云南省梁河縣地熱資源成因及資源潛力評價

◎楊 英，朱維濤，陳天歡

廣西泰熱地熱能源開發有限公司，廣西 南寧 530023

云南省梁河縣位于云南省西部，德宏傣族景頗族自治州東北部，國土面積1136.69 km2，截至2020年11 月，梁河縣常住人口為134268 人（數據來源于《德宏年鑒》2020 年）。境內地貌形態受北、東方向地質構造控制，整個地勢呈北東向西南傾斜的斜長形峽谷地帶，縣境為三大山脈和大盈江、龍江兩大水系所分割，形成了兩山夾一壩的格局；屬南亞熱帶季風氣候，四季不分明，干濕季明顯，雨量充沛，氣候溫和，立體氣候明顯，并有多種多樣的地形小氣候；年平均氣溫18.4℃，最熱月平均氣溫23.1 ℃，最冷月平均氣溫11.1℃，多年極端最高氣溫35.5℃，多年極端最低氣溫﹣1.7℃，早晚溫差大，年平均氣溫在空間分布上自北向南遞增；熱量隨海拔升高而減少，遞減率平均為0.56℃/100 m，具有南熱北涼的特點；年平均降水量為1386.75 mm，降雨量隨海拔升高而增加，垂直遞增率為44.70 mm/100 m，中山、低中山區的降雨量明顯大于河谷盆地區，是地熱資源的主要補給源。

梁河縣河流發育，主要有大盈江、龍川江、蘿卜壩河，均屬于伊洛瓦底江水系。境內共有大小60 余條溪流匯入“兩江一河”。2019 年，梁河縣啟動縣域地熱資源勘查項目，基本查明了該縣地熱資源分布、賦存條件、水化學特征、理療價值及開發利用現狀，評價了地熱資源量和開發利用潛力。據勘查結果可知，區內地熱流體的最高溫度95.9℃，最低溫度28.02℃，屬于中—低溫地熱資源，地熱流體絕大部分以溫泉的方式出露，地熱流體偏硅酸、偏硼酸、氟、鋰、鐵含量達到理療價值的標準。

1 地熱資源賦存特征

梁河盆地位于騰沖—梁河弧形構造與SN向構造帶的復合部位，主要受大盈江斷裂控制，于燕山末期形成[1]。基底由石炭系勐洪群（Cmh）碎屑巖與燕山期（γ52-3）花崗巖構成，漸新世末或中新世初期，地殼接受了巨厚的（N1n、N2m）河湖相沉積，僅在上新世中期有玄武巖噴發活動。地層主要有下古生界深變質巖系和上古生界石炭系勐洪群淺變質巖系；新生界上第三系南林組半成巖，芒棒組花崗巖、玄武巖；第四系更新統、全新統沖湖積及燕山期、喜山期的各類巖漿巖。

1.1 熱源條件

中生代、新生代以來的巖漿活動、變質作用以及上新世以來的火山噴發活動，使梁河地區的上地殼始終處于地熱異常狀態，形成“縣城有熱水、鄉村見溫泉”特有的地熱景觀。至今仍滯留于上地殼中未冷凝的巖漿囊（深7～25 km）或現代正存在的侵入巖漿活動，深部隱伏存在的放射性元素衰變及斷裂深部熱循環等活動，為梁河縣水熱活動提供了源源不斷的熱源條件。現有勘查資料表明，在翻滾熱泉騰沖熱海熱田附近，巖漿囊距地表僅7 km，熱海熱田的水熱活動為全省之首。由此可見，埋藏較淺的巖漿囊為地熱流體提供了主要熱源。此外，梁河縣溫泉分布特征表明，沿大盈江斷裂兩側2.5 km 內分布的地熱都是高溫熱泉，地表出露點溫度具有由北東部的騰沖至西南部盈江逐步降低的特點。因此，梁河縣北部的熱源埋藏淺、巖漿活動強力、自流溫泉溫度高，越往南部熱源埋藏越深、巖漿活動減弱、自流溫泉溫度較北部低。

1.2 控熱構造

梁河縣位于青藏滇緬印尼巨形“歹”字形構造體系西支中段的騰沖—梁河弧形構造帶的頂部[2]，此處南北斷裂、SN—NE 向弧形斷裂及伴生的橫向斷裂十分發育。斷裂活動的伴生現象溫泉、火山口廣布，各種構造形跡顯示，構造帶在喜山期及挽近時期有極強烈的活動。區內因為應力比較集中，放射狀張扭性斷裂較發育，導致新生代巖漿活動頻繁，并多次噴發，面積較大，以騰沖—團山一線最為典型。區內發育的活動斷裂為大盈江斷裂，該斷裂由騰沖經梁河到盈江，其自北東至南西沿大盈江斜穿梁河縣北部，長約100 km，大致沿大盈江呈向東突出的弧形，弧頂在梁河一帶，屬弧形構造帶中起控制作用的一級構造。斷裂面傾向NW，以陡傾角為主，新構造活動特征明顯，斷層三角面、線性山脊、斷層槽地等斷層地貌發育[3]，沖溝同步左旋位錯明顯，洪積扇、溫泉等沿斷裂呈串珠狀分布，斷裂對梁河盆地具有明顯的控制作用。

梁河縣內大坪子、老新寨、熱水塘等露頭剖面揭示出斷層錯斷了晚更新世或全新世地層，并在斷層面上發育松軟的斷層泥，這表明斷裂自晚更新世以來具有明顯的活動特征，以水平左旋為主，水平滑動速率為1.5～2.5 mm/a[3]。大盈江斷裂派生的次級斷裂多呈擠壓和扭裂現象，而且斷裂交匯處往往造成滑坡泥石流；第四系火山巖分布在弧形斷裂帶內，平山鄉、勐養鎮火山巖分布明顯，伴隨地震、火山活動、山地隆起，一些古滑坡往往因地震而復活。斷裂控制是梁河地區主要的成熱形態，因印度洋板塊的俯沖、碰撞、擠壓、拉張導致梁河縣區域斷裂構造、新構造活動十分發育，具有斷裂規模大、延伸遠、切割深、破碎帶寬的特征。

這些發育的斷裂、活動構造有利于地下水的向下滲透補給。地下水滲透徑流溝通了深部巖漿囊、放射性元素衰變及斷裂帶深部熱循環的熱源。斷裂、活動構造為向下徑流滲透的冷水和向上傳導的熱流提供了水熱對流傳遞交換的通道及儲存條件，使一定深度的水熱對流傳遞并儲存于有利地帶，形成一定規模的熱儲，并在地形地貌、地層巖性及地質構造的控制下沿斷裂上涌形成熱泉。

梁河縣溫泉、熱泉的水熱活動主要沿斷裂分布，主要的控熱、導熱斷裂由3 條近似平行的大盈江斷裂、彎中—大坪子斷裂、紅場寺—邢家山斷裂控制。在丙塞西南側河邊可觀察到硫磺—泥炭互層現象，推測其可能為間隙性火山活動遺留的火山灰沉積。

1.3 熱儲條件

熱儲是地熱流體儲存的地下場所。按梁河地區宏觀的地質結構，下部為元古界的高黎貢山群變質巖和燕山期的花崗巖，上部為晚第三系、第四系砂礫巖和火山巖[4]。下部元古界變質巖和燕山期花崗巖為弱含水層，但因為區內斷裂構造發育，在斷裂發育區，裂隙、節理發育，巖石破碎，常常形成斷裂破碎帶或層間破碎帶，這些斷裂破碎帶埋藏深、具有一定厚度，是區內地熱流體儲存的場所。因此，梁河地區熱儲多為帶狀、脈狀。熱儲帶形成于斷裂破碎帶范圍內，呈NW 走向。地熱熱儲可劃分為孔隙裂隙型層狀熱儲、裂隙型帶狀兼層狀熱儲、裂隙型帶狀熱儲三大類。孔隙裂隙型層狀熱儲主要分布在盆地傳導型地熱區域的梁河盆地、芒東盆地、勐養盆地內，屬于中生代、新生代斷陷盆地的一部分，主要熱儲層為新近系及第四系卵礫石層、含礫石英砂巖類；裂隙型帶狀兼層狀熱儲是區內隆起山地型地熱資源的主要熱儲，主要分布于NNE 向、NEE 向、SN 向、NE 向、EW 向等斷裂帶上，如丙賽溫泉、豬尿水溫泉等；裂隙型帶狀熱儲主要分布于巖漿巖及混合巖分布區，頻繁的巖漿活動溝通了地殼深部的熱源。

在構造交會部位及其附近，深層構造裂隙發育，為深層熱水循環提供了良好的通道和儲存場所，地下深處的熱水易沿斷裂通道上升，形成地熱異常。該區地熱系統為斷裂帶循環對流型，溫泉呈點狀及帶狀出露于斷裂交匯處或不同巖體接觸帶，是梁河縣主要的儲熱層，如幫別溫泉、底養溫泉等。

1.4 蓋層條件

梁河地區在燕山—喜馬拉雅山期巖漿活動時，伴隨的是大范圍的新近系和第四系的河湖相沉積，這些以黏土質為主夾砂礫石厚度達千米的山麓堆積及厚層狀侵入巖體，成巖好，厚度大，起到良好的隔熱保溫作用，構成了良好的隔熱保溫層。中石炭統、下石炭統的羅根地組（C2l）、邦讀組（C1b）的淺變質含礫石英雜砂巖、含礫泥質粉砂巖、長石石英砂巖及粉砂質板巖地溫測試結果顯示，僅第四系有地溫異常。由此可見，石炭統地層導熱性能較差，含細砂泥質粉砂巖、含礫中粗粒長石石英雜砂巖及厚層狀侵入巖體。構成熱儲蓋層的地層巖性熱導率低至0.63～1.85 W/（m·K），熱擴散率為0.23～0.67×10-3（m2/h），巖層致密，孔隙率低至6.71%～8.63%，富水性和熱導性差，可構成良好的隔熱保溫蓋層。

1.5 水巖相互作用程度

研究小組將研究區地下熱水的Na、K、Mg 的含量投至Na-K-Mg 平衡圖上（見圖1），可以看出研究區內的地熱水樣大部分處在Mg離子的右下角，大部分地熱水處在水巖相互作用的初級階段；大部分位于局部平衡或未成熟區域，水和圍巖之間的平衡將會進一步進行，這表明這些溫泉點對比研究區的其他地熱點來說水巖相互作用的強度較高，或者是與“成熟度”相對更高的水發生了混合。其他區域的熱水樣全部位于Mg 離子的右下角下部區域，地熱水水巖相互作用強度較小，未達到飽和狀態，這說明地熱流體循環途徑短，補給量大，地熱資源豐富。

圖1 Na-K-Mg 平衡圖

2 地熱資源分布特征

梁河縣共有21 處自流溫泉，5 口地熱井。它們出露主要集中分布于梁河縣7 個鄉鎮中。從流域分區看，大部分溫泉分布于大盈江流域，有16 處，其中蘿卜壩流域6 處，龍川江流域4 處。從構造分帶看，過半數的溫泉分布于大盈江斷裂帶附近，為13 處；其次為紅場寺—邢家山斷裂，為10 處；灣中—大坪子斷裂3 處。溫熱泉出露分布、分帶性與區內深大斷裂、活動性斷裂、巖漿侵入體密切相關。溫熱泉主要沿區域性深大斷裂、活動性斷裂分布，區域性深大斷裂、活動性斷裂多屬基底斷裂，它們是溝通地下深部熱源的通道和溫熱泉出露的重要條件。因而在區域性深大斷裂、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區，常是溫熱泉出露的最佳位置，區內21 處自流溫泉和5 口地熱井均分布于NE 向斷裂構造帶上。同時，溫熱泉出露分布與巖漿巖體關系密切，全縣21 處自流溫泉和5 口地熱井均分布于巖漿巖體中。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。

3 地熱資源量潛力評價

研究小組采用熱儲法分別評價地熱資源量、地熱資源可開采量、地熱流體可開采熱量[5]。評價范圍將溫度＞25℃的溫泉或地熱井作為地熱資源評價的水溫下限，一般以第四系孔隙水水溫＞25℃的范圍作為地熱田或地熱異常區的范圍。

4 地熱流體水化學特征

4.1 熱水水化學類型及特征

地下水體具有溶濾功能，地熱流體的水化學類型與所處圍巖的巖性及其礦物成分有直接的關系。梁河縣熱水pH 值介于7.26～9.58之間，呈弱堿性，在相同礦化度的情況下，此區熱水為異常軟的水，水中的主要離子為K+、Na+和HCO3-，所有熱水只有HCO3-Na 一種類型。圍巖的巖性主要為巖漿巖，水中Na+來源于巖漿巖中長石類礦物的風化溶解，在CO2和H2O 的參與下，形成了以Na+離子和HCO3-離子為主的地下水，因為NaHCO3的溶解度較大，當水中陽離子以Na+為主時，水中HCO3-的含量將大大增加，最終形成了HCO3-Na型水。

4.2 熱礦水理療價值潛力評價

區內熱水含量豐富的具有理療價值的元素為氟、偏硼酸、偏硅酸、鐵、鋰等元素，其中具有理療價值的富含氟的熱水24 處，含量＞1 mg/L，其中達到命名氟水的熱水20 處；富含偏硼酸濃度的熱水8 處，含量＞1.2mg/L，但未達到硼水命名的標準值；富含偏硅酸濃度的熱水23 處，含量＞25 mg/L，達到命名硅水的熱水3 處。此外，位于縣城北部的芒隴溫泉Fe3+含量為13.75 mg/L，達到鐵水命名標準；熱水塘溫泉的Li+含量為1.594 mg/L，具有Li+理療價值，但未達到命名礦水的5 mg/L 的標準（見表1）。

表1 梁河縣地熱資源理療礦水一覽表 單位：(mg/L)

梁河縣內溫泉分布廣泛，溫泉療養可以排除體內多余的水分、脂肪，通過毛孔吸收溫泉里的礦物質元素，有益于皮膚的健康，同時身體內的毒素也可以通過毛孔隨著汗液排出體外，有助于提高人體免疫力。鐵、鋰、氟是人體不可或缺的微量元素，適量浸泡氟水有利于牙齒和骨骼的生長發育，若攝入量不足會導致齲齒和骨質疏松，攝入過量會造成氟斑牙和氟骨癥[6]；偏硅酸有軟化血管、增強管壁彈性的功能，對心臟病、高血壓、動脈硬化等疾病有理療作用[5]，浴用時對皮膚和粘膜有潔凈消退作用，飲用時能緩解動脈硬化，維持動脈彈性，保護動脈內膜不受脂質侵入，常年飲用可健胃強身，延年益壽，許多村莊以長壽村聞名，與其飲用的偏硅酸型水有一定關系；硼是人體必需的微量元素，地熱流體中的偏硼酸可以預防骨質疏松，具有抗炎癥、抗腫瘤、降血脂等作用，可促進免疫器官發育，增強體能[7]。

5 結語與建議

5.1 結 語

（1）梁河縣地熱資源豐富，以梁河盆地現有的海拔高度，熱泉仍未達到沸點沸騰翻滾狀態，當地所謂的滾鍋現象為碳酸泉中大量氣體隨著高溫流體溢出而形成的地熱奇特景觀。

（2）經計算，梁河縣地熱資源總量為9.32×1015kJ，折合標準煤為3.18×108t；地熱流體可開采量為1.22×107m3，可開采熱量為1.07×1012kJ，折合標準煤為3.65×104t。

（3）區內溫泉理療元素豐富多樣，許多溫泉富含氟、偏硼酸、偏硅酸、鐵、鋰等理療元素的1～4 種，理療價值潛力巨大，值得向廣大群眾科普宣傳，引導獨具特色的理療溫泉開發利用。

5.2 建 議

（1）梁河縣地處西南邊陲，工業基礎薄弱，地熱資源開發利用程度較低，建議對縣域地熱資源進行統一管理，突出特色，結合其良好的生態植被保護現狀，以地熱康養等旅游項目為依托開發利用，在城區輻射區以新區規劃溫泉地產相結合的方式開發，達到合理配置地熱資源，實現地熱資源優勢向經濟優勢的可持續開發利用轉變。

（2）梁河縣地處盈江活動大斷裂帶上，研究小組在項目工作期間，盈江連續發生3.0～4.0 級地震，地震頻發，建議開展熱能富集和地震相關關系研究工作，推動地熱發電等工作，主動釋放熱能，防止能量蓄積，降低地震發生頻率。

（3）梁河縣地熱資源豐富，但是現有溫泉資源開發利用模式較為粗放，地熱流體利用率不高，需要引導地熱資源開發利用方向由旅游泡浴為主向地熱發電等能源開發利用方向轉變。