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秦岭地热资源分析
来源:地大热能 2020-10-13

扬子与华北板块的碰撞,造就了秦岭的雏形,之后秦岭遭受了长期剥蚀夷平,大约在始新世中期(5000万年前)以来,受印度洋板块推挤远程效应,秦岭加速隆升,关中断陷逐步形成,并长期接受了来自秦岭剥蚀的陆缘碎屑沉积。关中盆地就是伴随秦岭山系、由一系列不同方向断裂切错形成的新生代复式地堑型断陷盆地。盆地相对其南部秦岭山区呈强烈下降趋势,沉积了厚度巨大的新生代沉积,新生界盖层厚达300—7000余米,主要为河湖相松散及半固结的砂、砾石、粘土,上部主要为第四系风成黄土。有利的大地构造位置、强烈的新构造运动、丰富的深部水热活动,为关中盆地地热资源的储存和形成提供了稳定的背景条件。

地热流体的运动和形成是受一定的地热地质、水文地质条件控制,从而形成一定的热流体系统。关中盆地7000余米厚的松软盖层中,高渗透性能的半固结砂砾岩层孔隙造就了储热储水层,低渗透的粘土及泥岩类造就了阻热盖层。盖层和储热储水层共同组成热流体系统。同一热流体系统根据地层时代、岩性特征以及地质时期的沉积旋回组合规律和水文地质特征等因素,又可分成不同的热储层。关中盆地依据热储埋藏条件及热流体的运移特征,紧邻秦岭北麓地段可划分为构造断裂裂隙热储和砂砾岩孔隙裂隙两个热储。

温泉水循环示意图

构造断裂裂隙热储分布在盆地南侧,沿秦岭山前断裂呈带状分布,该断裂走向近东西向,倾向北,倾角50°左右,切穿地层东部为太古界太华群变质岩,西部为古生界宽坪群变质岩,其节理裂隙较发育,盖层厚度300—600m。

新生代以来,断裂以正断层活动为主,沿断裂出露有临潼骊山温泉、蓝田东汤峪温泉、眉县西汤峪温泉、宝鸡温水沟温泉等,温度在30℃-60℃,流量大小不等,大的可达100m^3/h以上,小的小于10m^3/h。

目前在这些地区及长安区东大地区均已施工一定数量的地热井,局部形成了集中开采地段。其热源主要为深部岩浆余热、放射性元素蜕变热等,热能传递主要以对流作用为主。

第四系及新近系砂砾岩孔隙裂隙型热储主要分布在盆地中部的凹陷地带,在西起宝鸡,东至潼关,南依秦岭,北邻北山,面积约19000km^2范围皆有分布。凹陷内新生界碎屑岩沉积厚度一般为3000-5000m,最厚可达7000m以上。热储多赋存于河湖相沉积建造中,岩性主要为砂、砂砾岩与泥岩互层,热储底部具有持续的传导热流补给,地温变化特征是自上而下逐渐升高,整个热储埋藏相对比较稳定,富水性相对较好,属层状传导型热储。该热储可划分成五个热储层段,自上而下分别为:第四系三门组热储层段,新近系张家坡组热储层段、蓝田灞河组热储层段、高陵群热储层段和白鹿塬热储层段。

陕西省域地热资源开发历史早,据史载,自新石器时代临潼姜寨人在骊山脚下用温泉洗浴起至今已有6000多年。从初始的温泉简单洗浴,到现时的钻井取热多方利用可谓巨变。

以打井形式开发地热流体始于20世纪70年代,1972年在蓝田县石门汤附近,由陕西省地矿局第一水文地质工程地质队施工的地热井,深度627m、水温57℃,成为陕西省内第一眼人工开凿的地热井,开创了全省开发利用地热资源的先河。

20世纪80年代陕西省地矿局(陕西地矿集团前身)相关单位在西安地区开展了地热普查,促进钻井开发地热探索进入起步阶段,共凿热水井11眼。同期在陕南勉县施工了深度648.16m和250.27m的岩溶型热储地热井,温度32℃—58.2℃,揭示了该地区的地热开发前景。

20世纪90年代是地热资源开发的高潮期,不但地热井开采深度不断加大,而且开发区域从以西安、咸阳为中心向周至、户县、扶风以及渭南市区和华县、华阴扩展,井深大多在2000-3000m,井口地热流体70℃—100℃。2000年后地热资源开发进入相对平稳期,年增加开采井数10眼左右。

2007-2010年,地热开发逐渐升温,特别是在2010年后,咸阳地区地热井深度渐增,多在3000m以上,井口地热流体温度90℃-105℃,最深达4505m,井口地热流体温度127℃,为目前深度最深、水温最高地热井。

华清池就是临潼骊山温泉的代表,又名华清宫,是以温泉汤池著称的中国古代离宫。周、秦、汉、唐以来,历代帝王均在此修建汤池沐浴,使其逐渐成为皇家御用温泉。据史料,华清池温泉形成于二三百万年以前,6000年前就为姜寨先民所利用。华清池温泉共有4处泉源,水质清澈,泉水无色透明,水温常年稳定在43℃左右,水中含多种矿物质,素有“温泉水滑洗凝脂”之称,因其历史久远,被誉为“天下第一泉”。1982年,被列为全国第一批重点风景名胜区,2007年5月,被批准为国家5A级旅游景区。华清池之所以名扬华夏,皆因其亘古不变的温泉资源。

华清池地理位置

注:

1.撰文水文专家、陕西地矿集团勘察开发部副主任 董天印
2.本文地图选自西安地图出版社出版的《秦岭地质公园》

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