潮州市新丰扬康地热资源分布规律

潮州市新丰扬康村位于新丰镇东部,距新丰镇约1.0 km,地热资源丰富。据现场调查,区内发现地热温泉(点)1处、天然露头1处、地热井近40 处。地热井基本沿着扬康溪两岸、沟底分布,总体呈南东向展布,总跨度长约310.0 m,地热井分布面积为9.3万m2。地热资源是一种可再生的清洁能源,因而研究扬康地热资源的地质特征、流体化学特征,可为当地合理开发利用地热资源提供理论地质基础资料,对促进地方经济发展、推动乡村振兴具有重大意义。

1地质特征

1.1地层岩性

区内主要出露地层为第四系和侏罗系。第四系地层为更新统(Qp)和全新统(Qh),主要分布于新丰盆地内及山间沟谷地带,由砂砾石、含黏土质砂砾、砂质黏土、亚砂土、(亚)黏土、粉细砂等组成,其厚度在7~23 m,局部低洼处厚度达到30 m。侏罗系地层为上统高基坪群上亚群(J3gj2b),分布较为广泛,主要分布于区域东部、中部,岩性主要为英安岩夹流纹岩、安山岩及其火山碎屑岩、粉砂岩、 酸性流纹岩、火山碎屑岩夹多层炭质页岩及凝灰质砂岩、铁矿层。

1.2地质构造

区内断裂构造较发育,以北东向、北西向构造为主,已知温泉点基本上都是围绕断裂构造分布。 区内主要出露的北西向断裂有性质不明断层(F3)、 三饶断裂(F4)、建饶—新丰断裂(F5)及通过地球物理勘探工作推测断裂3条,编号为FNW-1—FNW-3,其中F3、F4、F5三条断裂近乎平行,断裂FNW-1与建饶—新丰断裂(F5)极近,延伸段大致吻合,判定为建饶—新丰断裂(F5)的延伸断裂。北东向断裂带为隐伏型断裂带,通过高密度电法和视电阻率联合剖面等综合物探方法,探测到区内两条北东向断裂FNE-3、FNE-4,综合遥感解译与分析对比物探异常特征,推测北东向断裂有4条,编号为FNE-1—FNE-4, 其中北东向断裂FNE-3、FNE-4与北西向断裂FNW-1交会并在北东向FNE-3交会的低洼沟谷地形处见温泉出水点。北东向断裂规模较大、向下发育较深,为区内主要的控热构造,而北西向断裂为导热(水) 构造,见图1。

2水文地质特征

2.1热储特征

区内多个地热井均属北西向构造控制的带状热储,发育于两组断裂的交会部位,岩体内部的裂隙构造为导水系统。温泉所处沟谷见裂隙发育带,见有多组北西向张开型裂隙及空洞,印证张性断裂带控制温泉水溢出,走向为北西向。区内地热温泉热岩溶蚀、水热蚀变以长石类矿物分解和钾长石化为主,热水沉淀主要形成钙华(钙质沉淀)、硅华、黄色铁沉淀 (地热井口流水地面常见)。从沟底钻孔采取的岩芯可见裂隙发育,裂隙平整,宽2~3 mm,属张开型裂隙,充填物多为碳酸盐化物,呈灰白色,且岩芯表面上可见溶蚀孔洞,孔径1.5 mm左右,深2.0 mm,未见充填物,表明热储层严格受断裂构造及裂隙控制和影响,平面上呈带状展布,属带状热储。

2.2赋存介质

区内分为两种地下水类型:松散岩类孔隙水, 主要赋存于第四系冲积(Qal)层(砂砾石、砂及亚砂土)和冲洪积(Qal+pl)层(黏土及黏土质砂、砂砾石) 中,孔隙水分布零散,主要赋存于一级阶地下部砂砾和卵石层,二级阶地普遍水量贫乏;基岩裂隙水,根据岩性划分为层状(似层状)岩类裂隙水和块状岩类裂隙水二个亚类:层状(似层状)岩类裂隙水,含水层为侏罗系上统高基坪群上亚群 (J3gj2b),含水岩层岩性主要为英安岩夹流纹岩、安山岩及其火山碎屑岩、粉砂岩、酸性流纹岩、火山碎屑岩夹多层炭质页岩及凝灰质砂岩、铁矿层,该层富水性中等—弱,地下水下渗和保存条件良好, 地下径流模数加权平均值为9.12 L/(s·km2);块状岩类裂隙水,含水岩组主要出露燕山三期(γ52(3)), 岩性为黑云母花岗岩[3],水位埋深为1.51~2.15 m, 一般水量为中等—富,地下径流模数加权平均值为6.863~8.595 L/(s·km2)。

3地热流体化学特征

根据表1水样分析结果:阴离子以SO42-、 HCO3-为主,SO42-质量浓度175.85 mg/L,毫摩尔百分数为63.45%,HCO3-质量浓度58.11 mg/L,毫摩尔百分数为16.51%;阳离子以Na+为主,质量浓度 113.47 mg/L,毫摩尔百分数为90.57%。

根据舒卡列夫分类,水化学类型为SO4-Na型。 属第Ⅰ型水:HCO3->Ca2++Mg2+,是在含有大量Na+与 K+的火成岩地区形成,低矿化度、硬度小,水质好。地热流体的溶解性总固体为465 mg/L,≤1 000 mg/L, 属淡水;p H值为8.63,属弱碱性水;水温为60℃, 属热水。

4开采储量估算

为估算扬康地热资源开采储量,以区内储量核实勘查钻孔ZK1-RJ1单井稳定流抽水试验所得观测和试验数据为参数,结合地表观测估算其可开采储量。ZK1-RJ1孔抽水试验共进行了两个阶段 (枯水期、丰水期)的三次水位降深((S1、S2、S3),试验结果见表2、图2、图3。根据抽水试验结果,选取枯水期最大涌水量作为扬康地热田可开采量(已探明)506 m3/d。

依据地热流体可开采量所采出的热量,按照式(1)和式(2)计算单井可采(水)量、热功率、年可采热能量,计算结果见表3。

式中:Wt为热功率,kW;Q为地热流体可开采量, L/s;t为地热流体温度,℃;t0为当地年平均气温,℃。

式中:∑Wt为开采一年可利用的热能,106 J;D为全年开采日数(按24小时换算的总日数),d;K为热效比(按燃煤锅炉的热效率0.6计算)。

5开发利用可行性评价

ZK1-RJ1井采深240.42 m,出水水温58~ 60℃,属较适宜且最经济开采区。根据ZK1-RJ1井不同时段2次水质全分析和放射性水样检测结果进行数据分析,扬康地热水可作为理疗热矿水开发利用。评价标准及评价结果详见表4。

目前扬康地热资源多为民采,主要用于当地居民生活用水、家庭式洗浴中心用水和温泉酒店用水等。无序开发利用不仅导致资源利用率低,还可能因过度开采引发地面沉降。扬康地热田多处自然出露温泉点,温泉水温高,地理位置好,相对其他地区温泉规模较大,为最经济的较适宜开采区,可作为理疗热矿水,开发潜力较高。科学规划与高效利用当地宝贵地热资源,结合进康复、旅游产业融合发展,对乡村振兴具有重大促进作用。

6结论

1)扬康地热资源主要受北东向断裂与北西向断裂控制,其中北东向断裂规模较大、向下发育较深,为区内主要的控热构造,而北西向断裂为导热 (水)构造。

2)扬康地热田热储层受断裂构造及裂隙控制和影响,平面上呈带状展布,属带状热储。地下水类型以松散岩类孔隙水、块状岩类裂隙水为主,层状(似层状)岩类裂隙水为辅。

3)扬康地热田地热资源的可开采量(已探明) 5.86 L/s,热功率922 kW,年可采热能量44 477 280 MJ, 出水水温58~60℃,属低温地热资源中的温热水、热水。

4)扬康地热资源相对其他地区温泉规模较大,为最经济的较适宜开采区,可作为理疗热矿水,开发潜力较高,科学规划与高效利用当地宝贵地热资源,结合进康复、旅游产业融合发展,对乡村振兴具有重大促进作用。