秦皇岛地区地热资源开发利用方向

王慧聪，任改娟，吴 迪，孙 娟

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队，河北 秦皇岛 066001）

秦皇岛地区地热资源开发利用方向

王慧聪，任改娟，吴 迪，孙 娟

（河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队，河北 秦皇岛 066001）

在研究大量地热地质资料的基础上，发现秦皇岛地区存在以断裂构造活动为主要特征的地下热水，区内地下热水的赋存受区域构造、断裂活动、盖层等因素的影响。根据地热资源分布及热储特征，提出秦皇岛地区地热资源开发利用可优先考虑的方向:抚宁县温泉堡、北戴河机场、卢龙县刘田各庄乡赵官庄、黄金海岸及北戴河新城七里海团组。

地热资源；地质构造；活动断裂；裂隙热水；孔隙热水；开发利用

秦皇岛是我国滨海地区的著名休闲度假胜地，也是国际知名的旅游目的地，是国务院命名的全国甲级旅游城市。因受气候条件限制，旅游旺季仅限于7月、8月和9月。为吸引游客和减少淡旺季的差别，应开发地下热水，开展集温泉洗浴、疗养于一体的温泉度假旅游。

1 秦皇岛区域地质构造背景

秦皇岛位于燕山构造山地的东北端，华北断陷盆地东北边缘的挠起区，区内的次级构造有山海关隆起、昌黎凹陷和姜各庄凸起，大部分地区基岩裸露，盖层很薄，发育差，区域地处阴山纬向构造带东端与新华夏系第二沉降带和祁吕贺兰山字型反射弧的东翼复合部位，区内以断裂构造活动为主要特征，断裂为NE、NNE、NW、EW向4组，而区内地下热水严格受基底构造和深大断裂控制。

2 秦皇岛地区地热资源赋存的重要影响因素

2.1 区域构造

秦皇岛地区地处新生代华北断陷盆地的边缘，差异运动明显，北部燕山进一步隆起，南部盆地沉降形成巨厚的新生代堆积物，为地下热水的形成创造了良好的盖层。

2.2 断裂活动

断裂活动是沟通地壳深部热源的主要通道，几条断裂的交叉复合部位往往在地表浅部显示为地热异常区。深大的活动断裂是地下热水的良好通道，控制着热水活动的强度与分布。地下热水沿透水性能良好的张性断裂或压性结构面相对开启的部位形成集中渗流，沿通道向上运移，将来自上地幔和花岗岩放射热能输送到地壳浅部，形成地热异常区。[1]

2.3 盖层（保温层）

盖层直接覆盖在热储之上起着保温隔热作用，盖层的厚薄、隔热程度及分布状况，影响着热水的保温、散热条件，对水温起一定的控制作用。根据河北省孔隙性热水的情况，盖层厚度在200～300m为佳。

秦皇岛地区的山区地下热水基本无盖层保护，以温泉的形式直接出露于地表，钻孔孔深几米或十几米即可见热水，热水温度由浅部向深部逐渐增高。平原区北部基岩热储的盖层厚度一般较薄，山前地带一般厚20～60 m，至滦南—昌黎断裂附近增厚至100～200 m，致使这一地区地下热水埋藏浅，其上大多有隔热性能好的粘土、亚粘土层阻挡，具有较好的隔热保温作用。

2.4 岩石的热导率

本区热源主要是来自地壳深部放射性元素衰变产热，通过热传导向地表传输热量，不同岩性的热导率控制了热流的再分配。侵入岩和变质岩热导率比较接近，变化区间一般为2.416～3.542W/(m·℃)，反映了秦皇岛地区岩石热物理性质比较均一。

2.5 地下水活动

秦皇岛地区是由地下水深循环形成的地热异常，这就决定了地下水的运动在地下热能的迁移中所起的重要作用，热容量很大的地下水是良好的载热体，是深部地下热能传递到地表的最活跃的介质。地下水溶解围岩各种矿物质，本区地下热水通过氚同位素测量，地下热水年龄大多约为30年。

3 地热资源的分布特征

秦皇岛地区地热资源比较丰富，目前共发现地热异常区10处。经河北省地矿局批准的C级地热资源量为24.834 7×1016J，可采资源量为2.597 6×1016J，（相当于标准煤88.652 6×104t），D+E级地热资源量为493.278 8×1016J，可采资源量为49.328 0×1016J（相当于标准煤1 683.544 8×104t）。[2]

本区地下热水的分布特点是分布零散，属低温热水，一般在27～57℃，埋藏浅，易开发。北部燕山山地热泉与断裂构造及火成岩有关，钻孔揭露深度一般200～300 m，最大深度408 m，地热异常区面积小，分布零散，但埋藏浅，易开采；南部断陷盆地与构造断裂和基底形态有关，面积较大，埋藏较深，水量较丰富，目前钻孔揭露深度500～1 400m。

本区地下热水的分布严格受断裂构造控制。温杖子、汤杖子温泉与NW向的冷口断裂有关。晒甲坨、李埝坨、崔庄出现在晒甲坨—饮马河NW向张性断裂段上，异常区并不是在此断裂带上处处都有，而是出现在不同方向断裂的复合部位。崔庄温泉出现在NNE向青龙河断裂交汇部位，李埝坨出现在EW向滦县—昌黎断裂带复合部位，晒甲坨的地热与该处附近两条NE向断裂有关。昌黎县城的热异常处在NE、EW、NW和NNE4组断裂的复合部位，昌热1井与黄金海岸NNE向大断裂有关。秦皇岛市地热资源分布如图1所示。

4 秦皇岛地区热储层特征

本区热储分两大类:

4.1 基岩裂隙型热储

该型热储呈带状，其宽度、长度、深度及富水性、水温等受断裂构造破碎带及其影响带控制，分为裸露型和埋藏型两种。热储岩性为花岗岩和变质岩，前者如温杖子、汤杖子、温泉堡、晒甲坨等，后者如崔庄、大泥河、桃园、昌黎等。

4.2 沉积岩类孔隙型热储

沉积岩类孔隙型热储主要分布于沿海一带，热储岩性为上第三系明化镇组和馆陶组的砂岩、砾岩。区内盖层薄，一般为30～140 m，如大泥河、李埝坨。新近系明化镇组黄金海岸大蒲河口一带盖层为230～1 230m，其下为馆陶组1 230～1 340m。古近系东营组埋深在1 340 m以下，因该储层水量小、水质差，不是地下热水开采的目的层。[3]

图1 秦皇岛市地热资源分布

5 秦皇岛地区地热资源开发利用方向

地热资源作为一种清洁可再生能源，得到世界很多国家的重视，我国主要利用温泉洗浴治病，在地热发电、建筑物采暖、农业温室采暖、温水育种、灌溉等方面也取得了一定成果。秦皇岛地区目前发现的10处地热异常区，已经不同程度地被开发利用，按照开发利用的方式主要分为两类:一类用于洗浴，另一类用于养殖。[4]

根据《河北省沿海地区发展规划》，秦皇岛城市性质定位于“全国著名的滨海休闲度假基地、国家历史文化名城、国际知名旅游目的地，也是一个综合性港口城市”。为吸引游客和调节旅游淡、旺季的差别，秦皇岛市应加强开发区内地下热水，建立一批温泉休闲度假疗养基地。[5]在研究以往资料的基础上，秦皇岛地区地热资源的开发利用应优先考虑以下4个区域:

5.1 抚宁县温泉堡汤泉寺旅游度假村

汤泉寺始建于辽代，因泉而得名，历史悠久。可结合寺院的历史底蕴和温泉水的医疗洗浴作用，进一步提高抚宁县温泉堡汤泉寺温泉旅游度假村温泉及地下热水的开发利用，加强宣传，提高服务水平，吸引更多游客。

5.2 秦皇岛北戴河机场

秦皇岛北戴河机场已选址昌黎县晒甲坨村南，该地正处在地热异常区，有开发利用地下热水的条件，可为秦皇岛空港建配套的高档温泉宾馆。该地1989年8月施工一眼地热勘探井，井深301.05m，成功打出孔口温度为47.4℃、井底温度为50.7℃的热水，第四系厚134.32m，热储岩性为花岗岩（石英二长正长闪长岩），水头高度2.2m，抽水流量17.1 L/s。热水化学类型为CL-Na·Ca型水，氟含量8.24mg/L，矿化度3 281.65mg/L。本区地下热水埋藏浅、温度较高、相对投资较少，是最具开采地下热水价值的地区之一。[6]

5.3 卢龙县刘田各庄乡赵官庄

据调查，卢龙县刘田各庄赵官庄农田作物早熟（浅层地温高），后经请示省国土资源厅，同意在该异常区打一眼勘探井，因塌孔报废两眼井，热3孔孔深147 m，井底水温41.14℃，降深42.98m，水量800 m3/h，出水温度43.6℃。热水化学类属SO4·CL-Na型水，矿化度0.3～0.35 g/L，氟含量5.6～7.0mg/L。

在物探测井时发现热3钻孔孔深在23.00～43.00 m，水温最高为43.7℃，43 m以下水温反而降低。井温曲线说明热水来自浅层的水平方向，热3孔并未打在热水通道上。故有必要对该区地下热水深入勘查，把该热异常区建成利用地下热水的农业示范区，用于育种、育秧、观赏植物、热带植物的种植及热带鱼的孵化、养殖等。

本区可借鉴集发观光园热带雨林种植的成功经验，并加以继承和创新，引进更多的热带植物种类，同时大力发展热带鱼养殖，培育虾苗、海参苗、大菱鲆鱼苗、牙鲆鱼苗、河豚鱼等，将其打造为另一个不受季节影响的旅游胜地。

5.4 黄金海岸及北戴河新城七里海团组

该区域交通方便，靠近北戴河、黄金海岸等著名旅游区，地下热水因其具有较高的温度和特殊的物理化学性质而对人体起到良好的医疗和保健作用，加上得天独厚的地理位置，所以在此可建立地热旅游疗养基地，调整旅游淡旺季的游客流量。

2007年9.某单位在昌黎大蒲河口南昌黎万隆旅游实业开发有限公司驻地探采结合打成一眼地热井，井深1 358.5 m，井底温度45.78℃，该区地层是Q4320 m、Nm320～1 230.6 m、Ng1 230.6～1 341.0m、Ed1 341.0m以下。利用的热储层为新近系馆陶组（Ng），降深118m，出水量19.32m3/h，出水口温度36℃，氟含量2.5mg/L，矿化度945mg/L，水化学类型HCO3-Na，为氟型淡热矿水。

北戴河新区七里海团组位于七里海西南刘吕庄—茹荷镇一带，在地质构造上靠近乐亭县的姜各庄凸起。据资料显示，在2 633 m深处可见花岗岩，刘台庄南昌3水文井井深504.31 m，水温达25.5℃，滦河南岸乐5水文井井深599.74m，在391.0～454m井段水温达26℃，通过现有资料分析，该地区开发地热前景广阔，热储层埋深1 300～1 700 m，水温可达46～72℃，但水量偏小，约为10～80m3/d，此处应探采结合开发地下热水。

6 结语

秦皇岛全区地热资源开发利用尚处在有序开采的初级阶段，分散开发，成井工艺差，造成资源浪费。

全区除黄金海岸开采深度大外，其他地区地下热水埋藏浅，易开发，属低温热水，适于直接利用。

地热开发应有总体规划，有序开采，注意开源节流，采补结合，对井、开采井与回灌井并存。在开采地下热水的同时，注意对环境的保护。[7]

热水中有益化学元素可作为医疗康复用水，有害元素经过处理后要达标排放。

[1]陈墨香.华北地热[M].北京:科学出版社，1988:17-18.

[2]杨立顺，杨燕雄.浅析秦皇岛地区地热资源分布特征及控制因素[J]. 科技信息，2008（33）:432，469.

[3]潘公，杨益新，张岭山，等.河北省秦皇岛市地下热水详查报告[R].秦皇岛矿产水文工程地质大队，1990:25-27.

[4]杜立新，杨燕雄.秦皇岛地热能梯级利用状况与前景分析[J].中国环境管理干部学院学报，2010，20（2）:23-24.

[5]周念泸.地热资源开发利用实务全书[M].中国地质科学出版社，2005:102-105.

[6]袁银梅.地热资源及其利用[J].中国西部科技，2006:33-34.

[7]陈望和.河北地下水[M].北京:地震出版社，1999:89-90.

Exploitation and Utilization Direction of Geothermal Energy in Qinhuangdao

Wang Huicong,Ren Gaijuan,Wu Di,Sun Juan
（Qinhuangdao Team of mineral and Hydrogeology and Engineering Geology，Hebei Bureau of Geo-exploration，Qinhuangdao Hebei066001， China）

On the basis of analyzing a mass of geothermal and geological data，it is found that Qinhuangdao area has geothermal energy with the main features of tectonic activity of faults，the occurrence of geothermal energy is affected by regional tectonics， fault activities and the cap rock，et al.According to the charateristics of geothermal energy distribution and reservoir，the article proposed the top priorities of the exploitation and utilization of geothermal energy in Qinhuangdao city， namely Wenquanpu in Funing county， Beidaihe Airport， Zhaoguanzhuang in Lulong county，Golden Coast and Beidaihe Qilihaimissions.

geothermal energy； geological structure； active faults； fissure hot water； pore hot water；exploitation and utilization

X382

A

1008-813X（2012）05-0025-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2012.05.008

2012-08-01

王慧聪（1985-），女，河北石家庄人，毕业于燕山大学教育技术学专业，助理工程师，主要从事水文与水资源的研究工作。