博罗县（含石坝盆地）地热资源分布及成因分析

2021-12-20周程林陈吉李立峰刘海高宗林

西部资源 2021年3期

关键词：热泉盖层储热

周程林陈吉李立峰刘海高宗林

摘要：分析总结博罗县地热资源分布规律，根据构造、地质特征，探讨成因条件。

关键词：地热资源；分布规律；成因条件

1.前言

随着博罗县旅游城市的定位及经济发展，地热资源开发和利用随之升温，对该县旅游业发展起着重要的促进作用。为了更合理和有效的开发利用本地区有限的地热资源，本文将对该区地热资源分布規律及成因进行分析研究。

2.地热资源分布规律

具体调查，该区热泉出露点较少有5处，主要分布在汤泉北侧、博罗县城南部、罗浮山、柏塘镇一带。地理上，具有呈北东—南西向线型展布的规律（图1）。该地区地热资源类型总体属于（30℃～60℃）低温地热资源，最高温度位于汤泉北侧（58℃），最低温度位于博罗县城区南部（31℃），从南西到北东具有由低增高的规律。

3.地热资源成因研讨

地热资源一般成矿条件包括：有深大断裂的存在或有次级断层与之相切、有热源地质体、有热储空间及热流体通道、围岩封闭性较好或有良好的盖层—即“热”“储”“通”和“盖”。根据本区地热资源分布规律及地质特征，拟分构造地质条件、生热成因、盖层类型、储热地质体四个方面分析探讨本地区地热资源成因条件。

3.1构造地质特征

本区由增城隆起区和石坝盆地组成，北东向河源深断裂带、紫金—博罗大断裂和人字石断裂为本区主导断裂构造（见图1），它们对本区的构造格局和地质演化起控制作用。

河源深断裂：该断裂从石坝镇—响水镇—福田镇均有出露，长约26km（区域延伸约180km），宽约10m～100m，倾向120°～135°，倾角30°～70°，构造岩宽几米至几十米，断裂切割控制了区内燕山期花岗岩体，具张—压扭—张—压扭—张扭的性质，总体具压扭性。

紫金—博罗大断裂：整体上呈北东方向延伸，由紫金—博罗断裂，区内长20km以上。它控制了燕山期花岗岩体的分布，复又切割了它们。断面倾向南东，倾角40°～80°，局部陡立或向北西倾斜，穿切了下第三纪丹霞组，以压扭性为主。

人字石断裂：位于博罗公庄东南，河源深断裂北侧，构造岩宽2m～100m，出露长21km，往南西尖灭。走向50°～80°不等，倾向北西，局部南东，具张—压扭—张扭的性质。

河源深断裂带上出露2处热泉点，紫金—博罗大断裂带上4处，地热资源分布规律与区域断裂构造的展布特点基本一致，说明断裂构造对热泉的出露起了重要的控制作用，地下热水应通过这些断裂构造排泄到地表形成天然热泉，这些地质构造既是地热的对流通道，将深部的热带到浅部、从浅部带到地表，也是地下水的补给和排泄通道。

3.2生热成因

我国东南沿海区域生热的成因传统上有高放射性衰变生热成因、断层活动热成因、深大构造导热成因和地幔上涌传热成因等。2018年4月《广东省惠州市石坝—黄沙洞地区地热资源预可行性勘查》对博罗石坝重点区花岗岩放射性生热能力和地幔上涌是否存在进行了勘探和研究，认为燕山期花岗岩是主体生热岩石，即热源，并且石坝重点研究区及周边存在地幔上涌现象通道。

据石坝MT-02线反演的50km深电阻率剖面，显示深部存在大面积的低阻带，推测有幔涌存在（图2）。该幔涌对应该地区地表浅部河源深断裂带和人字石断裂之间，推测地幔上涌热可以通过深大断裂向上传导，可在地表形成具有一定热量的地热田（如罗浮山温泉、柏塘镇温泉）。

石坝重点区花岗岩为高钾钙碱性I型花岗岩。Clemens et al.（2009）认为，这些岩石是在岩石圈伸展减薄体制下，源于岩石圈地幔的富钾镁铁质岩浆与壳源花岗质岩浆混合形成，这将导致岩石极度富集大离子亲石元素。也就意味着工区内花岗岩极度富集Th、U、K元素。图3中也可以看出，工区内年龄为150Ma左右花岗岩生热率极高，而增城隆起区与石坝盆地花岗岩同期，均具有高放射性。

因此，认为本区地热泉出露点的生热成因是燕山期隐伏花岗岩放射性衰变生热、地幔上涌传热和深大构造导热成因。

3.3盖层类型

燕山期花岗岩是本区主要生热地质体。当生热地质体直接暴露时，无热源表现，因为花岗岩具有较好导热性能，直接与大气接触，形成边界效应。所以，盖层是地下热储存在的关键因素之一。事实上当花岗岩被自身风化产物覆盖时，能储存生热量。本区盖层可分为沉积盖层和花岗岩风化产物盖层两类。

区内地层由老到新，从震旦系至第四系均有出露（除奥陶系和志留系），主要分布在东北部和西南角，出露面积约占总面积的1/2，它们共同构成深层生热地质体的沉积盖层。

石坝重点区内：

沉积盖层分Ⅰ类和Ⅱ类两种类型（图4）：Ⅰ类—震旦世—侏罗世沉积盖层：该沉积盖层受构造运动影响，断裂和褶皱构造较发育，但断裂构造和破碎裂隙绝大部分充填物已重新胶结成岩，与围岩融为一体或被后期岩脉充填闭合，可作为独立盖层，为深层生热地质体的良好盖层。Ⅱ类—白垩世—第四纪沉积盖层：该沉积盖层相对Ⅰ类更为稳定，原因是燕山期岩浆岩大规模的侵入，它们在深部形成了一个大的岩基，对上部地层有一定的保护作用，尽管喜山期构造运动发生，但对地层的影响非常较小。

增城隆起区内：

紫金—博罗大断裂温泉点位置，出露地层为侏罗系中下统桥源组地层，其盖层类型属于“Ⅰ类—震旦世—侏罗世沉积盖层”；河源深断裂带附近温泉点其热储盖层为花岗岩风化壳和部分第四系覆盖层组成。

3.4储热地质体

储热地质体可划分为构造储热、地层储热和岩体储热等。构造储热，如我国新疆维吾尔自治区塔什库尔干热合曼地热田，热储存在于喜山期花岗岩（12Ma）与围岩接触带上。地层储热，如我国雄县的牛头山凸起，热储存在于中元古代雾迷山组含石膏矿物的石灰岩地层中。岩体储热，如我国青海共和盆地地热田，也是绝大部分干热岩，热储存在于花岗岩等岩体中。

增城隆起区，岩浆的侵入导致基底抬升，在上覆盖层与隐伏的燕山期花岗岩岩体之间形成不整合接触破碎带，后期深大断裂形成断层破碎带与接触破碎带相互贯通，在温泉出露点及其附近形成良好的导水带。推测上覆盖层与隐伏的岩体的接触破碎带、深大断裂的断层破碎带及次级断裂节理裂隙均为本区主要的储热地质体，即构造储热（图5）。

4.结语

（1）本区以30℃～60℃的低温地热资源为主，地理上具有呈北东—南西向分布规律，热泉温度从南西到北东具有逐渐增高的规律。