廣西環北部灣地熱資源分布規律及開發利用建議

◎朱明占

廣西地質環境監測站，廣西 南寧 530200

環北部灣地區是廣西地熱資源豐富的區域之一，主要分布有中低溫地熱資源，具有分布廣、儲量大、開發利用難度低等優點。隨著煤、石油、天然氣等傳統能源日益短缺，清潔能源地熱能的開發利用越來越受到青睞。20 世紀70年代以來，前人在該地區開展了地熱普查、隱伏沉積盆地勘查、商業地熱地質勘查、地熱流體研究等。前人工作主要集中在地熱地質、地熱資源勘查和資源量評估等方面，對地熱資料分布規律總結探討及理療價值研究程度比較欠缺，特別是在地熱資源類型、地溫場特征、熱水理療組分等方面還沒有形成完整性的研究，在地熱資源開發利用方面也未進行系統的探討。筆者通過對環北部灣地區地熱水的水文地球化學及理療指標特征進行分析，統計熱泉水化學類型及組分來源，并對溫泉理療價值進行評價，對環北部灣地熱資源開發利用提出建議，以期為后續的市場開發利用工作提供參考。

1 區域地熱資源分布規律

廣西環北部灣地區位于北部灣海域北面，全國地勢第二臺階中的云貴高原東南邊緣。它地處兩廣丘陵西南部，南臨北部灣海面，地形復雜，整個地勢由北向南傾斜，山嶺連綿，嶺谷相間，四周多被山地、高原環繞，呈西北和東南高、中間低的弧形山地狀。行政區域面積約為4.25 萬km2，總人口超過2456 萬。

廣西環北部灣地區地處低緯度，南瀕熱帶海洋，具有夏天時間長、氣溫較高、降水較多、冬天時間短、天氣干暖的亞熱帶季風氣候特征，多年平均氣溫在17.1℃～23.5℃之間。各地年降水量為1080～2760 mm，大部分地區在1300～2000mm 之間，降雨隨時空分布差異較大。

廣西環北部灣地區為全國水資源豐富的地區之一，主要河流分屬獨立入海水系。水系總流域面積23111 km2，年徑流深1086 mm，年徑流量236.6 億m3，占全區徑流總量的12.6%。流域面積50 km2以上的河流有123 條，主要有南流江、欽江、防城河、北侖河、大風江、茅嶺江、九洲江和洪湖江等。

根據《廣西地熱資源調查評價與區劃報告》的調查研究，廣西環北部灣地區域共有26 處溫熱泉（如表1 所示），主要分布有沉積盆地傳導型及隆起山地對流型地熱資源。

表1 廣西構造單元與溫泉數量簡表

沉積盆地傳導型地熱資源主要蘊藏于南寧、合浦、橋圩、寧明、上思等中、新生代構造斷陷向斜盆地中[1]，出露溫熱泉7 處，占環北部灣地區溫熱泉總數的26.92%，南寧盆地有3 處，橋圩及合浦盆地各有2 處，上思及寧明盆地截至文章發表前還未查明。

隆起山地對流型地熱資源主要蘊藏于十萬大山斷陷、六萬大山凸起、博白斷褶帶、云開隆起等區域，斷裂構造多呈北東—南西分布，共出露溫熱泉19 處，占環北部灣地區溫熱泉總數的73.08%，出露主要集中分布于環北部灣地區4 個4 級構造單元內。十萬大山隆起有8 處，云開隆起有7 處；六萬大山凸起及博白斷裂帶各有2 處。

1.1 沉積盆地傳導型地熱資源

從地域分布上看，沉積盆地傳導型地熱資源主要分布于廣西環北部灣地區經濟相對發達的首府、沿海、沿邊之地，具有良好的開發利用前景。分布與區域構造密切相關。中、新生代斷陷向斜盆地均受區域性深大斷裂的控制，盆地的長軸方向一般為NE 向，沿區域性呈深、大斷裂性分布。斷裂規模大，切割深，構成了深部熱源向地表傳遞的良好通道。

構成地熱地質體的均為中、新生代泥質巖和砂巖等碎屑巖，厚度在1000～2000 m 以上。泥質巖類構成了盆地地熱田良好的隔熱保溫蓋層，多呈夾層狀交替出現，其間夾的砂巖、礫巖等構成了熱儲層，呈層狀，為孔隙裂隙型熱儲。砂巖孔隙度一般較大，具良好的滲透性。一般古生代老地層構成了盆地的基底，受構造運動的影響，基底多呈中部凹陷、四周上翹的“簸箕”形[2]。斷裂構造發育形成了溝通深部熱源的通道。

沉積盆地傳導型地熱資源埋藏較淺，一般在1000～2000 m 之間，最深不超過4000 m，地熱儲存資源豐富。地表一般沒有溫泉露頭，易于鉆探開發利用，屬于經濟型地熱資源[2]。

1.2 隆起山地對流型地熱資源

從隆起山地對流型溫熱泉地理位置分布規律來看，絕大部分溫熱泉呈圓弧形環繞分布于北部灣區域南面。溫熱泉出露分布具有分區性、分帶性，與區內深、大斷裂，活動性斷裂，巖漿侵入體密切相關。

1.2.1 溫熱泉主要沿區域性深、大斷裂和活動性斷裂分布

區域性深、大斷裂和活動性斷裂多屬于基底斷裂，它們是溝通地下深部熱源的通道，也是溫熱泉出露的重要條件。在區域性深、大斷裂，活動性斷裂的交匯復合部分、斷裂轉折端、鎖固端、斷裂近側的次級構造密集發育塊段及其斷裂之間的斷塊中，常是溫熱泉出露的最佳位置。深、大斷裂和活動性斷裂控制溫熱泉的分布，次級構造斷裂控制其出露形式的分布規律。

1.2.2 溫熱泉出露分布與巖漿巖體關系密切

19 處溫熱泉中，有9 處分布于巖漿巖體中。溫熱泉一般在多期復式巖體、巖體與巖體接觸帶、巖體與圍巖接觸帶及巖體中發育的斷裂破碎帶或后期發育的硅化帶、各種巖脈、巖墻等地段出露。按其出露所在的巖體形式時代可分為燕山期（γ5）巖體4 處、加里東期（γ3）巖體5 處，后者出露的溫熱泉附近常分布有燕山期侵入體的巖株、巖墻或巖脈。由此可見，分布于加里東期巖體中的溫熱泉主要與燕山期的地熱活動有關。

1.2.3 分布于沉積巖中的溫熱泉主要出露于碎屑巖地區

19 處溫熱泉中，有10 處分布于沿積巖地層中，如表2 所示。按其出露的地層時代劃分，泥盆系地層出露7 處，占統計量的70%，二疊系、侏羅系及白堊系地層均有出露，占統計量的30%；按巖類劃分，碎屑巖地區共出露8 處，碳酸鹽巖夾碎屑巖或碳酸鹽巖地區共出露2處。分布于碳酸鹽巖類地區的溫熱泉，其隔熱保溫層多為碎屑巖夾層或附近出露的碎屑巖地層。

表2 廣西環北部灣地區地熱出露特征表

2 廣西環北部灣地區地溫場特征

筆者采用地溫梯度及一定深度水平切面的地溫值作為指標，分析研究區盆地地溫場空間分布與變化規律。

2.1 沉積盆地傳導型地熱資源地溫場特征

2.1.1 氣溫影響帶

受氣溫、地形條件和地質條件等因素的影響，各測溫井孔反映出的地溫影響帶各不相同。氣溫影響帶的深度位于0～32 m 之間，一般為7～21 m，平均深度為16 m。氣溫影響帶溫度位于21.5℃～29.3℃之間，一般為22.1℃～24.3℃。氣溫影響帶平均最低溫度為23.4℃，平均最高為24.6℃。影響帶溫度一般相差0.2℃～1℃，這說明大部分井孔受氣溫影響程度差異不大。

2.1.2 地溫恒溫帶

根據井孔測溫結果，各沉積盆地恒溫帶深度各不相同。恒溫帶深度位于16～28.6 m 之間，井孔恒溫帶溫度為22.3℃～25.8℃，一般為22.8℃～24.3℃。地溫恒溫帶平均溫度為23.7℃，比當地年平均氣溫（21.3℃）高2.4℃。

2.1.3 地溫梯度

根據各個盆地內井孔的測溫結果，地溫梯度在1.4℃/100 m～9.09℃/100 m 之間，其中，南寧盆地地溫梯度為3.08℃/100 m～4.63℃/100 m；橋圩盆地平均地溫梯度值為4.0℃/100 m；合浦盆地平均地溫梯度值為2.93℃/100 m。

2.2 隆起山地對流型地熱資源地溫場特征

隆起山地熱儲溫度場明顯受斷裂構造控制。平面等溫線沿控熱斷裂走向呈帶狀分布，溫度等值線在長軸方向與斷裂走向一致，呈現斷層上盤一側等溫線稀疏，下盤一側等溫線密集的特征。等值線密集區為地熱異常中心，地溫梯度一般大于3℃/100m。平面等溫線所反映出的高溫部位往往是兩組或者多組斷裂交匯處，即地熱流體上涌通道，溫度由主通道向四周減小。在垂直方向上，恒溫層以下的地溫隨深度的增加呈遞增的趨勢，這進一步表明熱流來自地殼深部。

2.3 大地地熱流值特征

《中國大陸地區大地熱流數據》成果表明，研究區大地熱流受板塊運動的影響，總體上呈現北東高（70～100 mW/m2）、南西低（50～ 70mW/m2）的分布格局。這是新生代以來我國東南部受菲律賓海板塊和太平洋板塊的影響，而西南部則受印度板塊強烈作用的結果。合浦盆地平均大地熱流值[3]為52.43 mW/m2，為區內大地熱流值比較低的區域之一。區內大地熱流值由西往東逐漸升高，表現出東高西低的分布規律。貴港市往東南地區熱流值＞80 mW/m2，屬高熱流值區域；玉林往東南一線至廣州邊界以西區域大地熱流值最高達到90～100 mW/m2。

3 地熱流體的理療價值

3.1 地下熱水的水化學類型

研究區地下熱水的水化學類型主要為HCO3-Na 型、HCO3-Ca.Mg 型、SO4-Na 型、Cl-Na 型、HCO3-Na 型。從平面上看，靠近沿海區域地下熱水水化學類型以氯化物型熱水為主，向內陸地區逐漸過渡為重碳酸鹽型熱水。根據筆者調查結果可知，玉林市容縣及博白地區有硫酸鹽型熱水發育，水化學類型在整體上分帶明顯。

3.2 地下熱水的理療價值

研究區內含量豐富的具有理療價值的元素為氟與偏硅酸，共發現具有理療價值氟濃度的溫泉8 處（如表3 所示），其F-含量＞1mg/L，其中達到命名氟水的水樣有6 處，主要分布在侵入巖區域。氟主要來源于花崗巖中的螢石（CaF2）、鋁硅酸鹽等含氟礦物的溶解作用。水溫較高時，含氟礦物溶解在釋放F-的同時，進入地熱水中的Ca2+與圍巖表面吸附的Na+發生了離子交換作用，地熱水中Na+大量富集，水相中Ca2+含量降低，促使螢石礦物溶解，增加了地熱水中F-質量濃度，從而形成高氟地熱水。所有溫泉中，只有南寧盆地的溫泉偏硅酸含量達到了命名硅水的要求，含量為50.58～61.29 mg/L。

表3 研究區地熱資源理療礦水指標一覽表

4 開發利用建議

（1）制定翔實的、操作性強的地熱資源勘查開發利用規劃。在勘查規劃的基礎上，逐步開展重點區域地熱資源勘查。

（2）建立健全地下熱水動態監測網絡，加強地熱水動態監測，動態監測地熱資源在開采過程中的水位、水質、水溫、水量等的變化情況。

（3）建立地下熱水數據庫和地下熱水信息系統，及時了解各地熱區、各熱儲層的熱水多年間動態變化規律，科學指導地下熱水的合理開采，以防止過量開采引起地熱景觀消失或水溫下降、地面沉降等環境地質問題。

（4）做好回灌試驗工作，確定回灌所需的基本條件，為回灌的推廣提供依據，對開展地熱回灌單位或企業在礦權審批、資源費收取等方面給予政策性優惠扶持。

（5）積極推動地熱資源找礦突破勘查項目，圈定地熱資源潛力靶區，降低市場資金投入地熱勘查失敗的風險，優化資源配置，提高地熱資源開發利用效能[4]。

（6）大力推進干熱巖勘查，保障能源安全。地熱勘查科研單位應加大與區內外投資集團的合作力度，在濱海干熱巖資源分布潛力區開展干熱巖探測工作，促進地熱資源開發利用從傳統的洗浴療養向地熱發電能源開發利用轉變，開發利用綠色環保地熱能源，減低工業發展對化石能源的依賴，在一定程度上減少不可再生能源的消耗，保障能源安全。

5 結 語

環北部灣地區是中低溫地熱資源潛力區，地熱資源豐富，富含氟離子、偏硅酸等微量元素，具有一定的理療保健價值，開發利用地熱資源有利于提升北部灣經濟區的旅游品質。同時，環北部灣沿海區域地殼較內陸薄，深部控熱構造發育，多發育有隱伏巖漿巖體，是干熱巖勘查的良好靶區，后續應穩步推進干熱巖勘查研究工作。