黄沙洞地区深部地热资源调查评价
时间：2023-06-07 14:45:31 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王 磊，张金龙
（1.广东省地质局第七地质大队；
2.广东省有色金属地质局九三五队，广东 惠州 516000）
地热资源作为一种绿色低碳、可循环利用的能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点，是一种极具竞争力的清洁能源。地热资源可以运用到人们的生活中，科学开发地热资源，不仅能够为人们供暖提供保障，还有利于带动旅游业，有效推动区域经济发展。加快开发利用地热能对调整能源结构、节能减排、改善环境具有重要意义。
黄沙洞地热田是广东省较为有名的地热田之一，也是目前广东省勘探地热流体温度最高的地热田，孔内最高水温为127.7 ℃。据调查，目前，黄沙洞地区开发利用的地热井井深一般为200～300 m，水温为40～70 ℃。水热型地热资源以直接利用为主，开发利用的方式有洗浴、疗养、保健等，可开展以度假村为主要形式的旅游业开发。黄沙洞工作区位于惠州市中东部，由惠城区横沥镇管辖。工作区处于莲花山脉西南麓，山脉走向与主要构造线走向相一致，多为东北走向，属中低山、丘陵和山间小盆地地貌。工作区属亚热带季风气候区，季风特征明显，气候温和。
1.1 地层
工作区出露的地层从老到新有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系和第四系。
1.2 构造特征
工作区内断裂发育，以东北向断裂和西北向断裂最为发育，其次为东西向断裂和南北向断裂，并伴有近南北向的褶皱。紫金-博罗断裂带南段由潼湖断裂、川龙凹断裂组成。地层与侵入岩接触界线附近的断裂主要有留名坑断裂和石芽寨断裂，属于紫金-博罗断裂带的主要配套断裂。区域内褶皱构造相对发育，主要为招元向斜。区域内断裂构造呈棋盘格子状，主要为东北向断裂和西北向断裂，其次为南北向断裂。
1.3 岩浆岩
黄沙洞一带出露3 个大小不等的岩体，呈岩株或岩瘤状产出。岩性主要为细中粒黑云二长花岗岩、白云母化二长花岗岩、花岗斑岩。区内所见岩体主要为大点顶岩体，其与地层的接触关系均为侵入接触，即使断裂改造，也依稀可见侵入证据，有细粒带、冷凝边、烘烤边，有的见硅质壳（岩体与地层之间厚2～5 cm 的石英脉）。
1.4 水文地质条件
区域内地下水的赋存及分布主要受地质构造、地层岩性、地形地貌、气象水文等因素控制。区内形成了纵横交错的断裂构造带、剧烈的褶皱和支离破碎的地层岩石，加上后期内外地质营力作用，基岩的构造裂隙和风化裂隙进一步发育。喜马拉雅运动期间，东江、西枝江流域及潼湖等地伴随地壳下降沉积了一套河流冲积相（潼湖以湖积为主）松散沉积层。其中，裂隙发育的岩层及松散沉积层中孔隙性、透水性较好的砂砾卵石层是主要含水层和地下水储存运动的场所。区域地处亚热带季风气候区，降雨丰沛，为地下水形成提供了充足的水源。基岩分布区普遍含风化裂隙水，充水断裂带有利部位赋存丰富的构造裂隙水，松散岩类分布区赋存丰富的孔隙水[1]。
1.5 水热型地热资源
1.5.1 黄沙洞地热田边界条件
区域内现状显示的地热田均为水热型地热田，以地热流体的出露（揭露）为主要表征，属隆起山地型地热资源。地热田受深大断裂及岩体分布控制，总体呈东北向串珠状展布，局部受西北向和东西向构造带影响。据调查统计，区域内发现地热田48 处。工作区内唯一地表显示的黄沙洞地热田属水热型地热系统，主要分布于大点顶岩体与围岩的接触带，受断裂控制特征明显。根据工作区地热资源赋存的地质条件，以地热田周边导水导热构造、侵入岩与围岩接触带为主要划分条件，并结合地形地貌及同位素地球化学特征，圈定黄沙洞地热田边界，水热型地热田的平面面积为6.836 km2。
1.5.2 地热资源流体温度分级特征
区域内地热流体温度跨度较大，低温可达26 ℃，中温可达118 ℃，高温地热未见显示。研究区地热田中，流体温度25～40 ℃的地热田有19 处，约占总数的40%；
流体温度40～60 ℃的地热田有19 处，约占总数的40%；
流体温度60～90 ℃的地热田有9处，约占总数的18%；
流体温度大于90 ℃的地热田有1 处，约占总数的2%。统计结果表明，区内出露（揭露）地热流体的温度绝大部分在90 ℃以下[2]。
1.5.3 热储形成
根据已有的钻探及测温资料，黄沙洞地热田热储具有多层结构特征，均为带状热储，受大点顶岩体与围岩的接触带和断裂共同控制。花岗岩体与寒武系浅变质岩接触带在后期构造运动影响下形成接触构造裂隙带，成为深部地热流体上升的主通道，决定地热流体的补给、径流及排泄，控制着热储的发育埋藏，是本区水热型地热田形成的主导条件。热储的形成及地热田的分布与断裂构造活动密切相关。经综合分析，研究区内地热田分布主要受东北向区域深大断裂构造控制。
1.5.4 地热资源开发利用
黄沙洞地热田具有中高温地热田的资源禀赋条件，最高温度127.7 ℃的惠热1 井具备地热发电功能。因此，将黄沙洞地热田地下热储特征和地面综合利用技术相结合，形成高效的地热综合梯级利用方案，建立一套地热发电—地热制冷—地热供热/干燥—休闲洗浴的地热资源梯级利用工艺流程，该方案可以实现以新能源为动力、绿色减排的目的，有效带动当地经济可持续发展，促进城市生态文明建设[3]。
采用基础地质调查、地球化学勘查、地球物理勘查和地热地质钻探等技术方法，对黄沙洞地区的深层地热资源进行勘查。收集并整理资料，按相关规范开展地热地质调查、地温测量。本次地热资源勘查取得较好的成果，达到预期目的。
2.1 资料收集整理
系统收集和整理工作区与地热有关的地质调查、地球化学、地球物理等各种资料，并加以二次开发利用，是开展本次地热勘查的重点工作。对前人成果资料进行全面分析整理，结合野外踏勘进行复核与校对，开展综合研究，确保资料使用的合理性和准确性[4]。其间重点研究沉积盖层、侵入岩、深大断裂构造与地质演化史，重点剖析黄沙洞地热田内水热系统和干热岩地热资源分布特征。
2.2 地热地质调查
为进一步提高工作程度，在黄沙洞地区前期地热地质调查（比例尺1∶5 万）的基础上，开展两种小比例尺地热地质调查（比例尺1∶1 万和1∶2.5 万），调查面积分别为7 km2和60 km2。野外工作底图均采用比例尺1∶5 000 的最新地形图，精度符合规范要求。野外工作利用手持全球定位系统（GPS）设备定位调查点，各类调查点的调查卡片统一制作，按统一工作方法、统一图式图例进行记录，做到规范化、系统化作业。调查方法采用路线观测，以穿越法为主，追索法为辅。路线的布置基本全面控制工作区所有与地热有关的地层、构造、岩浆岩，特别是一些重要接触关系或重要的构造区部位和地热异常区。工作布置基本合理，工作方法得当，技术路线可行。本次地热地质调查地质观察路线共有32 条，总长为116 km，共计543 点，包括构造点45 个、界线点74 个、地质岩性点355 个、泉点3 个、机（民）井调查点54 个（其中地热井26 个）、地表水调查点18 个（16 个测流点），路线调查自检与互检率为100%。野外工作完成后，统一组织专家开展野外现场抽查，主要对点位、点性、观测描述与实际是否相符，野外记录与手图、实际材料图是否一致等内容进行随机抽查。抽检率为30%，合格率为100%，满足比例尺1∶1 万和1∶2.5 万的地热地质调查精度要求[5]。
2.3 地温测量
地温测量按设计要求进行。井内测温采用SYKJ-16 型高精度数字地质温度测试仪，点距为5.0 m，共进行1 079 点次地温测量，并绘制了钻井测温曲线图，满足规范要求。
提高了工作区地热地质调查精度，基本厘清了测区内地层、侵入岩、变质岩的分布、时代以及接触关系；
厘定了工作区内的构造形迹，分析其构造演化，建立了地质构造格架；
基本查明工作区内水文地质条件；
基本查明了工作区内地热资源分布情况及其类型、热储埋藏条件与规律、地热流体化学特征[6]。
分析了工作区内水热型和干热岩型地热系统成因，初步构建了黄沙洞地区的热储模型，初步评价了区内水热型地热资源量及发电潜力。黄沙洞地热田为带状热储型，受断裂构造和侵入岩体共同控制，具多层结构，大致划分为两个地热储层。经折算，黄沙洞工作区热储值相当于1.97×105万t 标准煤。以惠州市2015 年能耗值1 833.28 万t 标准煤计算，黄沙洞地区地热资源可供惠州市使用107 年[7]。
初步圈定了水热型地热资源勘探靶区和干热型地热资源勘探靶区各一处。总结了惠州市深部地热资源调查评价的主要技术方法，包括地热地质调查、地球物理勘查、地球化学勘查、高温地热钻探、地热资源评价等，基本形成了一套地热资源勘探技术方法体系，具有一定的示范意义[8]。
地热资源是一种绿色能源，具有清洁环保、用途广泛、稳定性好、可循环利用等特点，可以部分代替传统化石能源。开发利用地热资源是节能减排的重要手段，具有巨大的社会效益、经济效益和环境效益。经调查评价，黄沙洞地区深部地热资源具有较高的开发价值。未来，惠州市要大力开发区域深部地热资源，有效减轻大气污染，促进地方经济绿色发展。
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