吉安断陷盆地东部边缘地热资源开发潜力分析

张 旭

（江西省地质局第九地质大队，江西 吉安 343000）

吉安断陷盆地地层结构相对简单，主要由震旦系老虎塘组（Z2l）、寒武系牛角河组下段（Є0-1n1）、石炭系梓山组（C1z）、白垩系莲荷组（K2l）和第四系全新世联圩组（Qh1-2l）组成。经物探分析，白垩纪下部地层由二叠系马平组（P1m）灰岩构成。研究区地表为松散的沉积岩，热导率较低，它是热能储存的理想盖层，在很大程度上保存热量[1-3]。下部广泛发育灰岩与砂岩，存在较多的裂隙，其热导率高于地表且低于深部岩体，密集分布的节理裂隙为地下水的富集迁移提供条件[4-7]，同时增大岩石的比热容，使之成为优秀的热能储层。深部大规模分布高热导率、低比热容的岩石，加之研究区内延伸至岩石圈的富田断裂，使得深部岩体与深大断裂共同构成研究区潜在地热资源的热能传递通道[8-10]，为热储层提供源源不断的热能。

1 区域地质背景

研究区主要构造有断陷盆地及断裂构造，断陷盆地为富田向斜盆地，断裂构造主要为富田断裂，如图1所示。主断裂位于研究区的东南侧，区内延长约为5 km，它是江西省遂川-德兴深大断裂的中南段，也是由一系列东北向压性或压扭性断裂组成的巨大断裂带。断裂带硅化破碎片理化、挤压扁豆体均较发育，断裂经过部位的莫霍面受到切割[11-13]。局部宽度为250～300 m。研究区内倾向西北，倾角为60°～70°，该断裂控制中生代红色盆地的形成和沉积。此外，江西省内沿断裂方向有数处温泉。由于地表植被及残坡积层覆盖，野外调查未发现地表出露该断裂。根据区域水文地质调查，沿遂川-德兴深大断裂出露较多地热泉点，本研究以吉安市青原区湖丘温泉为参照，分析湖丘地热富集区的地质构造。

图1 研究区地质简图

2 工作方法

2.1 资料收集

研究区内已开展区域地质调查，区域地质条件已基本查明。研究区外北侧已发现湖丘温泉，该温泉热田为一带状小型低温地热田，地热水可开采资源量为2 465.28 m3/d，温度为26.0～27.5 ℃。地热水年开采累计可利用的热能为7.74×107MJ，与之相当的节煤量为1 798.17 t/a。湖丘温泉地热水为低矿化度的重碳酸钙镁型淡水，无色、透明。研究区地热水矿化度低，无污染，可作为生活饮用水、农业灌溉用水和渔业用水，属于半腐蚀性水，锅垢少，其热储地层为石炭系灰岩[14-15]。以往的地质调查工作为本次吉安断陷盆地东部边缘地热资源开发潜力分析提供基础地质资料。

2.2 野外地质调查

本次野外地质调查充分收集前人资料，将地形图、地质图等作为调查手图，采用垂直构造线穿越法和沿构造方向追索法相结合的调查方法[16-18]。野外地质调查范围以申请变更后的调查范围为重点。本次调查将研究区各类岩石的分布与岩性，第四系的岩性与厚度，断裂带及节理裂隙的分布、倾向、倾角与性质，泉点、山塘、民井、溪流点的水位、水温、水量及水文地质条件等作为重点[19-20]，野外地质调查用全球移动定位系统上图。取得的资料基本反映研究区地热地质条件，调查范围、调查内容、调查精度和控制程度符合相关规范要求，可为下一步地热勘查提供基础依据。原始调查资料均进行自检、互检、抽检等，确保质量可靠。本次野外地质调查实际完成40.14 km2，工作完成率为100%，调查点共有170 个。其中，泉点有4 个（上升泉2 个，下降泉2 个），民井点有13 个，山塘和水库有15 个，地表水体点有21 个，地质点有117 个。

3 综合成果

根据已有地质资料和野外地质调查，基本查明调查区地层岩性，主要出露有震旦系老虎塘组板岩、硅质岩，寒武系牛角河组下段石英砂岩、凝灰质石英砂岩夹粉砂质板岩和炭质板岩，石炭系梓山组砾粉砂质泥岩夹薄层状泥岩，白垩系莲荷组砾岩、砂砾岩夹砂岩、粉砂岩以及第四系全新世联圩组亚黏土、砂砾层。经水文地质调查，调查区内出露的坑塘、泉点和民井点温度均为正常温度，地表无地热异常点。根据已有地质资料和野外地质调查，研究区在构造上位于华南褶皱系赣中南褶隆赣西南拗陷之吉安凹陷区遂川-德兴深大断裂的中南段。主要构造有断陷盆地及断裂构造，断陷盆地为富田向斜盆地，断裂构造主要为富田断裂。

通过物探手段，基本查明调查区断裂、岩层厚度、断裂富水性等情况。调查区内存在3 条推断断裂，其中遂川-德兴深大断裂是勘查区最主要的断裂，该断裂倾向西北，倾角约为70°，地表延伸较长，性质为压扭性断层，沿倾向向深部延伸1 km 以上，切穿勘查区内所有含水层位，它是一条富水断裂，表现出较好的导热储热性，具有一定的开发前景。湖丘温泉位于研究区北侧，经地质构造、地层岩性和水文地质条件对比，研究区具备地热资源赋存的基本条件。根据热源调查，断裂与深部地层交汇部位的低阻带或相对低阻区段是可能的地热含水单元。

4 结论

吉安断陷盆地东部边缘具备地热资源赋存的基本构造条件。表层新中生代地层具有高比热容、低热导率的特性，可以起到保温作用；古生代地层比热容与热导率均较高，可以作为地热资源的储层；元古代以来的地层热导率极高，比热容较低，它是理想的导热介质。富田断裂既是热水循环通道，又提供热源补给，使其具备较好的热源条件。邻区广泛分布的地热资源从侧面证明研究区可能存在地热资源。对照隆起断裂对流型和断陷盆地传导型两种地热资源的主要特征，判断研究区分布有断陷盆地传导型地热资源。经分析，研究区北侧、东侧低山丘陵区的降水、溪沟水及花岩水库内水沿裂隙向深部渗流，再汇聚于断裂带，并进行深循环，在深循环过程中，因自然增温，水温不断上升，受断裂控制，研究区中部和断裂带附近形成地热水。根据地质调查，确定研究区内地热赋存远景区，推断断裂交汇地带热源条件充足，地热资源开发潜力较大。