安徽合肥三河地区地热地质特征及找热方向分析

赵竞，谢杰，秦贞娜

（安徽省地质矿产勘查局327地质队，安徽合肥 230011）

0 引言

三河地区位于合肥盆地的西南端，北邻合肥滨湖地热，南有庐江汤池地热，地热地质条件优良。同时三河古镇是国家5A级旅游景区，是环巢湖重要旅游节点地区，如能在该区取得地热勘查突破，将会极大推动合肥市三河古镇旅游进一步腾飞[1]。2016年—2018年，安徽省地质矿产勘查局327地质队在该地区开展过地热资源调查评价工作[2]，但受工作程度限制，未取得地热勘查突破。因此，深入分析合肥三河地区开展地热地质条件，助推该区地热勘查突破具有重要意义。

1 区域地下热水分布特征

合肥地区地热显示主要分布在肥东店埠、滨湖新区、庐江汤池及巢湖半汤地区[3～7]，分别位于本文研究区域的北部、南部及东北北部（图1）。

图1 合肥地区地热分布位置图Figure 1.Map of geothermal distribution in the Hefei area

2 区域地球物理场特征

2.1 重力场

从区域重力异常来看，研究区位于滁州-庐江北东向重力异常梯度带上，显示该区为郯庐断裂带影响范围内。从研究区局部重力异常来看，重力等值线负值异常经由研究区转为稀疏，推断研究区整体地壳厚度较为均匀，相邻区块未见明显差异。

2.2 磁场

研究区区域磁异常总体呈现北东向分级、北西向分块分布（图2）。研究区内三河镇-长汀大郢为一条带状相对平稳异常区，异常成北西向展布，推测由北西向断裂所致。

图2 研究区△T等值线平面图Figure 2.△T contour plan of the study area

3 研究区地热地质条件

3.1 地层

三河地区地表均为第四系覆盖，未见基岩出露。区域地质资料显示，覆盖层下地层主要为白垩系下统毛坦厂组（K1m）和白垩系上统张桥组（K2z）。毛坦厂组（K1m）岩性主要为紫红、紫灰色粗面岩、粗安岩、粗安质凝灰角砾岩、角砾岩、凝灰岩夹黄绿色凝灰质砂岩及页岩。张桥组（K2z）岩性主要为紫红、浅紫红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩；深灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，局部夹薄层中—细粒长石石英砂岩、粗砂岩、砂砾岩。岩石局部可见钙质结核，多呈次棱角—次圆状，直径0.1～0.2cm不等。三河地区处于张八岭抬拱区，张桥组上部地层已被剥蚀。对研究区钻孔所见岩性和周边合肥市滨湖新区(大圩地区)地热钻孔所见岩性进行对比划分，认为研究区内所见岩性应划分为张桥组下部。第四系为全新统丰乐镇组，广泛分布于整个工作区，主要岩性为粉土、中粗砂夹黏土、砂砾、粉砂。

3.2 构造

地表未能见到明显断裂构造现象。物探资料显示，区域性北东向深大断裂横穿研究区中部，岗头五队至小公玉一带发育一断裂破碎带，北北西走向，倾向西，形成较北东向断裂晚（图3、图4）。

图3 研究区基岩地质略图Figure 3.Sketch map of bedrocks in the study area

图4 研究区CSAMT剖面测量图Figure 4.CSAMT profile measurement map of the study area

3.3 侵入岩

该区未见侵入岩出露。

3.4 水文地质

根据地下水赋存条件及含水介质的不同，研究区内地下水划分为松散岩类孔隙水及碎屑岩类裂隙孔隙水两种基本类型。研究区第四系松散层分布广泛，覆盖于碎屑岩之上，含孔隙水。由于中生界碎屑岩厚度大，局部结构松散，层理裂隙较发育，含碎屑岩类裂隙孔隙水。

3.5 热泉出露情况

在研究区中部庐江县同大镇有一地下水出露点，出露点位于一水塘的西北角，水塘面积约7500km2，水塘深1.5m左右，可供给30亩农田灌溉。水塘每3～4年疏干清淤一次，抽干后出露点具有涌水现象，在严寒冬季其他地方结冰时，出露点附近不结冰并冒热气。经现场调查和测温，出露点水面见有较多水泡，混合后的水温仍高于他处。经现场测温，当地气温11℃，出露处温度为14℃，显示为一热泉。

4 找热方向分析

研究区在构造上位于郯（城）-庐（江）断裂西侧，合肥盆地西南部，地热地质条件优良。受郯（城）-庐（江）断裂带控制，区内断裂构造较发育，主要表现为北东向、北西向两组。北东向区域断裂规模大，切割深，为地下水循环提供了通道，而推测北西向断裂切割北东向导水断裂，对地下水的循环起到阻水作用，致使地下水沿断裂复合的有利位置上行，形成上升泉[8～11]。

研究区南部地层、构造形式与庐江汤池地热田较为相似，具有形成类似地热田的较大可能。大气降水通过地下径流，并通过北东向区域性深大断裂向深部径流，进而获得深达基底热源加热后形成地热水，又循次级北西向构造破碎带(控热构造)上升，在地面以温泉形式呈带状出露。

研究区北部位于合肥盆地西南部。合肥盆地内地热形成条件：热源来自地壳深部；主要热储层为白垩系张桥组砂岩，呈层状，分布稳定，平均厚度190m；盖层为古近系—白垩系粉砂质泥岩、泥岩，分布稳定，厚度266～350m；热储呈层状，在深大断裂带地热田兼有层状热储和带状热储特征。研究区分布的地层为张桥组下段，钻孔揭露厚度大于600m，与合肥盆地内滨湖地热田以及肥东店埠地热田构造部位、热储地层基本一致。分析对比周边地热田钻孔揭露热储层资料：肥东店埠地热田热储层埋深较浅，滨湖新区地热田位于肥东店埠的西南侧约23km，其覆盖层、热储层均比肥东地热田埋藏深。研究区位于滨湖地热田南部约25km，红层碎屑岩厚度大于滨湖地区。因此，推测区内热储层的埋深应较滨湖新区深，而前期工作施工的验证井未揭露到白垩系张桥组砂岩层状含水层。

综上，研究区南部具有寻找汤池式带状热储的地热地质条件，北部具有寻找合肥滨湖式层状兼有带状特征热储。由于合肥滨湖式热储具有热储层厚度较大并且较为稳定，热储温度较高等优点，本文认为应重点在研究区北部寻找合肥滨湖式地热资源。