宜良地热资源分布规律

地热作为综合性矿产资源和潜力巨大的清洁能源, 在热力开发、医疗保健、生态旅游等方面, 具有良好的经济和社会效应, 其勘探开发利用日益升温。

宜良盆地其基底下伏深部发育有富水性强的碳酸盐岩岩溶含水层组。研究区具有地热资源分布面积广、埋藏浅、规模大的特点, 而断陷盆地区资源配置集中、交通便利, 是主要的社会经济发展区, 因此该类型地热田资源的科学高效勘探、开发有着重要的经济、环境和社会意义。

宜良县地处滇中, 位于昆明市东南部, 102°58'E～103°29'E, 24°31'N～25°17'N, 距省会昆明约55 km。研究区是昆明市通往云南东南部的交通要塞和商品聚散地。

宜良盆地属于低纬度高原型季风夏雨温凉气候带。据宜良县气象站观测资料, 年平均气温16.3℃, 平均降雨量912.2 mm, 每年的6～9月为雨季。南盘江自北向南流经宜良盆地, 沿盆地东部蜿蜒流出区外。

地形地貌

宜良盆地总体宽约5 km, 长约30 km, 呈东西短、南北宽近狭长状椭圆形。研究区属于谷盆、山岭相间的地貌格局, 其与附近山地的高差最大超过500 m。

区域地层

区域内地层发育齐全, 从前震旦系至第四系均有出露。在漫长的地质历史进程中, 历经多期构造运动, 海进海退频繁, 古地理环境多变。

研究区内出露地层以元古界、下古生界和新生界为主, 缺失中生界地层, 即出露震旦系、寒武系、志留系、泥盆系、古近系、新近系及第四系地层, 其中与地热资源有关的地层主要为第四系、寒武系及震旦系。

地质构造

研究区地处滇中高原, 受NNE-SN向构造控制, 是以昆阳群变质岩系为基底, 震旦系及后各时代沉积地层为盖层的区域。大地构造位置区域上位于扬子准地台—滇东台褶带—小江断裂带中。区内构造形式以断层为主, 褶皱次之。

研究区主要断裂构造均呈NS向展布, 即F1、F2、F3、F4断裂带。F1断裂在地表可见100～200 m宽的破碎带, 由角砾岩、糜棱岩和少量断层泥组成, 倾角80°±。F4断裂破碎带宽50m±, 由角砾岩和糜棱岩组成, 断裂面向东倾斜, 倾角45°, 局部地段近于直立。与两主干断裂平行或斜交的F2, F3断裂, 见有50～70 m宽的破碎带, 断面东倾, 倾角约80°±。

F1断层从研究区北部江头村以东进入研究区, 途经桃花村后延展至区外, 此断层控制了县城以西盆地边缘的形成和西部热异常区边界。F2断层由县城以北经段官村及小唐营延出研究区, 往南至谭官营延出研究区, 此断裂控制东部热异常区的分界。F3、F4断层分布于研究区东部大渡口东西两侧, 为东部边缘的复合构造。

地热资源的分布特征

宜良热田地热资源相对较为丰富, 地热的空间分布与盆地隐伏断裂的展布相一致, 即主要沿着F1小江断裂东支 (宜良断裂) 、F2、F3、F4断裂由南向北呈条带状分布。其中F1和F4断裂是构成盆地东西边界的主干断裂, 控制整个热田区地层的排列、展布和地下水的运移、循环条件。

根据研究区地热资源开发利用及其构造控制分布特征的不同, 小江断裂东支断裂束即F1～F4断裂呈南北向纵贯全区, 将热田分割成三个块段, 即地热田西山营 (Ⅰ) 块段、地热田大渡口 (Ⅱ) 块段、地热田狗街 (Ⅲ) 块段, 各具不同的埋藏分布特征 。

地热田西山营 (Ⅰ) 块段:野外调查发现地热井5口, 钻孔主要集中在县城西部F1宜良断裂通过区域, 其中有4口地热井开发利用深部热储层灯影组 (Z2dn) 地热水, 取水深度918～2 000 m不等, 出水温度为56℃～58℃;该地热田块段地热水水化学类型主要为SO4-Ca型, 为深埋型岩溶热储型。

热源

研究区地热异常的平面分布特征显示盆地南部地温梯度比北部略高, 异常高的地温梯度出现在南部地区埋深100～200 m的层位, 其他层位变化不大, 多在 (4～5) ℃/100 m之间。

对于垂向地温场而言, 温度变化主要受岩性及导热性能的控制。据位于西山营地热井 (ZK04) 资料, 出孔水温为58℃, 推测孔底温度为59.3℃ 。进入热储后, 随着热导率的增大, 增温率急剧下降, 表现出良好的负相关关系, 说明热储的温差不大。异常高的地温梯度是由热储顶板隆起或上翘后在热传导及载热流体混合作用下产生的结果, 地温场热流量并没有得到增强 。

研究区东北部温泉村wq3温泉, 其处于主干断裂F1与北西向断裂的交汇部位, 热储层灯影组Z2dn热水沿断裂通道上升到地表形成温泉, 流量14 L/s, 水温50℃。说明断裂构造既为地下水深循环提供有力条件, 也是载热流体流出地表的良好通道, 充分表明区内小江东支断裂控制了宜良城区地热田的形成, 是该区域热储层主要热源来源。

(1) 宜良地热田属于断陷盆地型地热田。地热田边缘为强循环水热对流带, 其内部为岩溶含水层缓滞带, 上覆为古、新生代沉积保温盖层, 形成了“坳陷盆地层控型”地热系统。

(2) 宜良地热田分为3个相对独立的地热区, 其成因模式属于大气降水补给的断裂控热深循环型地热系统。震旦系灯影组碳酸盐岩为岩溶型层状热储, 热储温度一般在43℃～55℃之间, 其水化学类型主要为SO4-Ca型、HCO3-Ca·Mg型等, 埋藏深度一般在800～1 200 m。

(3) 研究区小江断裂带东支断裂束为水热对流循环提供了良好的通道和储集空间。断裂切割深度大, 导通深部热源, 使得地下热水在震旦系灯影组岩溶含水层中富集, 最终形成大气降水补给的断裂带控热深循环型地热系统。