广东省阳山县地热资源特征及可行性分析

莫任冬

（广东省地球物理探矿大队，广州 510800）

1 地热资源特征

1.1 地质特征

根据区域地质资料，勘查区位于燕山早期第一阶段及其补充期花岗岩接触带附近，该接触带呈南北向展布，区内出露的岩石主要为燕山早期第一阶段花岗岩，属于大东山岩体，呈浅肉红色、浅灰白色，中粗花岗结构，块状构造；燕山早期第一阶段补充期花岗岩，呈灰白色，零星分布于勘查区外西侧，细粒花岗结构，呈岩株状产出，如图1。

图1 区域地质

勘查区地表水系较发达，地表水系主要为流经勘查区的青莲水上游溪流，当地称为“大河”溪，自北东向南西贯穿勘查区，是区内大气降水及部分地下水排泄的通道，在区内河段宽15～80m，根据水文观测资料，河流流量最大73.8m3/s，最小42.1m3/s，平均56.7m3/s，该溪流在区内河段坡降一般为6%，河流排泄顺畅。

1.2 开采利用现状

该地热资源自1979年1∶20万区域水文地质普查发现以后，近20年未被开发利用，直到2001年前后前人在温泉点附近施工多个钻孔，成井2口，总井产量960m3/d，水温48℃，但由于这两口井施工年代久远，资料不全，对其井身结构、地热资源赋存部位、埋深等资料均不清楚。阳山县广东第一峰旅游风景区有限公司（即探矿权人）利用该资源建成温泉度假村，并在该两口井旁建成多个露天温泉池供游客使用。据了解此后围绕这两口热水井周边进行多次钻探，但效果不佳，无法进一步扩大资源储量规模，且经多年开采利用后，经本次野外踏勘期间（2013年12月）调查访问核实，两口井近年来可采水量合计600m3/d，水温42.0～44.5℃，水量及水温均有逐年减少（降低）趋势，且由于井管锈蚀、井内有杂物等原因，逐渐影响正常使用。为此，探矿权人（即度假村业主）拟结合本次勘查任务，要求勘查单位探采结合，建成新的地热水生产井，以代替前述两口井抽取地热水供度假村使用。

2 地热流体化学特征

2.1 地热流体化学组分特征

2.1.1 地热流体化学类型

根据区内探采井热流体压力观测结果，虽然探采井因地形地貌等限制分布不均匀，但大致可以反映区内地热流体场特征，区内热流体则由深部沿断裂构造带通道向上运移，具有承压特征，在天然状态下，地热流体压力等值线平缓，如图2。

图2 地热流体流场

2.1.2 地热流体化学特征

（1）枯水期（2015年2月2日）。地热流体中pH值为7.95～8.52，属弱碱性水；总硬度（以CaCO3计）均为23.48mg/L，属极软水；地热水可溶性总固体183.71～191.96mg/L，属淡水；偏硅酸质量浓度68.09～73.31mg/L，氟（F-）含质量浓度5.79～6.76mg/L，属理疗用硅水、氟水。氡（Rn）浓度为26.5～37.9Bq/L，其中，5号井热流体氡达到有医疗价值浓度。

（2）丰水期（2015年8月23日）。地热流体中pH值为7.47～8.05，属弱碱性水；总硬度（以CaCO3计）为26.06mg/L，属极软水。地热水可溶性总固体186.32～207.98mg/L，属淡水；偏硅酸质量浓度66.74～75.67mg/L，氟（F-）质量浓度4.75～5.56mg/L，属理疗用硅水、氟水。氡（Rn）浓度为21.3～42.7Bq/L，其中，5号井热流体氡达到有医疗价值浓度。

综上所述，阳山县温沧排地热流体为HCO3—Na·Ca型有医疗价值浓度温热硅氟矿水，部分热流体氡达到具有医疗价值浓度。

2.2 地热流体化学组分动态变化

为分析地热流体水质的动态变化，对经过枯水期、丰水期的1#、5#井温泉数次采水样监测数据进行对比，如表1，可以看出主要组分和主要的特征元素如：钠离子、钙离子、重碳酸根、氟离子、偏硅酸、可溶性总固体的含量变化普遍不大，并无出现持续增多或减少的趋势，说明地热田地热流体质量动态变化是基本稳定的。

表1 1#井、5#井温泉勘查评价水质分析结果对比

综上所述，阳山地热田地热流体是补给区大气降水及大东山花岗岩体风化裂隙水，循区内构造裂隙通道下渗，通过切割了深部增温层的近南北向F1-2断裂导热作用，并在热力作用下，沿F1-2与F3断裂交会部位构造裂隙通道上涌，与浅循环常温地下水混合冷却而成。

3 地热资源质量评价

3.1 地热资源利用评价

地热田地热流体中，偏硅酸、氟含量丰富，分别为66.74～75.67mg/L和4.75～6.76mg/L，达到了理疗硅水、氟水的命名标准；地热水温度普遍在40.2～49.1℃。矿化度（可溶性总固体）183.71～207.98mg/L，属温热水，适宜作为理疗温泉洗浴用途，具有较高的保健价值。本区地热水水温40.0～49.5℃、水质中氟 （F-）4.75～6.76mg/L超出了GB5084—1992《农田灌溉水质标准》限量标准，地热水不宜直接排放作为农田灌溉水。

3.2 地热流体腐蚀性评价

4 地热资源开发利用与保护

4.1 地热资源开发可行性评价

阳山地热田地热水溶解性总固体含量为183.71～207.98mg/L，水温40.0～49.5℃，但其F-离子含量（4.75～6.76mg/L）超出了生活饮用水或饮用矿泉水标准，因此确定地热田地热资源利用方式为理疗洗浴，其排放为直接利用处理后排放。根据勘查区探采井2015年1月至2016年5月动态观测成果，其中ZK7，ZK4地热井地热流体单位涌水量分别达14.96～16.29m3/（d·m）和7.06～7.84m3/（d·m），属较适宜开采。虽然其他两个探采井（ZK1，ZK5）地热流体单位涌水量仅2.57～3.39m3/（d·m），但其产量仅占区内热流体总产量的20%左右，因此，总体上勘查区地热资源开采适宜性总体上可划定为较适宜区。

4.2 地热资源开发技术经济评价

若按游客每日平均消费500元 （食宿消费120～300元、温泉泡浴200元、购物50元、其他消费20元）计，每年若能接待到阳山市10%的游客，即5万人次，则可获得经济收入2500万元。与此同时亦可以带动其他相关产业的同步发展。社会效益主要有：间接促进45人就业；促进调整当地农业结构，大力种植土特产如山菜、猴头菇、香芋等；促进当地餐饮、旅业发展；增加当地税收约200万元；预测当地居民人均收入增加1330元。

4.3 地热资源开采地质环境影响评价

4.3.1 地面沉降评价

阳山县大坑村温沧排热储层和围岩均为燕山早期花岗岩，上覆松散层厚度稀薄，开采的地热流体属构造裂隙承压水，出露地势较高，未来开采方式可采用钻小口径深井抽汲方式，不需要大流量大降深抽取地下热水致使地下水位下降，因此，地热流体的正常开采引发地面变形破坏 （地面沉降、地面塌陷和地裂等）的可能性小。开采区周边数千米范围内无居民村落，在开采区范围内旅游区规划除了观景道路及附属设施外没有其他建筑物，不会对酒店、别墅等旅游设施及周边居民住宅地基基础造成影响。

4.3.2 地热地质景观保护性评价

温沧排地热流体主要采用钻小口径井孔抽汲方式开采，开采方式简单、节能环保，采矿活动对地热田及周边地质地貌景观影响破坏小，相反地热流体开采可带动温泉旅游，将使开采区及周边环境得到改善和美化。

4.3.3 浅层地下水源保护性评价

异常区内浅层地下水有松散岩类孔隙水和花岗岩浅层风化裂隙水，由于阳山县大坑村温沧排地热异常区处于花岗岩山体斜坡上，地形陡峭，第四系覆盖层厚度稀薄，花岗岩体风化裂隙发育深度不大。地热田热流体属构造裂隙承压水，开采时不存在疏排浅层地下水问题，对周边浅层地下水水质、水量影响轻微。地热田及周边已开发成阳山第一峰旅游景区，景区内及附近村庄生活用水主要是通过在周边山谷筑池采集山泉水，再通过水管接引至景区和村庄，因此地热水的开采，造成周边居民饮用水源枯竭和污染的可能性小。

4.4 开采保护区论证

阳山县大坑村温沧排地热水资源是自然地理地质条件形成。其保护和开发利用如图3。为了切实保护好地热资源的自然地理地质环境，并防止地热水资源受到污染，应建立三级环境保护区。

图3 地热水资源保护和开发利用

4.4.1 一级保护区

按勘查区地热水生产井群 （含保留井管的观测孔）为中心，根据热储条件外推20.0～80.0m范围，面积8254.27m2。该区内应消除一切可能导致地热水污染的因素。

4.4.2 二级保护区

以地热水生产井群外推不小于100m，并结合勘查区地形地质条件圈出，面积为0.1247km2（含一级保护区）。

4.4.3 三级保护区

根据地热分布，结合本区地形地貌形态、水文地质条件划定，面积0.4588km2。区内应尽量保护现有的环境；不得随意开采地下水，并禁止进行任何可能破坏地热水水文地质条件或导致污染的各种活动。

5 结语

（1）本文分析推断了断裂构造对地热水的控制作用。在此基础上，遵循探采结合原则，建成地热水生产井5口，并进行了热流体可开采量评价和产能计算。以上成果可作为阳山县大坑村温沧排地热田进一步勘查和开发利用的依据。阳山县大坑村温沧排地热田位于燕山早期第一阶段大东山花岗岩体边缘，南北向F1-2断裂深切沟通了北东向F2控热断裂深部蕴藏热源，F1-2断裂与勘查区中部北西西向F3断裂交会部位构造裂隙发育，具有较好的导热、导水作用，并形成良好的贮水空间。受上述构造控制，地热田东侧以F1-2断裂、北面以F3断裂为补给边界，西面、南面以较完整的燕山早期花岗岩为隔水边界，边界基本清楚。

（2）阳山县大坑村温沧排热流体井口温度40.0～49.5℃，属于低温地热资源中的温热水。水中偏硅酸质量浓度为66.74～75.67mg/L，氟4.75～6.76mg/L。部分开采井氡的浓度（Rn）浓度为37.9～42.7Bq/L，达到有医疗价值的浓度。综合探采井单井、多井和枯、丰水期群井降压试验成果，结合动态监测，综合确定阳山县大坑村温沧排地热田地热流体控制的可开采量723m3/d（约8.368L/s），流体平均温度48.0 ℃，换算产能（热能）970kW，开采一年可利用热量46.1×106MJ。储量确定基准日期为2015年12月31日。

（3）应建立地热流体动态长期观测制度，对热流体自流量、水温、水质、作定期监测，并做好监测资料的归档工作，随时注意分析研究动态变化情况，指导地热水合理开发。区内导热导水纬向断裂及其伴生南北向断裂较发育，常成对成束出现，这些断裂组与其他北东向、北西向断裂交会地段地热地质条件与本地热田相似，具有扩大勘查开发的潜力。