷为基础，以早白垩世陆相湖盆沉积地层为主体，封闭了破火山口及其下面的岩浆房。下白垩盆地地层及上侏罗统火山岩地层共同组成了武义地热田的盖层，厚度由数百米至3～4km。据武汉地质学院水文地质系毕业实习队在鱼形角、大塘口、马昂、荷叶塘等萤石矿井中采集的少数岩石热导率样品及地温测量资料，计算地热梯度及大地热流见表3，可知砂砾岩及粉砂岩热导率及大地热流皆低；熔结凝灰岩热导率高，大地热流并不高；含水构造破碎带（构造角砾岩）大地热流及导热率皆高。借助此表可初步表明盆地沉积地层是较好的阻热保护盖层。

表3　岩石热导率及大地热流测量表

2.4地热水补给、径流、排泄及深循环对流的水动力

武义地区北东向、北西向、东西向、南北向格架断裂及各组互为平行排列的次级断裂相互交切，纵横分布，地表盆地汇集的大量降水在浅部形成“网格”状下渗，随深度增加小裂隙归并于深大断裂构造下渗到地热温度所需的深度进行深循环。张性和张扭性构造形成时间较晚，新构造断裂破碎带裂隙发育便于潜水下渗；压性和压扭性构造形成时间较早，被萤石矿、石英脉等充填堵塞，但有新构造的继承活动，出现了新的破碎带也是良好的下渗通道。

武义盆地地层中富含Ca2+、Mg2+，在一定深度（温度30℃～40℃条件），Ca2+、Mg2+析出沉淀堵塞通道；火山岩地层钙、镁含量低，下渗潜水中Ca2+、Mg2+析出沉淀量少保持了通道的畅通性。

武义盆地两侧火山岩一般比盆地高300～500m，高地势区的静水压力成为下渗深循环的水动力，并使热流体在深部向盆地区径流，遇到构造破碎带通道则上涌至近地表浅部，沿小裂隙扩散排泄。武义地区属低山丘陵区，地势较低，没有切割深的峡谷，静水压力小，热水一般在地表以下呈较深隐伏状。

2.5地热水形成概念模式图

根据浙江省地质矿产老科技工作者协会1995年对地热田的塔山、徐村两温泉进行氧氢同位素测试结果见表4。

表4　氢氧同位素测试结果表

图1与现今大气降水相当，因此确定温泉水补给源为大气降水。补给区为武义盆地两侧上侏罗统火山岩高地势区，补给距离约6～8km，相对高差形成的静水压力是地表水深循环径流和上升扩散的水动力条件，热流体循环深度约在1000m以上，热矿水成因为大气降水沿断裂带深循环对流，形成过程如图2所示。

图2　地热水形成过程

参考浙江省第三地质大队叶志正等高级工程师提供的武义地热田地下热水成因模式如图3所示。

3　武义温泉利用前景

3.1众多尚未开发的温泉是武义温泉产业发展的丰富源泉

武义地热田已经发现了13处温泉，分别是：荷叶塘、杨家、长蛇形、塔山、章山、冷水坑、余山头、溪里、鱼形角、徐村、郑山头、潘村、周岭等温泉，随着勘查不断深入将有更多的温泉发现。目前已在利用的仅溪里与塔山2个温泉，另有11处之多尚未开发利用，例如：鱼形角温泉为20世纪90年代初东风萤石公司开采萤石矿时发现，温泉出水点埋深230～265m，涌水量1248m3/d，水温36℃～39℃，地热梯度9.7℃/100m，水质为HCO3、SO4-Na（Ca）型氟、偏硅酸达命名标准。又如：郑山头温泉，2007年温泉普查时发现，出水点埋深190m，涌水量3000m3/d（冷热混合水），井口水温33.5℃，地热梯度10.88℃/100m，水质为HCO3、SO4-Na（Ca）型氟达命名标准、偏硅酸接近命名标准。还有余山头温泉，2007年温泉普查时发现出水点埋深350m，涌水量2000m3/d（冷热混合水），坑口水温30.0℃，地热梯度大于5℃/100m，水质为HCO3、SO4-Na型氟、偏硅酸达命名标准。虽然这些温泉在开发利用中还存在一些难度，但随着研发技术的成熟创新及社会发展的需求，温泉价值、用途会得到更多的体现。

3.2深部中—高温热储的研发探索

目前武义发现的温泉属浅部次级热储低温地热资源，深部热储尚未触及到，浅部次级热储在发掘中易被破坏“自封闭”构造而混入冷水降低温度，大大降低了利用价值，因此未来探索的方向是深部中—高温热储。从深部燕山早期破火山口喷发后空虚的岩浆房上侵的岩浆穹隆余热推断可能存在温度200℃左右的大面积干热岩体，如能研发向干热岩体灌入冷水，加热升温后再抽回地面利用，那将会获取可观的高温能源，对减少传统能源CO2、H2S气体、渣的排放，对生态环境保护将是巨大的贡献。