永泰地热资源特征及开发利用前景

  摘 要 永泰县地热资源丰富,已发现或探明的地热资源有13处,分布于9个乡(镇),可采流体资源量17 102 m3/d,大部属中低温碱性、低矿化度重碳酸、硫酸钠型水,具较好医疗保健价值。根据地质、热储、地温场、地热资源量及水质等地热资源特征的研究分析,提出了地热资源开发利用方向和前景,为永泰县地热资源的可持续发展提供科学的参考依据。

 

  关键词 地热资源 热储特征 开发利用 永泰县。

 

  永泰县位于福州市西南62 km处,县域总面积2 241 km2。县域内旅游资源丰富,有青云山、姬岩、方广岩闽山胜地等人文、自然景观116处。永泰县地热资源经过多年的开发利用,积累了较丰富经验、取得了丰硕成果,为此,中国矿业联合会授予了永泰县/中国温泉之乡0称号。近年来,永泰县规划和引进了一批规模大、档次高的温泉度假村或别墅、酒店等项目,如青云山御温泉酒店等,推动了永泰县地热资源的开发深度。随着对地热资源的需求量不断增加,永泰县的地热资源能否满足可持续发展的需要,已成为决策部门十分关心的问题。因此,了解永泰县地热资源的特点及开发利用前景对地热资源的合理开发利用有着十分重要的意义。

 

  1 地质概况。

 

  永泰县地处戴云山脉东北延伸部位,构造位置上处于闽东火山断坳带中部,以燕山期中酸-酸性火山岩、侵入岩广泛出露为特征[1]。地貌特征以中低山、丘陵为主,地势从西往东倾斜,大部分海拔在400 m以上,受地质构造控制,山脉走向呈北北西、北东、南北向,地形切割强烈。县域内水系主要为自西南向东北流向的大樟溪水系,大漳溪为闽江下游最大支流,境内支流有后亭溪、潼关溪、赤壁溪、一都溪,境内水力资源充足。永泰县地热资源主要分布于大樟溪主干流域的两侧(图1)。

 

  111 地层。

 

  县域内地层由老到新依次有震旦系、二叠系下统童子岩组、三叠系上统文宾山组、侏罗系上统长林组、南园组、白垩系下统石帽山群及第四纪,其中,南园组之前的地层呈小面积分布于永泰县西部、西北部,南园组和石帽山群,呈厚层状,在县域内大面积出露,为地热田出露的主要地层岩性。

 

  南园组:呈北东向带状广布于县域西部和偏北部,分四个岩性段,总厚达7 600 m,主要岩性为英安质凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹质晶屑凝灰熔岩、凝灰熔岩、流纹岩、流纹斑岩、角砾熔岩、酸性碎斑熔岩、英安岩等,夹薄层灰色砂岩、砂页岩、粉砂岩,偶夹薄层英安质晶屑凝灰岩、凝灰熔岩、少量安山岩等。

 

  石帽山群:大面积分部于县域的东南部和北部,分上、下两组及四个岩性段,总厚2 560 m,主要岩性为流纹质熔结凝灰岩、含砾凝灰岩、晶屑凝灰熔岩流纹岩、流纹斑岩、碎斑熔岩、石泡流纹岩等,夹薄层暗紫色、浅灰色安山玄武岩、层凝灰岩,偶见薄层状凝灰质粉砂岩、细砂岩、杂砂岩、含砾杂砂岩夹硅泥岩、长石砂岩。

 

  第四系:第四系小面积分部于大樟溪主干流域和一级支流两侧,仅发育上全新统长乐组冲积层,主要为河谷冲积砂、砾、卵石、粘土质砂、砂质粘土夹泥煤等,常形成一、二级河谷阶地。

 

  112 侵入岩。

 

  县域内的侵入岩均属燕山晚期,岩性主要为花岗岩、钾长花岗岩、石英二长斑岩、花岗斑岩、石英正长斑岩等,呈岩株、岩瘤、岩墙状;其次有辉长岩、石英闪长岩等中-基性岩体,出露面积不大,规模小,呈岩株、岩瘤状;脉岩发育,主要有辉绿岩脉、闪长玢岩脉、花岗斑岩脉、石英正长斑岩脉、正长斑岩脉等,一般宽数十厘米至数米,延伸数米至几百米。地热区内均有酸-碱性岩体或岩脉出露。勘查资料表明,温泉多出露在岩体或岩脉(或火山岩)的裂隙中,其化学成分与岩体或岩脉密切相关。

 

  113 构造。

 

  县域内的地质构造以断裂构造为主,连江)永定北东东向断裂和浦城)永泰南北向区域性大断裂在区内通过[2],主要有北东东、北北东、北西、南北向断裂及火山环状、幅射状断裂。北东东、北北东向断裂具压扭性特征,较早发育,控制整个构造格局,部分被北西向断裂切割;北西向断裂为张扭性断裂,县域内的地热区均分部在北西向断裂带上,是地热区主要的导热和控热构造。南北向断裂为压性断裂,仅在县域西部嵩口一带发育;环状、幅射状断裂为火山机构伴、派生断裂构造。

 

  2 热储特征。

 

  根据区内地下热水贮存特征,永泰地热田可分为基岩裂隙热储系统和第四系孔隙热储系统。

 

  211 基岩裂隙热储系统。

 

  主要沿北北西和北西向断裂呈带状分布,出露岩性为酸-碱性岩体(或岩脉)和侏罗系上统南园组、白垩系下统石帽山群火山岩。地热异常中心大多数位于北北西、北西向断裂与北北东、北东东向断裂的交汇部位,其温度高,压力大,水量丰富,远离地热异常中心温度逐渐降低。地下热水贮存于断裂破碎带或围岩与侵入岩接触带的节理裂隙中,其主要补给来源为大气降水通过断裂构造经深循环加热形成,循环深度2~3 km,依据放射性同位素氚测定循环时间40~50 a?。

 

  福建省第四地质大队,福建省永泰县地热资源调查评价报告, 2007。212 第四系孔隙热储系统分布在山间盆地,直接覆盖于基岩裂隙热储之上,由泥、砂质砾卵石层组成,厚度不均,大多数小于10 m,个别在10~30 m。第四系孔隙储热含水层所贮存的地下热水来源于基岩裂隙热水及大气降水、地表水和第四系松散沉积层孔隙地下水补给,呈层状热水层,水位埋藏浅,一般2~15 m,在地热异常中心部位温度较高。

 

  第四系孔隙热储系统与基岩裂隙热储系统呈上覆、下伏关系,第四系孔隙储热含水层的热能传递方式为传导型,其水位、水温及出水量受季节、地形变化和开采量影响明显;而基岩裂隙热储则不明显,其热能传递方式为对流型,若超量开采,其水位、水温及出水量会受影响。

 

  福建省地质调查研究院,福建省永泰县葛岭地下热水勘查报告, 2007。

 

  福建工程学校,福建省永泰县大汤地热详查报告, 2002。

 

  福建省地质工程勘察院,福建省永泰县城关南门桥温泉水勘查报告, 2004。3 地温场、地热资源量特征311 地温场特征。

 

  对葛岭地热、大汤地热、城关南门桥地热区采用高精度磁测、浅层测温、联合电剖面测量、电阻率测深、瞬变电磁测量等综合物探方法进行了勘查,通过地热区地质特征和物探资料等综合分析,并经钻井验证,表明这些地温异常区与断裂构造带有密切关系,在平面上地温异常区均位于北东向与北西向断裂构造带交汇地带,呈椭圆状、不规则状,地温异常区的温度异常强度、梯度变化较大,中心区温度较高,远离中心区温度低;根据钻井测温和采用SiO2温标计算,地温与深度呈近似正比。

 

  312 地热资源量特征。

 

  根据勘查报告资料和实地调查的开采量资料,永泰地热资源可采流体资源量为17 102m3/d???,热储资源总量为183164@1013kJ,折合标准煤621666@106t,热能26 813198kW,若开采年限按100年计算,相当于大型中低温地热田(表2)。

 

  福建省地质调查研究院,福建省永泰县葛岭地下热水勘查报告, 2007。

 

  福建工程学校,福建省永泰县大汤地热详查报告, 2002。

 

  福建省地质工程勘察院,福建省永泰县城关南门桥温泉水勘查报告, 2004。4 水质特征永泰县地下热水水质类型大部分为重碳酸、硫酸纳型水,个别水温较低者属重碳酸钙钠型, pH值一般为7~815,属碱性型水?,溶解性总固体一般为240~660 mg/L,水中富含钾、钠、钙、镁、铁、锶、锂、氡、偏硅酸等二十多种对人体有益的元素及化合物,特别是氡含量达1 030~1 050 Bg/L,在全国的众多温泉水中并不多见。根据GB11615 -895地热资源勘察规范6附录C医疗热矿要求[3],永泰地下热水中氟、偏硅酸达到命名矿水浓度,部分地下水氡含量达到矿水浓度,此外还含有锂、锶、硼、铁、钡、锰有益微量元素。因此,综合评价永泰地下热水属重碳酸、硫酸钠型中低温碱性、低矿化度的医疗矿水,具有较好的医疗保健价值。

 

  5 地热资源开发利用方向和前景。

 

  511 开发利用现状及存在问题。

 

  (1)永泰地热资源开发利用已有1000多年的历史,上世纪80年代初开始在温泉出露地及其附近地区陆续开展了地热资源勘查,钻凿地热井,对地热资源的开发从自然状态转向了较自觉的状态, 90年代末达到高潮,主要用于种植与养殖、温泉旅游、居室供热、洗浴疗养、健身保健等。现平均年开采量为172132@104m3(在利用共7口井),占可供年开采总量6151672@104m3的28%。

 

  (2)目前永泰县地热资源开发利用较为集中,主要分布在县城城区和葛岭镇两地,对该两地的地热资源影响较大,通过近几年对该两地温泉的自流量监测数据的分析,显示温泉的自流量呈较大幅度减少。

 

  (3)近期地热资源的开发利用主要在县城城区和葛岭镇,由于管理上的局限性,个别地热井超强度开采,导致局部地热水的水位逐年下降。

 

  (4)现阶段地热资源开发规模小,每年开采量仅为172132@104m3,综合利用程度较低,管理比较粗放,综合效益较差。

 

  512 开发方向。

 

  (1)按照/创休闲生态县0的目标,并根据地热资源储量分布状况,与永泰县地热资源开发利用规划及城、镇发展规划和永泰县旅游总体规划、大樟溪流域旅游规划、风情大道旅游规划等相结合,对现有资源进行统筹调配,在统一管理的基础上,根据市场需求变化进行统一资源配置,避免因不正当竞争,而造成资源散失、浪费,确保地热资源科学合理、有序均衡地开发利用。

 

  (2)加强对永泰地热资源保护和利用管理,遵循着/在保护中开发,在开发中保护0的原则,实现/统一开发,统一管理0,减少地热井之间的相互干扰。同时,并制定和实施鼓励投资地热资源开发和深度开发的各项政策措施,扩大地热资源的开发规模,进一步提升地热资源的保护与开发利用的管理水平。并加大对地热资源的勘探力度,努力做好地热资源的储备工作。

 

  福州市科学技术委员会,福州地区地热资源评价及其开发利用对策。

 

  (3)加大地热资源的保护力度,在地热储藏区划出保护区,以明确保护范围,保护好保护区的生态环境,在保护区不批建不利于资源保护的建筑物,并设立卫生防护带,杜绝一切污染源;积极采取新技术、新工艺,防止温泉废水对环境的污染,并努力推广温泉水的二次利用和水位回灌。

 

  (4)在大力倡导转变经济增长方式、节能减排、低碳经济的大环境下,作为能源矿产资源,今后对地热资源的开发,不仅注重在发展旅游业、房地产业上的利用,更应注重其能源的利用,要积极探索并推进地热资源用于发电、温室种植等领域。同时,要建立综合利用、梯级利用、循环利用的模式,有效地利用地热水的/热、矿、水0潜在价值,让其发挥最大的社会经济效益、资源效益和环境效益。

 

  513 开发利用前景。

 

  (1)永泰地热田分布广,且面积大,地热资源储量丰富。现有的开采量只占可开采量的28%,开采的潜力很大。

 

  (2)永泰地热田以其紧邻省会城市福州的区位优势和发达便捷的交通条件,优良的水质及丰富的储量,具备良好的开发利用前景。

 

  (3)永泰地热田地热资源的开发,必将带动旅游业的蓬勃发展,对优化旅游产业结构,将发挥十分重要的作用。

 

  (4)永泰地热田地热资源的开发,将推动文化娱乐、休闲业的迅速发展。已建成投入运营的青云山御温泉酒店,规划建设中的慈心园俱乐部、樱花泉、赤壁温泉山庄等项目,都具有现代休闲理念的酒店和休闲度假胜地,以突出温泉文化为特色,感受温泉文化为主题,把地热资源的开发利用提升到一个新高度。

 

  (5)永泰地热田地热资源的开发,带动了房地产业的大发展。随着吉祥温泉小区等大型温泉住宅小区的建成,必将改善人们的居住环境。

 

  (6)永泰地热田地热水中氟、偏硅酸及氡等含量达到热矿水命名浓度,锂、锶等微量元素的含量达到有医疗价值浓度,发展温泉疗养事业的空间很大。

 

  (7)永泰地热田地热资源可利用于蔬菜温室、水产养殖、孵化业和发电等项目,这也是开发利用地热资源的重要方面。

 

  (8)开发利用地热资源,还将带动相关产业的发展,增加就业机会,必将为构建和谐社会作出贡献。

 

  6 结语。

 

  (1)永泰地热田可分为基岩裂隙热储系统和第四系孔隙热储系统,第四系孔隙热储系统与基岩裂隙热储系统呈上覆、下伏关系,热储埋藏浅,断裂构造发育,富水性好,水温42e~76e,其补给源近,直接接受基岩裂隙水及大气降水、地表水和第四系松散沉积层孔隙地下水补给,补给量大,易于开发利用。

 

  (2)永泰县地热田分布广,且面积大,其地下热水资源储量大,允许开采量为17 102m3/d。

 

  (3)永泰县地下热水水质属重碳酸、硫酸纳型水, pH值一般为7~815属弱碱性,溶解总固体为240~660 mg/L属低矿化度淡温泉水,永泰地下热水普遍含氟、偏硅酸,均达157第 2 期林仙彪:永泰地热资源特征及开发利用前景命名矿水浓度,氡含量也达到矿水浓度,具有较好的医疗保健价值。永泰县地下热水水质为优质医疗热矿水。

 

  (4)应珍惜和合理地保护利用好地热资源,遵循着/梯级开发、综合利用0和/在保护中开发,在开发中保护0的原则,根据地热资源的温度和水质选择适合的利用途径,做到可持续发展。

 

  (5)永泰县地下热水资源丰富,用途广泛,开发利用地热资源的前景广阔,必将带来良好的经济、社会及环境效益。