广西环北部湾地热资源分布规律及开发利用建议

◎朱明占

广西地质环境监测站，广西 南宁 530200

环北部湾地区是广西地热资源丰富的区域之一，主要分布有中低温地热资源，具有分布广、储量大、开发利用难度低等优点。随着煤、石油、天然气等传统能源日益短缺，清洁能源地热能的开发利用越来越受到青睐。20 世纪70年代以来，前人在该地区开展了地热普查、隐伏沉积盆地勘查、商业地热地质勘查、地热流体研究等。前人工作主要集中在地热地质、地热资源勘查和资源量评估等方面，对地热资料分布规律总结探讨及理疗价值研究程度比较欠缺，特别是在地热资源类型、地温场特征、热水理疗组分等方面还没有形成完整性的研究，在地热资源开发利用方面也未进行系统的探讨。笔者通过对环北部湾地区地热水的水文地球化学及理疗指标特征进行分析，统计热泉水化学类型及组分来源，并对温泉理疗价值进行评价，对环北部湾地热资源开发利用提出建议，以期为后续的市场开发利用工作提供参考。

1 区域地热资源分布规律

广西环北部湾地区位于北部湾海域北面，全国地势第二台阶中的云贵高原东南边缘。它地处两广丘陵西南部，南临北部湾海面，地形复杂，整个地势由北向南倾斜，山岭连绵，岭谷相间，四周多被山地、高原环绕，呈西北和东南高、中间低的弧形山地状。行政区域面积约为4.25 万km2，总人口超过2456 万。

广西环北部湾地区地处低纬度，南濒热带海洋，具有夏天时间长、气温较高、降水较多、冬天时间短、天气干暖的亚热带季风气候特征，多年平均气温在17.1℃～23.5℃之间。各地年降水量为1080～2760 mm，大部分地区在1300～2000mm 之间，降雨随时空分布差异较大。

广西环北部湾地区为全国水资源丰富的地区之一，主要河流分属独立入海水系。水系总流域面积23111 km2，年径流深1086 mm，年径流量236.6 亿m3，占全区径流总量的12.6%。流域面积50 km2以上的河流有123 条，主要有南流江、钦江、防城河、北仑河、大风江、茅岭江、九洲江和洪湖江等。

根据《广西地热资源调查评价与区划报告》的调查研究，广西环北部湾地区域共有26 处温热泉（如表1 所示），主要分布有沉积盆地传导型及隆起山地对流型地热资源。

表1 广西构造单元与温泉数量简表

沉积盆地传导型地热资源主要蕴藏于南宁、合浦、桥圩、宁明、上思等中、新生代构造断陷向斜盆地中[1]，出露温热泉7 处，占环北部湾地区温热泉总数的26.92%，南宁盆地有3 处，桥圩及合浦盆地各有2 处，上思及宁明盆地截至文章发表前还未查明。

隆起山地对流型地热资源主要蕴藏于十万大山断陷、六万大山凸起、博白断褶带、云开隆起等区域，断裂构造多呈北东—南西分布，共出露温热泉19 处，占环北部湾地区温热泉总数的73.08%，出露主要集中分布于环北部湾地区4 个4 级构造单元内。十万大山隆起有8 处，云开隆起有7 处；六万大山凸起及博白断裂带各有2 处。

1.1 沉积盆地传导型地热资源

从地域分布上看，沉积盆地传导型地热资源主要分布于广西环北部湾地区经济相对发达的首府、沿海、沿边之地，具有良好的开发利用前景。分布与区域构造密切相关。中、新生代断陷向斜盆地均受区域性深大断裂的控制，盆地的长轴方向一般为NE 向，沿区域性呈深、大断裂性分布。断裂规模大，切割深，构成了深部热源向地表传递的良好通道。

构成地热地质体的均为中、新生代泥质岩和砂岩等碎屑岩，厚度在1000～2000 m 以上。泥质岩类构成了盆地地热田良好的隔热保温盖层，多呈夹层状交替出现，其间夹的砂岩、砾岩等构成了热储层，呈层状，为孔隙裂隙型热储。砂岩孔隙度一般较大，具良好的渗透性。一般古生代老地层构成了盆地的基底，受构造运动的影响，基底多呈中部凹陷、四周上翘的“簸箕”形[2]。断裂构造发育形成了沟通深部热源的通道。

沉积盆地传导型地热资源埋藏较浅，一般在1000～2000 m 之间，最深不超过4000 m，地热储存资源丰富。地表一般没有温泉露头，易于钻探开发利用，属于经济型地热资源[2]。

1.2 隆起山地对流型地热资源

从隆起山地对流型温热泉地理位置分布规律来看，绝大部分温热泉呈圆弧形环绕分布于北部湾区域南面。温热泉出露分布具有分区性、分带性，与区内深、大断裂，活动性断裂，岩浆侵入体密切相关。

1.2.1 温热泉主要沿区域性深、大断裂和活动性断裂分布

区域性深、大断裂和活动性断裂多属于基底断裂，它们是沟通地下深部热源的通道，也是温热泉出露的重要条件。在区域性深、大断裂，活动性断裂的交汇复合部分、断裂转折端、锁固端、断裂近侧的次级构造密集发育块段及其断裂之间的断块中，常是温热泉出露的最佳位置。深、大断裂和活动性断裂控制温热泉的分布，次级构造断裂控制其出露形式的分布规律。

1.2.2 温热泉出露分布与岩浆岩体关系密切

19 处温热泉中，有9 处分布于岩浆岩体中。温热泉一般在多期复式岩体、岩体与岩体接触带、岩体与围岩接触带及岩体中发育的断裂破碎带或后期发育的硅化带、各种岩脉、岩墙等地段出露。按其出露所在的岩体形式时代可分为燕山期（γ5）岩体4 处、加里东期（γ3）岩体5 处，后者出露的温热泉附近常分布有燕山期侵入体的岩株、岩墙或岩脉。由此可见，分布于加里东期岩体中的温热泉主要与燕山期的地热活动有关。

1.2.3 分布于沉积岩中的温热泉主要出露于碎屑岩地区

19 处温热泉中，有10 处分布于沿积岩地层中，如表2 所示。按其出露的地层时代划分，泥盆系地层出露7 处，占统计量的70%，二叠系、侏罗系及白垩系地层均有出露，占统计量的30%；按岩类划分，碎屑岩地区共出露8 处，碳酸盐岩夹碎屑岩或碳酸盐岩地区共出露2处。分布于碳酸盐岩类地区的温热泉，其隔热保温层多为碎屑岩夹层或附近出露的碎屑岩地层。

表2 广西环北部湾地区地热出露特征表

2 广西环北部湾地区地温场特征

笔者采用地温梯度及一定深度水平切面的地温值作为指标，分析研究区盆地地温场空间分布与变化规律。

2.1 沉积盆地传导型地热资源地温场特征

2.1.1 气温影响带

受气温、地形条件和地质条件等因素的影响，各测温井孔反映出的地温影响带各不相同。气温影响带的深度位于0～32 m 之间，一般为7～21 m，平均深度为16 m。气温影响带温度位于21.5℃～29.3℃之间，一般为22.1℃～24.3℃。气温影响带平均最低温度为23.4℃，平均最高为24.6℃。影响带温度一般相差0.2℃～1℃，这说明大部分井孔受气温影响程度差异不大。

2.1.2 地温恒温带

根据井孔测温结果，各沉积盆地恒温带深度各不相同。恒温带深度位于16～28.6 m 之间，井孔恒温带温度为22.3℃～25.8℃，一般为22.8℃～24.3℃。地温恒温带平均温度为23.7℃，比当地年平均气温（21.3℃）高2.4℃。

2.1.3 地温梯度

根据各个盆地内井孔的测温结果，地温梯度在1.4℃/100 m～9.09℃/100 m 之间，其中，南宁盆地地温梯度为3.08℃/100 m～4.63℃/100 m；桥圩盆地平均地温梯度值为4.0℃/100 m；合浦盆地平均地温梯度值为2.93℃/100 m。

2.2 隆起山地对流型地热资源地温场特征

隆起山地热储温度场明显受断裂构造控制。平面等温线沿控热断裂走向呈带状分布，温度等值线在长轴方向与断裂走向一致，呈现断层上盘一侧等温线稀疏，下盘一侧等温线密集的特征。等值线密集区为地热异常中心，地温梯度一般大于3℃/100m。平面等温线所反映出的高温部位往往是两组或者多组断裂交汇处，即地热流体上涌通道，温度由主通道向四周减小。在垂直方向上，恒温层以下的地温随深度的增加呈递增的趋势，这进一步表明热流来自地壳深部。

2.3 大地地热流值特征

《中国大陆地区大地热流数据》成果表明，研究区大地热流受板块运动的影响，总体上呈现北东高（70～100 mW/m2）、南西低（50～ 70mW/m2）的分布格局。这是新生代以来我国东南部受菲律宾海板块和太平洋板块的影响，而西南部则受印度板块强烈作用的结果。合浦盆地平均大地热流值[3]为52.43 mW/m2，为区内大地热流值比较低的区域之一。区内大地热流值由西往东逐渐升高，表现出东高西低的分布规律。贵港市往东南地区热流值＞80 mW/m2，属高热流值区域；玉林往东南一线至广州边界以西区域大地热流值最高达到90～100 mW/m2。

3 地热流体的理疗价值

3.1 地下热水的水化学类型

研究区地下热水的水化学类型主要为HCO3-Na 型、HCO3-Ca.Mg 型、SO4-Na 型、Cl-Na 型、HCO3-Na 型。从平面上看，靠近沿海区域地下热水水化学类型以氯化物型热水为主，向内陆地区逐渐过渡为重碳酸盐型热水。根据笔者调查结果可知，玉林市容县及博白地区有硫酸盐型热水发育，水化学类型在整体上分带明显。

3.2 地下热水的理疗价值

研究区内含量丰富的具有理疗价值的元素为氟与偏硅酸，共发现具有理疗价值氟浓度的温泉8 处（如表3 所示），其F-含量＞1mg/L，其中达到命名氟水的水样有6 处，主要分布在侵入岩区域。氟主要来源于花岗岩中的萤石（CaF2）、铝硅酸盐等含氟矿物的溶解作用。水温较高时，含氟矿物溶解在释放F-的同时，进入地热水中的Ca2+与围岩表面吸附的Na+发生了离子交换作用，地热水中Na+大量富集，水相中Ca2+含量降低，促使萤石矿物溶解，增加了地热水中F-质量浓度，从而形成高氟地热水。所有温泉中，只有南宁盆地的温泉偏硅酸含量达到了命名硅水的要求，含量为50.58～61.29 mg/L。

表3 研究区地热资源理疗矿水指标一览表

4 开发利用建议

（1）制定翔实的、操作性强的地热资源勘查开发利用规划。在勘查规划的基础上，逐步开展重点区域地热资源勘查。

（2）建立健全地下热水动态监测网络，加强地热水动态监测，动态监测地热资源在开采过程中的水位、水质、水温、水量等的变化情况。

（3）建立地下热水数据库和地下热水信息系统，及时了解各地热区、各热储层的热水多年间动态变化规律，科学指导地下热水的合理开采，以防止过量开采引起地热景观消失或水温下降、地面沉降等环境地质问题。

（4）做好回灌试验工作，确定回灌所需的基本条件，为回灌的推广提供依据，对开展地热回灌单位或企业在矿权审批、资源费收取等方面给予政策性优惠扶持。

（5）积极推动地热资源找矿突破勘查项目，圈定地热资源潜力靶区，降低市场资金投入地热勘查失败的风险，优化资源配置，提高地热资源开发利用效能[4]。

（6）大力推进干热岩勘查，保障能源安全。地热勘查科研单位应加大与区内外投资集团的合作力度，在滨海干热岩资源分布潜力区开展干热岩探测工作，促进地热资源开发利用从传统的洗浴疗养向地热发电能源开发利用转变，开发利用绿色环保地热能源，减低工业发展对化石能源的依赖，在一定程度上减少不可再生能源的消耗，保障能源安全。

5 结 语

环北部湾地区是中低温地热资源潜力区，地热资源丰富，富含氟离子、偏硅酸等微量元素，具有一定的理疗保健价值，开发利用地热资源有利于提升北部湾经济区的旅游品质。同时，环北部湾沿海区域地壳较内陆薄，深部控热构造发育，多发育有隐伏岩浆岩体，是干热岩勘查的良好靶区，后续应稳步推进干热岩勘查研究工作。