潮州市地热资源分布及其基本特征

张国沅

(广东省有色金属地质局 九三一队,广东 汕头 515041)

1 基本概况

潮州市地处粤东三角洲平原向山地过渡地带,东邻福建省,濒临南海,南与汕头经济特区毗邻,辖饶平县、潮安区、湘桥区、枫溪区。各县(区)、镇均围绕6处天然出露的地热点陆续开凿了深度近百米的地热井近60余眼,多数地热井温度40～50 ℃,仅潮安区沙溪镇、饶平县新丰镇和柘林镇发现水温达到70多度以上。目前潮州市地热水主要用于洗浴、游泳、理疗[1]。

2 区域地热地质条件

潮州市位于浙闽粤沿海火山活动带西南端、燕山期褶皱系东部,区内构造活动强烈,多期次、多阶段火山—侵入活动频繁,形成大面积火山—侵入岩类,东西、北东、北西及近南北向构造广泛发育,制约了火山岩、岩浆岩的展布方向,亦蕴育了地热资源的生成及赋存的空间[2]。

2.1 地层

出露的地层较简单,从老到新有三叠系、侏罗系和第四系。本区地表广为第四系覆盖,其余地层部分为隐伏地层、小面积出露。

2.2 岩浆岩

区内岩浆活动具多期次、多阶段侵入,构成了分布广泛、岩类复杂的各种岩体、岩脉,主要出露燕山四期和燕山三期。岩浆岩分布主要呈岩基、岩株、岩墙或岩枝产出,此外,在汤溪水库及饶平大东等地见一些基性小岩体。每次岩浆岩的侵入均与区域构造活动有关,受构造裂隙控制,展布方向性明显。

2.3 地质构造

该区位于新华夏系构造第二隆起带的东南侧与南岭东西向复杂构造带南部东段交接地段,区内发育北东向和北西向断裂,北东向断裂被北西向断裂切割,呈“多”字形控制全区[3]。东西向构造时隐时现,断续展露,构成复杂的交接关系。区域性的北西向断裂构造控制了调查区东南部新生代断陷盆地的形成与展布,地貌上形成了开阔的三角洲平原,区内较大水系也是沿北西断裂带发育的,如韩江水系。控制温泉的主要断裂构造见图1。

3 地热点分布

目前已探明7处天然出露的地热点,主要分布于北东向与北西向断裂交汇地带。其中潮安—普宁断裂(F15) 穿过坪溪水库,断层倾向南东,倾角70°左右,断裂带周边见天然地下热水出露,水温约42°;万峰断裂(F9)为正断层,落差达五六百米,该断裂带周边有天然地下水(下降泉水)出露;韩江断裂(F6)周边、金丰村韩江堤坝段见天然地下热水冒出来,水温45°;建饶—新丰断裂(F17)倾角约60°,为正断层,该断裂带在新丰镇一带周边出露温泉,温度在40°～70°。

从区域上看,潮州地热资源主要分布于饶平县新丰镇扬康村、饶平县新丰镇新葵村、饶平县汤溪镇上围、饶平县坪溪镇、潮安区归湖镇金丰村、饶平县柘林镇、潮安区沙溪镇东山湖。

图1 潮州地区构造纲要图Fig.1 Sketch map of structure in the Chaozhou area1.燕山四期黑云母花岗岩;2.燕山三期花岗岩;3.实测、推测正断层;4.实测、推测逆断层;5.实测、推测性质不明断层;6.推测性质不明断层;7.地质界线;8.地名;9.已知地热点分布位置及编号。

4 基本特征

4.1 热源分区

圈定热水区:在重点区内的3个天然出露地热点中的饶平县新丰镇扬康村、新葵村,饶平县柘林镇及一般区内的饶平县汤溪镇上围、饶平县坪溪镇、潮安区归湖镇金丰村地热点同属低温热水资源,属于低温温热水区[4]；仅重点区内的潮安区沙溪镇东山湖地下热水属于中温地热水区(表1)。

表1 热源分区Table 1 Heat source partition

4.2 地热点流量及其变化特征

据调查发现，主要受两大因素影响:一是地热流体流量受季节性影响明显,夏季(丰水期)流量大,冬季(枯水期)流量小;二是与地表水源距离有关,离地表水源近,流量大,反之则小(表2、表3)。

表2 单井地热流体涌水量Table 2 Water inflow of a single well geothermal fluid 单位：L/s

表3 潮安区归湖镇金丰村地热点钻孔水量Table 3 Water quantity of hot spot in Goldfield village in Guihu town of Chaoan

4.3 地热流体化学特征

本阶段共采集水样8件,收集潮安区沙溪镇东山湖地下热水样5件,各已知地热点水质分析成果见表4和表5。所取地热点都为碱性水,饶平县新丰镇扬康村、新葵村,潮安区沙溪镇东山湖及饶平县汤溪镇上围村地热水为非腐蚀性水、极软水,饶平县柘林镇地热水为腐蚀性水、极硬水[5]。

根据《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)[6]分析,本区5处地下热水不适宜作农业灌溉用水。

参照《渔业水质标准》(GB11607-89)[7]对5处地热水渔业应用进行评价,不适合作渔业用水。

表4 潮州地下热水样的化学分析结果表Table 4 Chemical compositions of geothermal water samples in the Chaozhou area

表5 各分区热水化学特征Table 5 Water chemistry characteristics of each district

4.4 各分区区域构造和岩浆岩

4.4.1 饶平县新丰镇的地热点受北东向断裂控制且与燕山三期的岩浆有关

据调查[8]发现，饶平县新丰镇扬康村、新葵村两处地热点呈线状分布于河谷阶地的第四系残坡积层内,同属新丰盆地;两个地热点出露地下热水的岩性都为隐伏的燕山第三期花岗岩,岩浆岩的发育受北西向建饶—新丰F17推测延伸断裂带所控制。从1∶20万区域地质图上来看,扬康地热点发育在建饶—新丰推测延伸断裂带上,新葵地热点发育在建饶—新丰推测延伸断裂带上盘；推测扬康地热点温度高是因为直接受断裂带所控制,热源传导途径减少,热源传导速度快,新葵地热点分布在建饶—新丰推测延伸断裂带东侧的上盘,直距4.84 km。

两个地热点共同特征都是热储性质，岩性一致,盖层一致,都是围绕在溪边发育而成,第四系残坡积层盖层厚度大,约20 m,溪边四周出露的岩性都是燕山第三期花岗岩,或许表明这两条溪流也是断裂发育形成。岩浆岩是沿着断裂(溪流发育)而侵入的,都是在两条断裂带的交接部位。新丰镇两处地热点的分布受可能存在的北西向构造断裂带及伴随它而侵入的岩体所控制,又出露在与北东向(扬康溪、新葵溪)断裂带相交的北西向断裂带上或其交接部位,断裂带为主要热储和热流通道,地下水经深部循环加热,沿深断裂带涌至地表或浅部,形成地热显示和地热异常从而出露温泉。

4.4.2 饶平县汤溪镇上围村的地热点受北西向断裂控制且与燕山三期的岩浆有关

上围村地热点周边同样大量分布燕山三期黑云母花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩,岩浆岩呈“港湾式”分布。上围村地热点位于漳溪断裂推测段东侧的上盘，直距约1 km,同时也位于黄冈河的西侧，直距约0.5 km,是受北西向构造断裂带及伴随它而侵入的岩体所控制。地热出露点分布在北西断裂带与黄冈河相交接部位,断裂带为主要热储和热流通道,地下水经深部循环加热,沿深断裂带涌至地表或浅部,形成地热显示和地热异常从而出露温泉。大气降水和黄冈河入渗可能为地下热水的主要补给水源。

4.4.3 饶平县坪溪镇的地热点受北东向与近南北向断裂共同控制且与燕山三期的岩浆有关

饶平县坪溪镇地热点外围分布三条断裂带,分别为坪峰断裂(F25)、潮安—普宁断裂(F15)和白秀塘山断裂(F14)。

三条断裂带两两相交呈“U”字形,曾经发现的坪溪地热点发育在“U”字中右上部,距坪峰断裂东侧的上盘约30.12 km,潮安—普宁断裂西侧的上盘约18.92 km,白秀塘山断裂西侧上盘约26.12 km。坪溪地热点的分布可能受北东及近南北向构造断裂带及伴随它而侵入的岩体所控制,断裂带为主要热储和热流通道,地下水经深部循环加热,沿深断裂带涌至地表或浅部,形成地热显示和地热异常从而出露温泉,岩浆岩体可能为热源体。

4.4.4 潮安区归湖镇金丰村的地热点受北东向断裂控制且与燕山三期的岩浆有关

金丰村地热点周边分布大量燕山三期黑云母花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩,第四系残坡积层为热储盖层。地热点的分布是受北东向构造断裂带及伴随它而侵入的岩体所控制，即分布在北西断裂带与北东向断裂带和韩江相交接部位,断裂带为主要热储和热流通道,地下水经深部循环加热,沿深断裂带涌至地表或浅部,形成地热显示和地热异常从而出露温泉。大气降水和韩江入渗可能为地下热水的主要补给水源。

4.4.5 饶平县柘林镇的地热点受西北一东南向地震裂缝控制且与燕山四期的岩浆有关

该地热点周边未发现断裂带发育,亦没有控制性断裂,周边大量出露燕山第四期,岩浆岩呈“港湾式”分布。据以往的地质学家考察分析,柘林“七夕井”乃古代地震裂缝形成的,它与南澳岛的“宋井”和“溜牛七星”同处一条地震裂带,呈西北—东南走向,都有地下温泉涌眼。

4.4.6 潮安区沙溪东山湖的地热点受北西向断裂控制且与玄武岩期的岩浆有关

据以往资料,东山湖点受近东西向和北西向两组断裂所控制,它们的交接部位是二个重叠热储的中心,孔隙热储中热矿水来源于裂隙热储的补给,孔隙热储上部有粘土类地层作为隔水层和热盖层,热水具有高水头和高温度特征,热储的地热来源一致。

在热储中心所有钻孔都揭露到皓色岩脉(煌斑岩脉和玄武岩脉),钻孔揭露到岩脉后,可见顶板或底板岩石破碎,裂隙和热溶蚀发育,自流涌水量明显增加，水温相应升高。近东西向和北西向两条断裂带的交接部位具有张性,张裂面为玄武岩脉的贯入创造了有利的条件。粤东地区的玄武岩产生时代定为喜山期,分析推测东山湖热田的热源可能在深切构造断裂中与玄武岩期的岩浆有关。

5 成因探讨

本区地热温泉与区域地质构造、岩浆岩侵入作用关系密切。潮安区沙溪东山湖与饶平县汤溪镇上围村的地热点均受北西向断裂控制,前者与玄武岩期的岩浆有关,后者与燕山三期的岩浆有关;饶平县新丰镇、潮安区归湖镇金丰村、饶平县坪溪镇的地热点均受北东向断裂控制且与燕山三期的岩浆有关;饶平县柘林镇的地热点受西北—东南向地震裂缝控制且与燕山四期的岩浆有关。结合区域地质资料发现,区内岩浆活动具多期次、多阶段侵入,构成了分布广泛、岩类复杂的各种岩体、岩脉,区内构造广泛发育,制约了火山岩、岩浆岩的展布方向,而以上区域大型的断裂带不仅为热液上升、出露的通道,亦是接受大气降水补给作深循环和导热的通道。地下水经深部循环加热,沿深断裂带涌至地表或浅部,形成地热显示和地热异常从而出露温泉,岩浆岩体可能为热源体,地表水源为补给。

参考文献：

[1] 罗来钫.广东省潮州市地热资源勘查开发利用现状及开发利用前景[J].地球,2013(6):7-8.

[2] 王奎峰.山东省聊城市东部地热田地热资源特征[J].中国地质,2009,36(1):194-202.

[3] 李小云.韩江三角洲地区地热资源分布特征[J].地球,2016(8):98-99.

[4] 国家技术监督局.地热资源地质勘查规范：GB11615—89[S].北京:中国标准出版社,1989.

[5] 李惠娣,张森琦,白嘉启,等.西宁药水滩地热田水化学特征及热水起源初探[J].地质学报,2007,81(9):1299-1304.

[6] 国家质量监督检验检疫总局,国家标准化管理委员会.农田灌溉水质标准：GB5084-2005[S].北京:中国标准出版社,2005.

[7] 国家环境保护局.渔业水质标准：GB11607—89[S].北京:中国标准出版社,1989.

[8] 广东省有色金属地质局九三一队.潮州市地热资源调查阶段性报告[R].汕头:广东省有色金属地质局九三一队,2014.