论贵州黔东南变质岩区地热水资源监测

贵州省地质矿产勘查开发局111地质大队 杨鹏程

一、研究区地质概况

（一）研究区自然地理概况

研究区位于云贵高原向湘桂丘陵盆地过渡地带，地处贵州省的东南部，总体地势为东部低而其他三面较高，位于中部的雷公山地区以及位于南部的月亮上地区，地貌类型为中山地带，其余部位有低中山、低山以及丘陵和盆地等地貌，平均高程在500至1000米之间。

（二）研究区地质概况

研究区在区域大地构造上涵盖了榕江开阔复式褶皱变形区和黎平经闭式周变形区两个小区，区内断裂构造以北北东－北东向为主。区域地层涵盖了锦屏-雷山小区和黎平-从江小区两个地层小区，沉积变质岩地层较为广泛的裸露，但两区在岩性上还是有较大差别。研究区是一个在晚古生代地形整体上升的隆起区，由于长期遭侵蚀，造成了较多地层的缺失。

二、研究区地热水资源勘查对比分析

研究区内的天柱县、锦屏县、黎平县、榕江县等处均有地热钻井实施，通过对比分析这几口井的地热地质条件，逐步摸索在这一区域进行地热水资源勘查的大致方向。

（一）天柱县某地热井地热地质条件分析

1.地热异常分析

天柱县某地热井位于天柱县城以北，地表未见明显地热异常，对邦洞断层开展的物探工作表明，邦洞断层存在明显的地温异常和放射性异常。（见图1、图2）

图1 物探地温异常曲线

图2 RaA放射性曲线图

2.地热井分析

天柱县地热井钻孔揭露地层及岩性见表1。通过测井资料显示，在清水江组变余砂岩的岩性段，声波时差出现了明显增大，电阻率出现了明显降低，岩体的孔隙度和含水饱和度也都较高，结论得出这些段均为含水段，这也通过施工过程中的简易水文观测得到互相验证。钻孔终孔深度1903米，推荐开采量1566t/d，井口水温51℃，钻探工作取得了圆满成功。

表1 天柱县地热钻孔钻遇地层及岩性统计表

3.地热成因分析

区内的勘查目标为走向北东向的邦洞区域性大断层所形成的带状热储，地层为下江群清水江组，热源主要来源于区域大地热流量，地热勘查类型属中低温带状热储（Ⅱ-2型），邦洞断裂为区内地热流体的运移通道，青白口系的变余砂岩属硬质岩，在多期构造活动的作用下易形成较大的节理裂隙带，为地热流体的赋存和运移提供了较为充裕的空间，在邦洞断层破碎带内形成了带状热储。经过计算，本地热钻井的平均地热增温率为1.86℃/100m，大地热流值为55.43mW/m2。

（二）锦屏县某地热井地热地质条件分析

1.地热异常分析

锦屏县某地热井位于锦屏县城以南，地表未见明显地热异常，对花桥断层开展的物探工作表明，花桥断层存在明显的地温异常。（见图3）

图3 物探地温异常曲线

2.地热井分析

锦屏县地热井钻孔揭露地层及岩性见表2。ZK1地热钻孔揭露花桥断裂带埋深2311-2336m，热储温度52.2℃，断层带上盘以平略组的板岩为主，断层带下盘为清水江组的板岩以及砂质板岩。根据测井解释该带状热储有三个含水段，累计厚度12.6m，孔隙度2.0-5.5%，含水饱和度为65-95%，含水段的自然伽玛值在104.7-130.9API，深侧向电阻率值在45-3524欧姆米，浅侧向电阻率值为66-1924欧姆米，补偿声波值为53.9-62.9微秒/英尺。经降压试验证实，该带状热储含水性差，井口水温37℃，但无法形成可供开采的地热水资源量。

表2 锦屏县地热钻孔钻遇地层及岩性统计表

3.地热井失败原因分析

区内的勘查目标为向北北东向的花桥区域性大断层所形成的带状热储，花桥断裂为区域性大断裂，发育深度也较大，断层规模也较大，在断层影响带内易形成较宽的破碎带而形成带状热储。通过分析锦屏地热井发现，在花桥这条区域性大断裂的深部，由于在埋深合适的位置发育的是平略组板岩，岩体较为完整，未能形成较好地裂隙带，这可以通过地质岩屑编录中得到验证，不能为地热流体提供流通通道和赋存空间，即使有多期的构造活动，形成的裂隙带也很有限，不能形成具有开采规模的地热水资源。

三、结论

通过对比分析天柱、锦屏两口地热井不难发现，在都有区域性大断裂的前提下，浅表地层均有一定厚度的碳酸盐岩，深部都为变质岩地层。天柱地热井深部主要发育清水江组变余砂岩，在断层带能发育较大规模的破碎带，可以为地热水资源提供较好的流通通道和赋存空间，勘探工程取得了较大的成功；反观锦屏地热井，在花桥区域性大断层发育的前提下，深部发育的是以平略组板岩为主的地层，在断层带未能形成较大规模的破碎带，不能为地热水资源的流通和赋存提供足够的空间，最终不能形成具有开发价值的地热水资源，勘探工程以失败告终。

通过以上对比，在贵州黔东南变质岩区进行地热水资源勘探提供以下几点建议：

第一，区域性大断裂是贵州这种中低地温梯度背景区地热资源形成的重要保证，它能为将深部地幔热以水为介质传导至一定深度的含水层中赋存而形成地热水资源，在进行地热水资源勘探靶区选择时应尽可能考虑区域性大断裂的上盘。

第二，贵州黔东南变质岩分布较广，但涵盖了多个地层分区，对于具体勘探位置要准确弄清所在区域的实际岩性组合特征，以变余砂岩作为勘探目标含水层为佳，若勘探深度无板岩时应提高警惕。

第三，在钻探施工过程中，要特别注意地质岩屑编录，及时掌握钻遇地层是否与设计相符；要加强施工过程中的简易水文观测，做好详细记录，为后期水文地质判断提供基础依据；要认真研判水文地质测井相关异常数据，结合地质做出准确判断，指导勘探工程更好地趋利避害。