海南乐东龙沐湾地热田地质及水化学特征分析

2018-09-11王晓林曾维特杨永鹏张航飞吴多誉

西部探矿工程 2018年9期

王晓林，曾维特,2，杨永鹏，张航飞，吴多誉

（1.海南省地质调查院，海南海口570206；2.海南省地质局，海南海口570206；3.海南地质综合勘察设计院，海南海口570206）

地热作为一种绿色新兴可再生能源受到了社会的广泛关注。与煤、石油、天然气等化学燃料相比，地热能源具有廉价、清洁、分布广、易于开采以及可再生等优点[1]。通过大量野外勘查工作，查明龙沐湾地热田位于乐东县的九所-莺歌海新近系盆地中，新近系厚度一般为90～200m左右，盆地基底为中生代花岗岩[2]。结合本次地热地质勘查、地球物理勘探、地热钻探、降压试验和岩矿测试等工作，本文对龙沐湾地热田的地质特征进行了研究分析，为今后该地区的地下热水开发利用提供了地质方面的依据。

1 地质背景

1.1 地层

龙沐湾地热田地层由老至新有：新近纪佛罗组、望楼港组，第四纪秀英组、北海组、八所组、烟墩组及第四纪河流相堆积层。

1.2 构造

根据区域地质资料[3]，该区域内主要断裂有尖峰—吊罗断裂带和九所—陵水断裂带。

（1）尖峰—吊罗断裂带（图1）区域上横贯乐东、通什、保亭、陵水和万宁等县市，长约190km。主要由感城-万宁断裂带和尖峰-吊罗断裂带等一系列东西向断裂带组成。该构造带分布有印支期和燕山期一系列花岗岩体，组成东西向花岗岩穹隆构造带，在构造带的展布范围内各种压性和压扭性构造十分发育，显示出压性或压扭性特征。

（2）九所—陵水断裂带（图1）横贯乐东、三亚和陵水等县市，长100km，由九所—陵水断裂带、崖城—藤桥断裂带等组成。沿构造带分布有燕山期一系列花岗岩体和同安岭、牛腊岭等火山岩，形成一条东西向花岗岩穹隆构造和火山岩带。根据现有资料分析，该构造带可能形成于燕山期，至喜马拉雅期活动仍然强烈，沿该构造带地区地震时有发生，热矿泉遍布，海蚀地貌发育。

以上构造控制本区的沉积构造和岩浆活动，对龙沐湾地热田的形成有重要的控制作用。

1.3 岩浆岩

研究区均呈隐伏分布，为印支期侵入岩，属于区内基底岩体，顶部与上覆佛罗组呈不整合接触，顶板埋深由北向南逐渐变深。岩性为粗粒、中粗粒或细粒斑状黑云母正长花岗岩，局部夹花岗闪长岩岩脉，主要矿物成分为石英、长石、黑云母等，粗粒结构，块状构造，岩石风化裂隙较发育。印支期岩浆侵入活动，为该区热量的传递和运移提供了便利条件，是该区地热形成的主要因素。

2 地热田

龙沐湾地热田沿西海岸沉积盆地呈半月形带状展布，面积约12km2，受地质构造控制，兼具层状热储和带状热储特征，属对流型地热田。具有岩性厚度稳定、热储岩性相对简单、受断裂构造控热导热等特点。

图1 研究区区域构造图

2.1 热源与水源

海南岛热泉大多沿构造断裂带出露于岩浆岩地区[4]。龙沐湾地热田位于尖峰—吊罗断裂带西南与九所—陵水断裂带西北，据以往地热勘查和资料推断，地热田与尖峰—吊罗断裂带、九所—陵水断裂带及次级破碎带有直接关系。九所—陵水断裂带是海南岛大地构造南北分界的界线，其切割深度更是达到地幔，形成了深部热源储存和运移的通道。热源主要来自于地下水深循环和岩浆岩余热。

热矿水为深循环基岩裂隙水在研究区外围东部尖峰岭山区接受大气降雨的入渗补给，沿构造断裂破碎带向深部渗流，同时在自然水头压力作用下向西运动，地下水在下渗过程中，经深循环和接受围岩的余热，水温逐渐升高，经加热的地下水不断溶解围岩矿物成分，使得水中矿物成分、浓度不断增加。升温后水的密度变小体积增大，在水头差和密度差压力作用下，经次一级构造破碎带向沿海新近系盆地径流，补给松散层孔隙承压水。

2.2 热储层

根据含水层岩性特征，龙沐湾地热田热储层分2类：层状热储和带状热储。据钻孔揭露情况，层状热储顶板埋深一般110～214m，厚度11.7～50.7m，岩性为灰色、灰绿色的中粗砂、粘土质砂、砂砾质粘性土，透水性好，为区内主要层状热储层；带状热储顶板埋深一般155～302m，由北东向南西埋藏逐渐变深，岩性主要为花岗岩，基岩裂隙各向异性强烈，受此影响，含水段富水性差异大。根据施工3口地热钻孔，出水口温度达32℃～42℃，属低温地热资源。

2.3 盖层

热储盖层是覆盖在热储层之上的新近系望楼港组（N2w）和第四系的粘土、粉质粘土。盖层厚度为115～165m，平均厚度约141m。盖层厚度大，隔水性好，导热性差，保温性能好，是热储体的良好盖层。

3 地热田地热特征

3.1 电阻率特征

电测深是利用地层岩性电阻率之间的差异性来划分地层和地质构造[5]。通过对钻孔的测井资料分析：

研究区砂土平均视电阻率一般在50Ω·m以下，破碎花岗岩平均视电阻率一般在200～300Ω·m之间，较完整岩层平均视电阻率高达600Ω·m以上。各种地层的数值变化范围都较小，但还是具有一定差异。整体来看，电阻率和颗粒大小有关，一般颗粒越粗电阻率越大，一般呈现砾质粘性土大于砂质粘性土。岩石层相对于砂土层、粘土层，电阻率值较高，其电阻率的大小与完整程度有关，强风化时，其视电阻率也会较低。某些相邻地层粒度、分选、泥质含量等差别很小，它们物性差异不大或物性逐渐过渡，在测井曲线上变化不明显。