1、廣東省中深部隱伏帶狀熱儲勘查方法的研究鄧 高（廣東省地質建設工程集團公司）摘 要 介紹廣東省帶狀熱儲的分布特征、類型和成因，對比淺部就熱找熱的勘查方法，就目前廣東省中深部隱伏帶狀熱儲勘查中存在和應注意問題進行闡述和探討。關鍵詞 中深部 隱伏 帶狀熱儲 勘查方法1 前 言一直以來，廣東省帶狀熱儲的勘查與開發的范圍僅限于天然出露的溫泉或附近區域，這就是所謂的就熱找熱。但近幾年來，隨著人們生活水平的不斷提高,促進了溫泉酒店、溫泉地產的蓬勃發展。廣東省一些經濟較發達地區，人們更熱衷于在自己的地塊找到熱礦水，這無疑是對我們地質勘查隊伍提出更高的要求。人們的夢想能否成真，主要的決定因素有：該地塊是否屬于隱

2、伏地熱區、投資人是否有足夠的經濟實力和冒險精神、地質勘查隊伍是否已掌握正確的勘查方法和具備應有的鉆探施工與成井技術。本文試圖就廣東省帶狀熱儲的分布及中深部隱伏帶狀熱儲的勘查方法進行闡述和探討，希望能拋磚引玉，對促進中深部隱伏帶狀熱儲的勘查與開發有所幫助。2 廣東省的帶狀熱儲2.1 廣東省帶狀熱儲的分布特征廣東地處東南沿海地熱帶上，帶狀熱儲基本上受北東向和東西向的深大斷裂控制，成因類型屬中低溫對流型地熱系統。據廣東省區域地質志及相關區域水文地質普查報告（1：200000），廣東省內有二十多條深、大斷裂（帶），主要控熱構造有：深斷裂：吳川-四會深斷裂帶 恩平-新豐深斷裂帶 河源深斷裂帶 蓮花山深斷

3、裂帶 潮安-普寧深斷裂帶 汕頭-惠來深斷裂帶 南澳深斷裂帶 佛岡-豐良深斷裂帶 高要-惠來深斷裂帶 瓊州海峽深斷裂帶。大斷裂：(1)郴縣-懷集大斷裂 (2)羅定-悅城大斷裂 (3)貴子弧形大斷裂 (4)信宜-廉江大斷裂 (5)潭爺大斷裂 (6)紫金-博羅大斷裂 (7)九峰山大斷裂 (8)貴東大斷裂 (9)遂溪大斷裂 (9)饒平-大埔大斷裂 (10)河婆-惠來大斷裂 (11)三洲-西樵山大斷裂（如下圖所示）。廣東省深大斷裂略圖一般來說，北東向和東西向深、大斷裂通過的地區，溫泉、熱水盆地、熱礦田成群成串分布，在兩組或三組斷裂交匯部位，往往因構造應力較集中，巖石較破碎，深切導水裂隙較發育，而且因低洼

4、處位能較小，成為深部熱水向上運移儲存于淺部或出露地表的有利部位。目前全省已發現溫泉約320處。粵東地區主要分布在豐順、東山湖、普寧、紫金和惠州地區。粵中及南部主要分布于三元里、龍門、從化、中山及珠海地區。粵西主要分布于恩平、吳川、陽江、電白等地，粵北主要分布于楓灣、曲江、小坑、清遠、英德等地帶。2.2 廣東省帶狀熱儲的類型及成因東南沿海地區處于板內地區，熱流值正常或略偏高，遠低于喜馬拉雅和臺灣兩個板緣型高溫地熱帶，從現階段的勘查資料看，廣東省熱礦水的熱儲溫度均小于140, 地下熱水循環深度在3.04.0km 左右，屬典型的中低溫對流型地熱系統。一般認為，中低溫對流型地熱系統的形成模式是：正常或

5、偏高的區域熱流從底部供熱, 大氣降水通過斷層或斷裂破碎帶向下滲透后進行深循環,地下水在徑流過程中不斷汲取圍巖中的熱量及通過水巖相互作用, 將分散在圍巖中的有用元素“富集”起來而形成溫度不等的熱礦水，在適當構造及地貌部位(一般為兩組斷裂交匯和低洼剝蝕處) 出露地表即成溫泉或熱泉。熱礦水或溫泉的溫度主要取決于循環深度和地熱系統所處的區域熱背景，熱背景值越高，循環深度愈大, 溫度愈高。廣東省東南部沿海地區近期構造活動較強，熱背景值變高，所以出現了自西向東，自北向南，有泉群增多、溫度升高之勢。如汕頭東山湖、中山虎池圍、陽江新洲等地熱泉溫度>100。 此外，廣東省熱礦水的形成與分布既受深大斷裂的控

6、制，同時又與巖漿巖（花崗巖）有密切的關系。據統計：廣東省85%的溫泉分布于北東（及東西）向斷裂與北西向次一級斷裂的交匯地帶，90%的溫泉位于侵人巖與火山巖分布區內的斷裂帶中。一般認為，規模大切割深的深大斷裂有利于溝通深部的侵入巖體而獲得其余熱及其中放射性元素衰變所產生的熱，更易于熱礦水的形成。3 廣東省中深部隱伏帶狀熱儲（熱礦水）的勘查3.1 帶狀熱儲（熱礦水）的基本勘查方法根據地熱資源地質勘查規范GB/T116152010，結合廣東省的實際情況，帶狀熱儲（熱礦水）的勘查方法一般包括如下幾個方面： 地面地質調查    在充分利用區域地質調查資料的基礎上進行，查明勘查區的地層

7、時代、巖性特征、地質構造、巖漿活動及熱礦水形成的地質條件；查明地表熱顯示的類型、規模、分布范圍及其與地質構造的關系；選定熱礦水進一步工作的重點地區。  布置淺部探孔在重點工作區內布置淺部鉆孔，深度可根據實際需要而定，淺可幾米至幾十米，深則上百米。探孔的最主要目的是：第1是通過鉆孔測溫，圈定熱異常區和尋找熱中心；第2是通過鉆孔驗證和進一步查明場區構造和地層等情況；第3是通過鉆孔采取水樣進行地球化學分析。實踐證明，這是最直接有效的帶狀熱儲（熱礦水）的勘查方法。 地球化學調查熱礦水從經過地下深部的對流循環，得到熱源和礦物質的補給，其化學成分與普通常溫地下水有明顯的差異，儲存在較深部的熱礦水

8、會通過斷裂、裂隙、孔隙等通道向淺部擴散其特有的化學組分。地球化學的分析方法為：采取熱礦水及其周邊地區的地熱水（井、泉）、常溫地下水、地表水樣進行化驗分析，對比分析彼此的關系；利用地熱水中特征離子（組分）如氟、二氧化硅等高于常溫地下水的變化與分布規律，圈定地熱異常區的范圍；測定熱礦水內代表性地熱水（井、泉）中穩定同位素和放射性同位素含量，推斷地熱水的成因和年齡；分析研究代表性地熱水（井、泉）中特殊組分（SiO、K、Na、Mg）等的含量變化，進行溫標計算，推斷深部熱儲溫度；對地表巖石和鉆孔（井）巖心中的水熱蝕變礦物進行取樣鑒定，分析推斷地熱活動特征及其發展歷史等。 地球物理勘查 廣東目前主要采取的

9、地球物理勘查方法有：電阻率復合聯合剖面法、高密度電阻率剖面法、高精度磁法、瞬變電磁法（TEM）、可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）。但地球物理勘查工作是間接探測方法，信息解譯有多解性，效果不甚理想。 地熱地質鉆探施工    是帶狀熱儲勘查工作最重要手段，用于查明熱礦水形成的地質條件、準確確定熱儲層的空間分布及其開發利用條件，查明熱儲的壓力、溫度、水位、地熱流體的流量及質量，獲取計算評價帶狀熱儲的各項參數。3.2 中深部隱伏帶狀熱儲勘查中存在和應注意的問題廣東省的中深部（一般指1000米左右或以上）隱伏帶狀熱儲的勘查起步較晚，目前為止，1000米以上的中深部隱伏帶狀熱儲勘

10、查鉆孔為數不多（10個孔以內），能夠成功揭露到深部帶狀熱儲的鉆孔更少。對照上述帶狀熱儲的基本勘查方法，結合已經進行的幾個深部鉆孔的實際勘查情況，現就廣東省中深部隱伏帶狀熱儲勘查中存在和應注意的問題總結和建議如下： 地質調查在一個沒有溫泉出露的地區進行隱伏帶狀熱儲勘查，首先要確定勘查區是否處在區域性的深、大斷裂帶上，勘查區是否有足夠的斷裂構造的跡象，其次就是查明通過勘查區的深、大斷裂帶上是否有溫泉出露。具備了這三個條件，勘查區才具有隱伏帶狀熱儲的基本條件。例如：廣東省清遠市廣州后花園隱伏地熱勘查，項目位于清遠市清城區石角鎮廣州后花園內，位于區域性北東向銀盞湯塘斷裂西南部，距離銀盞大約10 km，

11、地表有明顯的斷裂構造巖存在，該斷裂在銀盞、湯塘均有溫泉出露，結果于近期經深部鉆探在1500 m處成功勘查到1500 m3/d溫度高達60的熱礦水。 淺部探孔在施工1000 m以上鉆孔之前，先進行淺部探孔施工無疑是非常必要和穩妥的。但對于淺部探孔的布置與資料的分析，中深部隱伏帶狀熱儲的勘查則不能照搬淺部的就熱找熱的勘查分析方法。此時的探孔一般要求較深（100400 m），孔數少，且由于是在地熱隱伏區，上部的巖土層密封性好，滲透性差，往往造成增溫不明顯，所以一般不易找到熱異常區。同樣以廣州后花園隱伏地熱勘查項目為例，該項目前期施工一個200 m的探孔，鉆孔揭露有大量的碎斑花崗巖及花崗質碎斑巖夾糜棱

12、巖，鉆孔增溫梯度僅為1.32/100 m，還達不到地球的平均增溫梯度，明顯未受到深部帶狀熱儲的影響。地球化學調查地球化學調查的方法應用于中深部隱伏帶狀熱儲的勘查時也容易受到上部的巖土層密封性好、滲透性差的影響，化學組分不易上泄，所以一般也不易找到化學組分的異常。如上述的廣州后花園項目探孔中水樣的分析顯示，標性組分F-僅為0.33mg/L，未見任何異常。而筆者正在負責的佛山市中旅南海西岸隱伏帶狀熱儲的勘查項目情況是：兩個探孔均為170 m左右，ZK1孔的化學分析是F-為3.36.6 mg/L，且孔口水中不時有CO氣體溢出，而ZK2孔的化學分析是F-為0.29 mg/L。我們認為ZK1孔的異常明顯

13、受到深部斷裂的影響，其化學成分有來自深源物質的上泄，表明勘查區的斷裂切割較深，存在隱伏帶狀熱儲的可能性較大。目前，該項目的深部鉆探正在進行中。筆者認為，在隱伏區勘查中深部帶狀熱儲，在探孔中取水樣進行化學組分分析是非常重要的工作。但要做好該項工作的關鍵是，要分層分段取得原狀水樣。 地球物理勘查在隱伏區進行中深部帶狀熱儲的勘查，一般需要查明1000 m左右深度的構造情況，所以一般傳統的地球物理勘查難以做到。筆者負責的佛山市中旅南海西岸隱伏帶狀熱儲的勘查項目中就是應用了可控源音頻大地電磁測深法（CSAMT）。有關資料顯示效果較好，但有待下一步的深部鉆探驗證。筆者認為，由于地球物理勘查方法存在多解性，

14、不管是采用哪一種地球物理勘查方法，也不管資料顯示多好,都不應作為中深部帶狀熱儲勘查布置深孔的唯一依據。 地熱地質鉆探施工中深部隱伏帶狀熱儲勘查探采孔的鉆探施工一般宜采用大口徑的全孔泥漿鉆進（不取芯或部分取芯）和大口徑全孔清水鉆進（全孔取芯）。由于我們的勘查目的是抽取深部構造裂隙中的熱礦水，而泥漿鉆進容易造成目的層構造裂隙的堵塞，若洗井效果不好，會直接影響勘查成井，同時由于不取芯或部分取芯，不利于了解和判斷孔內的地質構造情況。而全孔清水取芯鉆進一般是采用對破碎層進行水泥注漿以護壁，難度較大，且全孔取芯費工費時，但好處是不言而喻的。4 結 語熱礦水具備熱、礦、水的基本屬性，同時具有能源、礦產和泡浴醫療旅游