論貴州黔東南變質巖區地熱水資源監測

貴州省地質礦產勘查開發局111地質大隊 楊鵬程

一、研究區地質概況

（一）研究區自然地理概況

研究區位于云貴高原向湘桂丘陵盆地過渡地帶，地處貴州省的東南部，總體地勢為東部低而其他三面較高，位于中部的雷公山地區以及位于南部的月亮上地區，地貌類型為中山地帶，其余部位有低中山、低山以及丘陵和盆地等地貌，平均高程在500至1000米之間。

（二）研究區地質概況

研究區在區域大地構造上涵蓋了榕江開闊復式褶皺變形區和黎平經閉式周變形區兩個小區，區內斷裂構造以北北東－北東向為主。區域地層涵蓋了錦屏-雷山小區和黎平-從江小區兩個地層小區，沉積變質巖地層較為廣泛的裸露，但兩區在巖性上還是有較大差別。研究區是一個在晚古生代地形整體上升的隆起區，由于長期遭侵蝕，造成了較多地層的缺失。

二、研究區地熱水資源勘查對比分析

研究區內的天柱縣、錦屏縣、黎平縣、榕江縣等處均有地熱鉆井實施，通過對比分析這幾口井的地熱地質條件，逐步摸索在這一區域進行地熱水資源勘查的大致方向。

（一）天柱縣某地熱井地熱地質條件分析

1.地熱異常分析

天柱縣某地熱井位于天柱縣城以北，地表未見明顯地熱異常，對邦洞斷層開展的物探工作表明，邦洞斷層存在明顯的地溫異常和放射性異常。（見圖1、圖2）

圖1 物探地溫異常曲線

圖2 RaA放射性曲線圖

2.地熱井分析

天柱縣地熱井鉆孔揭露地層及巖性見表1。通過測井資料顯示，在清水江組變余砂巖的巖性段，聲波時差出現了明顯增大，電阻率出現了明顯降低，巖體的孔隙度和含水飽和度也都較高，結論得出這些段均為含水段，這也通過施工過程中的簡易水文觀測得到互相驗證。鉆孔終孔深度1903米，推薦開采量1566t/d，井口水溫51℃，鉆探工作取得了圓滿成功。

表1 天柱縣地熱鉆孔鉆遇地層及巖性統計表

3.地熱成因分析

區內的勘查目標為走向北東向的邦洞區域性大斷層所形成的帶狀熱儲，地層為下江群清水江組，熱源主要來源于區域大地熱流量，地熱勘查類型屬中低溫帶狀熱儲（Ⅱ-2型），邦洞斷裂為區內地熱流體的運移通道，青白口系的變余砂巖屬硬質巖，在多期構造活動的作用下易形成較大的節理裂隙帶，為地熱流體的賦存和運移提供了較為充裕的空間，在邦洞斷層破碎帶內形成了帶狀熱儲。經過計算，本地熱鉆井的平均地熱增溫率為1.86℃/100m，大地熱流值為55.43mW/m2。

（二）錦屏縣某地熱井地熱地質條件分析

1.地熱異常分析

錦屏縣某地熱井位于錦屏縣城以南，地表未見明顯地熱異常，對花橋斷層開展的物探工作表明，花橋斷層存在明顯的地溫異常。（見圖3）

圖3 物探地溫異常曲線

2.地熱井分析

錦屏縣地熱井鉆孔揭露地層及巖性見表2。ZK1地熱鉆孔揭露花橋斷裂帶埋深2311-2336m，熱儲溫度52.2℃，斷層帶上盤以平略組的板巖為主，斷層帶下盤為清水江組的板巖以及砂質板巖。根據測井解釋該帶狀熱儲有三個含水段，累計厚度12.6m，孔隙度2.0-5.5%，含水飽和度為65-95%，含水段的自然伽瑪值在104.7-130.9API，深側向電阻率值在45-3524歐姆米，淺側向電阻率值為66-1924歐姆米，補償聲波值為53.9-62.9微秒/英尺。經降壓試驗證實，該帶狀熱儲含水性差，井口水溫37℃，但無法形成可供開采的地熱水資源量。

表2 錦屏縣地熱鉆孔鉆遇地層及巖性統計表

3.地熱井失敗原因分析

區內的勘查目標為向北北東向的花橋區域性大斷層所形成的帶狀熱儲，花橋斷裂為區域性大斷裂，發育深度也較大，斷層規模也較大，在斷層影響帶內易形成較寬的破碎帶而形成帶狀熱儲。通過分析錦屏地熱井發現，在花橋這條區域性大斷裂的深部，由于在埋深合適的位置發育的是平略組板巖，巖體較為完整，未能形成較好地裂隙帶，這可以通過地質巖屑編錄中得到驗證，不能為地熱流體提供流通通道和賦存空間，即使有多期的構造活動，形成的裂隙帶也很有限，不能形成具有開采規模的地熱水資源。

三、結論

通過對比分析天柱、錦屏兩口地熱井不難發現，在都有區域性大斷裂的前提下，淺表地層均有一定厚度的碳酸鹽巖，深部都為變質巖地層。天柱地熱井深部主要發育清水江組變余砂巖，在斷層帶能發育較大規模的破碎帶，可以為地熱水資源提供較好的流通通道和賦存空間，勘探工程取得了較大的成功；反觀錦屏地熱井，在花橋區域性大斷層發育的前提下，深部發育的是以平略組板巖為主的地層，在斷層帶未能形成較大規模的破碎帶，不能為地熱水資源的流通和賦存提供足夠的空間，最終不能形成具有開發價值的地熱水資源，勘探工程以失敗告終。

通過以上對比，在貴州黔東南變質巖區進行地熱水資源勘探提供以下幾點建議：

第一，區域性大斷裂是貴州這種中低地溫梯度背景區地熱資源形成的重要保證，它能為將深部地幔熱以水為介質傳導至一定深度的含水層中賦存而形成地熱水資源，在進行地熱水資源勘探靶區選擇時應盡可能考慮區域性大斷裂的上盤。

第二，貴州黔東南變質巖分布較廣，但涵蓋了多個地層分區，對于具體勘探位置要準確弄清所在區域的實際巖性組合特征，以變余砂巖作為勘探目標含水層為佳，若勘探深度無板巖時應提高警惕。

第三，在鉆探施工過程中，要特別注意地質巖屑編錄，及時掌握鉆遇地層是否與設計相符；要加強施工過程中的簡易水文觀測，做好詳細記錄，為后期水文地質判斷提供基礎依據；要認真研判水文地質測井相關異常數據，結合地質做出準確判斷，指導勘探工程更好地趨利避害。