廣東省陸河縣地下熱水調查及開發建議

王曉娟

廣東省有色礦山地質災害防治中心 廣東 廣州 510080

自上世紀60年代以來，先后有多個地質隊在陸河縣范圍內開展過區域地質調查、水文地質調查、地熱調查和物化探工作，對區域地層、構造、巖漿巖及地下熱水成礦地質條件和特征進行了一定程度的調查和研究，提供了一些較為詳細的基礎地質資料，為工作區地熱資源調查工作的開展提供了依據。以往地熱地質工作成果，為本次陸河縣地熱資源調查提供了重要的基礎性的地質、水文等資料，為本次工作開展提供了重要依據，但是隨著全縣地熱資源在旅游及其它方面的應用日益發展，以往開展的地質工作程度總體較低，存在以下問題：

(1)全縣域地下熱水的基礎性水文地質數據不清；(2)地熱地質特征研究不夠，未能系統總結控熱構造及分布規律；(3)尚未進行完整的全縣域地熱區劃；不能滿足當地政府針對地熱田開發利用制定相關政策的需求。通過對本次廣東省陸河縣地下熱水調查，基本查明工作區內地下熱水資源的分布、類型、規模，正確評價該區地熱開發利用價值，為該區地熱的科學開發、合理利用提供重要依據，為陸河地區的經濟發展、環境保護做出貢獻。

1 地下水條件

1.1 地下水的賦存條件

調查區陸河縣位于陰那山脈(蓮花山脈)中段與潮安-陂溝斷裂帶之間，地處亞熱帶低山丘陵山區，水系發育，植被繁茂，雨水充沛，地下水補給來源充足。出露地層有松散巖類、層狀巖類、塊狀巖類，以塊狀巖類分布最廣。調查區有多期巖漿的侵入，這些構造輪廓控制了測區水文地質單元的基本骨架，構造斷裂帶為地下水賦存和熱水的運移創造了有利條件。

廣大丘陵山區表層基巖風化強烈，風化厚度5-30m，普遍形成風化帶網狀裂隙水及下部脈狀水。區內河谷平原沖洪積層分布不廣，僅零星分布，含水層為薄層狀砂礫、亞砂土，賦存孔隙潛水，局部微承壓。調查區內斷層發育，有北東向河田斷裂(F1)，北西向河婆-惠來斷裂(F2)等，前者為該區主要控熱構造，后者為主要導水構造，賦存較豐富深循環脈狀熱礦水及淺循環常溫水。測區地形切割強烈，地下水循環交替條件較好，動態變化大，水化學類型大部分屬于HCO3·Cl-Na、Cl·HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca型。

工作區內地貌為低山丘陵及階地地貌類型，地下水循環條件除受地形、巖性控制外，主要受北東向河田斷裂控制。

1.2 地下水類型的劃分及富水性

按巖層含水性的不同，勘查區內賦存的地下水主要類型有松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水，富水性貧乏至中等，地下水由大氣降雨補給為主，各類型地下水之間有緊密聯系。

(1)松散巖類孔隙水

主要分布在山間凹地、河流兩岸及河床中，主要為一套粘土質砂、砂礫、礫石土層。廣泛分布于第四系河谷地帶各巖層全風化巖帶，含水層主要為巖層全風化層、沖積砂和砂礫石層，厚度3～10m，水位埋深約0～3m，富水程度一般為中等，局部地段達豐富等級。水力性質主要屬潛水，局部為承壓水。水化學類型主要為HCO3·Cl-Na·Ca型，礦化度小于0.3g/L。

(2)層狀巖類裂隙水

分布于蓮花山較高海拔地區的上三疊-下侏羅統千枚巖、千枚狀板巖、變質砂巖、粉砂巖等，枯季地下徑流模數小于6L/s·km2，富水性貧乏，局部中等。地下水的補給來源主要有大氣降水補給、地表水下滲補給和地下水層的越流補給。水化學類型為HCO3·Cl-Na、Cl·HCO3-Na·Ca、HCO3-Ca型，礦化度小于0.3g/L。

(3)塊狀巖類裂隙水

大面積分布于調查區內，為區內主要的地下水類型，賦存于燕山第三期粗粒黑云母花崗巖以及稍后期或后期侵入的輝長巖、石英斑巖、輝綠巖脈的風化裂隙和構造裂隙中，屬塊狀裂隙水。風化層厚度一般為5～25m，含水層無明確界線，埋深和厚度很不穩定，其透水性主要取決于裂隙發育程度、巖石風化程度和含泥量，枯季地下徑流模數小于6L/s·km2，富水程度貧乏；在破碎帶、構造蝕變帶和構造節理中的含水層呈帶狀展布，枯季地下徑流模數小于12L/s·km2，富水性貧乏-中等，局部具有承壓性；在斷裂帶及構造裂隙發育地帶，枯季地下徑流模數6-12L/s·km2，富水性中等，并形成熱礦水。水化學類型為HCO3- Ca·Mg、HCO3-Ca·Na、HCO3-Ca、HCO3-Na型，礦化度小于0.3g/L。

1.3 地下水的補給、逕流、排泄條件

調查區內地表呈現北西高，中部低，南東略高的凹型地貌，整個儲水構造是殼型北東向斷裂帶，構造裂隙切割深度大，裂隙連通性較好。當大氣降水或地表水通過包氣帶補給含水層而成為地下水后，地下水就會在重力作用下由水位高處向水位低處流動，形成徑流，最后在地形低洼處排出地表或直接排入地表水體，或遇到阻水構造帶沿裂隙上升形成泉，如此反復循環。調查區內地下水的排泄同樣依循地下水排泄的一般規律運行，即直接通過泉、河流、蒸發，人工排泄等方式進行，地下水主要以泉或濕地形式存在。

1.4 地下水動態變化特征

根據調查區以往水文地質調查成果資料和本次野外調查區內松散巖類孔隙水(潛水-微承壓水)埋藏淺，地下水水位變化主要與氣候(降雨、蒸發量)、地表水體水位升降和地下水開發利用有關。一般來說，基巖裂隙水水位受季節影響最明顯，豐水期，降雨豐富，地下水接受大量補給而水位上升；枯水期，由于降雨補給減少，地下水以泉、溪流形式排泄出地表，水位降低。一般而言，從山地-丘陵-平原的豐枯期水位變幅由大到小，此外，在區內地下水開采較為集中的地段，開采期地下水位劇減，開采終止后，地下水接受降雨或地表水的補給開始回升，趨于穩定。總體上，本區地下水動態變化較小，僅局部塊段變幅略大。

本區地下熱水出露形成的溫泉溫度不高，只達到中低溫溫泉的標準，溫泉水主要水化學類型為HCO3-Na型，少量為HCO3-Na·Ca型。從熱水孔豐、枯水期取樣分析結果看，總體上地熱流體化學組分動態變化不大，較穩定。

2 取得的主要成果

2.1 基本查明區內地熱水文地質條件

勘查區內賦存的地下水主要類型有松散巖類孔隙水、層狀巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水，富水性貧乏至中等，地下水由大氣降雨補給為主。北東向河田斷裂(F1)為該區主要控熱構造，北西向河婆-惠來斷裂(F2)主要導水構造等，賦存較豐富深循環脈狀熱礦水及淺循環常溫水。陸河縣地熱田出露(揭露)的地熱流體溫度多在37～60℃，屬低溫地熱資源。溫泉出露點主要沿北東向河田活動斷裂帶分布，尤其是更多出露于主斷裂與次級構造復合部位，熱礦水的賦存量與構造裂隙發育的強弱有關，地熱中心主要分布在斷裂帶的交匯部位。

2.2 新發現5處地熱異常區

通過調查、勘探和測試，在區內圈出了熱水坑(Ⅰ)、湯排(Ⅱ)、黃金坑(Ⅲ)、竹圍(Ⅳ)、馬石仔(Ⅴ)、上護(Ⅵ)、田心(Ⅶ)、湯仔寨(Ⅷ)、河口中學(Ⅸ)、下三林場(Ⅹ)、乙字坑(Ⅺ)等5處溫泉及6處地熱異常區，其中新發現了竹圍(Ⅳ)、馬石仔(Ⅴ)等5處地熱異常區，有待進一步開展勘查工作。

圖1 陸河縣城區熱異常驗證對比圖

2.3 遙感解譯成功圈定地熱異常靶區

利用遙感影像，解譯出較大型斷裂構造2條，次級斷裂構造100多條；利用ASTER、Landsat數據反演工作區地表溫度，并結合遙感解譯構造、地形地貌和已知溫泉點數據，成功圈定了四個地熱異常靶區。并通過綜合對比分析，將地熱田靶區及地熱異常區分為A、B、C三個級別，分別對應重點靶區、次重點靶區及一般靶區，選出A類地熱勘查靶區1個、B類地熱勘查靶區1個、C類地熱勘查靶區2個。其中新田鎮湯仔寨—田心地熱異常靶區確定為重點靶區。

2.4 物探測試為鉆孔布設提供了較好的數據支撐

通過對新田鎮湯仔寨—田心地熱異常重點靶區開展電法(可控源音頻大地電磁測深和電阻率聯合剖面測量)等物探方法，推測2條斷層，并對斷層走向、產狀及富水性進行了評價，并結合調查、遙感進行綜合分析，選定了2個位置施工水文地質孔，均成功建成自流熱水井。

2.5 對陸河縣地熱資源進行了初步計算評價

采用等熱儲法、熱流量法、泉(井)流量法、排泄量法等，計算了陸河縣地熱資源儲存量、可采熱量、地熱流體儲存量、地熱流體可采量。評價結果，陸河縣地熱資源儲存量1.06×1015 kJ、可采熱量15794.66kW、地熱流體儲存量9.53×107m3、地熱流體可采量4176342.26 m3/a。

2.6 鉆探驗證成果豐富

通過鉆孔，不僅驗證了遙感和物探工作的可行性和必要性。同時，通過2個鉆孔的巖芯均發現前期工作中推測的次級斷裂，其次級斷裂的走向與傾角基本一致；鉆孔均見熱水，且孔口呈熱水自溢現象，抽水試驗和地溫測試試驗可判定前期靶區內的推測斷裂均為控熱、導水型。

2.7 分析了區內地熱系統的成因模式

分析研究認為，熱儲的形成及地熱田的分布與斷裂構造活動密切相關，本區地熱田分布主要受NE河田斷裂構造控制，斷裂帶及其次級斷層或巖體破碎、張性節理裂隙為地熱流體的儲存和運移提供了空間和通道，大部分地熱田沿深大斷裂帶呈線狀分布，主要出露(揭露)于河田斷裂軸線及其附近以及斷裂交匯部位；地熱田的分布與侵入巖體也有著明顯的相關關系，在區內已發現地熱田中，均分布于出露的巖漿巖體中部及邊緣、后期入侵的巖脈附近或巖體與圍巖的接觸帶上。

2.8 基本查明了地熱流體化學特征

區內地熱流體的水化學類型均為HCO3-Na型，以中-弱堿性淡水為主，局部為微咸水、弱酸性水。偏硅酸含量在86.85-141.13mg/L之間，均達到天然礦泉水界限標準；但按地下水質量標準，毒理指標氟化物和一般化學指標硫化氫含量普遍超標，氟化物含量在1.39-8.58mg/L之間，硫化氫含量在0.03-0.42mg/L之間。

2.9 利用地球化學溫標估算了熱儲溫度

對地熱異常區的溫泉和熱水井利用地球化學溫標來估算其熱儲溫度，采用二氧化硅地熱溫標、鉀鎂地熱溫標和鉀鈉地熱溫標三種類型的溫標公式進行計算，取其平均值作為熱儲溫度。

2.10 對地熱流體質量進行了評價

利用調查和收集的19件地熱流體的水質分析成果，對地熱流體進行了水質分類評價、理療熱礦水評價、飲用天然礦泉水評價、生活飲用水評價、農業灌溉用水平價、漁業用水評價、腐蝕性評價等。水質分類評價以Ⅴ類水為主，局部為Ⅳ類水，超標項主要有pH值、硫化氫、氟化物和砷；均為命名硅水、命名氟水的理療熱礦水；不適用于生活飲用、農業灌溉、漁業用水等；均為非腐蝕性水。

2.11 基本查明區內地熱資源開發利用現狀

調查基本了解了區內地熱資源開發利用現狀，地熱資源開發利用程度較低，目前只有2處溫泉在開發利用，有1處正在開發建設，主要以溫泉旅游療養為主。全縣地下熱水開采量約292000 m3/a，僅占可采總量4176342.26 m3/a的7.0%，開發潛力較大。

2.12 提出了地熱資源規劃建議

本區地熱資源成因類型屬于隆起山地對流型板內深循環亞型，根據地熱流體溫度與水化學特征兩方面，地熱資源主要適宜發展以溫泉為主題的集醫療、健身、娛樂、旅游等綜合項目。

開展了地熱水文地質調查、專項水文地質測量、遙感解譯、物探(可控源音頻大地電磁測深和電阻率聯合剖面測量)、鉆孔驗證、地熱流體化學分析、地下熱水動態監測、室內資料整理和綜合研究等工作，完成了設計實物工作量，取得了豐富的一手數據資料，地熱資源計算和評價成果可直接為陸河縣制定地熱資源(地熱能)開發利用規劃與地熱環境保護方案、地熱資源開發利用實施方案等提供地質科學依據和技術支撐。

3 存在問題及建議

由于靶區內地表覆蓋嚴重，植被茂密，水流自然露頭較少，因此本次靶區內勘察的水文點、線距離較大，水文地質調查控制程度較低。

受工作時間限制，地下水動態觀測未進行一個水文年甚至更長長期的觀察。

本次遙感構造解譯主要采用Landsat和高分一號光學數據，在森林覆蓋率達70%以上的地區開展遙感解譯工作十分困難，主要體現在斷裂構造遙感影像特征不明顯、野外驗證困難等。

建議對新發現的部分地熱異常區進一步開展勘探工作，提高區內地熱資源勘查精度。

建議編制陸河縣地熱資源勘查開發利用和保護規劃，通過加強地熱資源勘查和合理利用，同時加強地質環境保護，以提高地熱資源保障社會經濟可持續發展的能力，促進人與自然和諧發展。