南陽市地熱能成因\\儲量及其開發利用現狀分析評價

摘要：在評述南陽市地熱水資源的分布及其開發利用狀況的基礎上，依據評價標準對河南省南陽市地熱水資源的開發利用程度及其現狀進行了評價。基于各地的地熱水資源開發利用程度，從開采總量控制、地熱井規劃布局、開發利用現狀分區、資源利用優化配置、資源勘查規劃及重點項目規劃等五個方面對河南省南陽市地熱水資源開發利用進行了科學系統規劃，為充分發揮河南省南陽市地熱水資源的最大效益并避免環境水文地質問題的發生奠定了基礎。

關鍵詞：南陽市地熱能成因地熱水資源儲量開發利用現狀評價

一、南陽市地熱資源概況

南陽市位于河南省西南部，處于南陽盆地中北部。南陽盆地屬于有一定規模的新生代山間盆地，具有積存和形成熱水的地質環境，開發潛力巨大。在1995年以前，由于針對地熱的勘探研究程度較低，加之地熱資源埋藏相對較深，因此除去幾處溫泉出露外，南陽市的地熱開發幾乎屬于空白區。1995年以來，在南陽市區及鄰近地區開展了地熱地質、水文地質和綜合地球物理勘探，獲得了豐富的資料和地熱信息，并經過幾年的鉆探驗證，已鉆探成功幾口地熱井。

二、南陽市地熱地質條件

1、區域地質構造

南陽盆地為三面環山向南開口的新生代山間盆地。盆地受東西緯向構造體系及新華夏聯合復合構造體系的控制，呈不對稱形態東西向展布。發生時代為古近系結束新近系發生時代。南陽市區及其鄰近地區所處構造部位，既有東西緯向構造帶的形跡，又有新華夏聯合復合構造的特點。構造特征主要表現為凹陷的不對稱性，即盆地南深北淺，向南傾斜，北部出現斜坡帶。南陽市區位于盆地北部斜坡帶的前緣。據人工地震勘探資料，在市區白河南側有北西西向和北東向隱伏斷裂通過。

2、主要斷裂帶

區域內深大斷裂交錯發育，對礦產形成、巖漿活動及地熱礦水的運移和存儲等有明顯的控制作用。南陽斷裂帶：位于南陽、鄧州的東側，呈北東向展布，長50km，在南陽市附近傾角較陡，鄧州近側傾角變緩，斷裂兩側構造活動差異明顯。

朱陽關—夏館—南陽—大河斷裂帶：走向北西300—310°，長350km。西端與瓦穴子——鴨河口——明港斷裂帶相交，東端與西關莊——鎮平——梅山斷裂帶交會。南陽市位于該斷裂帶中段，即夏館——南陽段，長90km，該斷裂帶近期在南陽市、馬山口等地尚有地震發生，說明該帶在中條運動已經形成，加里東運動、燕山運動得到加強，至近期仍有活動，為一長期活動的深大斷裂帶。

根據地球物理特性勘探資料，在市區有北西向和北東向隱伏斷裂通過，且兩組斷裂在白河南交匯，轉折，并有一基底坳陷區，基底埋深700—1000m，對地熱礦水的運移及儲存起重要的控制作用。主要斷裂帶有：木家埡—內鄉斷裂帶，朱陽關—夏館—南陽—大河斷裂帶。

3、地球物理異常特征

通過淺層（1.3m）地溫測量和鉆孔測量，南陽盆地的平均溫度3.82℃/100m，地溫場有北高南低、東高西低的特征。基底自北向南逐漸加深，由于基底埋藏較深，盆地內部為徑流緩滯帶，因此南陽盆地內部具有積存和形成熱水的理想地質環境。

三、南陽市地熱儲量及其分布特征

（一）、熱儲層組及水化學特征

依地熱礦水的介質巖性、水溫、水量、水質特征及熱儲蓋層巖性特征，本區可劃分為四個熱儲層：

1、第四系熱儲：埋深200m以下，水溫22—28℃，賦存于第四系底層。屬于HCO3—Ca型水，礦化度0.683—0.803g/l，偏硅酸、鋰含量達到飲用天然礦泉水標準。

2、新近系熱儲：分布于312國道以南，含水層頂板埋深自北至南250—400m，底板埋深320—550m。據油田官莊S4油井，井深600m，井口水溫32℃，單井涌水量440m3/d，水化學類型HCO3—Ca型，礦化度0.46g/1，鋰、偏硅酸分別為0.89、42.9mg/1，屬于低礦化飲用淡水。五里堡地熱井，井深700m，井口溫度41℃，具有承壓水頭大、水位恢復快、富水性較差的特點。

3、古近系熱儲：頂板埋深560m左右，底板埋深1800m以上。據鄧州市自來水公司地熱井、油田官莊油井，在500—1000m埋深內水溫40—60℃，單井涌水量600—1500m3/d，1000—2000m埋深水溫50—90℃，單井涌水量600—800m3/d，水化學類型Cl-Na型水，礦化度6.8—17.0g/l.

4、大理巖熱儲：主要賦存于下元古界雁嶺溝組大理巖中，地熱井最大揭露厚度320m，井口水溫40—45℃，水頭高出地表21—26m，受巖溶發育程度控制，富水性不均一，中級法院單井涌水量60噸/時，而市體育中心單井涌水量108噸/時，該層水是南陽城區地熱水賦存、富集有開采價值熱儲層位。其水化學類型HCO3—Na型水，礦化度1.4—1.5g/1，PH=7.3—8.1，水溫40—46.6℃，偏硅酸、鍶、鋰含量達到礦泉水標準。

（二）、大理巖熱儲層深部溫度及深度推算

根據能源公司、中級法院等地熱井資料，采用鉀、鎂溫標計算，深部熱儲層源溫度85—98℃，深度1400—1750m。

（三）、南陽市熱儲量

根據已鑿地熱井資料，采用熱儲體積法、斷面流量法、回采系數法等，對熱儲層進行地熱能量和地熱儲量計算：

1、第四系熱儲：地溫梯度5.4—6.5℃/100m，熱儲儲存量0.492億m3，每平方公里儲存量16.11萬m3，水頭平均下降1m可釋放水量32.78萬m3。熱儲熱能總量545.046兆瓦，可采熱能為130.262兆瓦。

2、新近系熱儲：地溫地溫梯度4.9℃/100m，熱儲儲存量1.31億m3，每平方公里儲存量42.96萬m3，承壓水頭平均下降1m可獲得彈性釋水量32.78萬m3。熱儲熱能總量1246.674兆瓦，可采熱能為311.669兆瓦。

3、古近系熱儲：地溫梯度3.49℃/100m，熱儲儲存量1.64億m3，每平方公里儲存量53.7萬m3，承壓水頭平均下降1m可獲得彈性釋水量32.78萬m3。熱儲熱能總量6439.062兆瓦，可采熱能為1609.766兆瓦。

4、大理巖熱儲：地溫梯度4.7—6.1℃/100m，側向運移，補給量為20625m3/日，可采儲存量0.455億m3，熱能總量840.999兆瓦，可采熱能為191.459兆瓦。

總之，本區地熱能總量和可采地熱能總量分別為9071.781兆瓦和2243.156兆瓦，屬大型中高溫地熱田，適宜直接開發利用。[1]

四、南陽市地熱水水質分析及利用價值

（一）南陽市地熱水水質分析

據市區幾眼地熱井的水質分析，南陽市區地下熱礦水的水化學類型為重碳酸鈉型溫熱醫療礦泉水，即HCO3—Na型水，礦化度1.40—1.50g/l，PH值為7.3—8.1，水溫40℃左右。熱礦水含有偏硅酸、鋰、鍶、鋅、硼等多種有益健康的微量元素。其中偏硅酸28—36mg/l，鍶0.2—0.4mg/l，鋰0.2—0.3mg/l[1]。

（二）醫療保健

1、對人體的物理作用

37℃—38℃的微溫浴，對人體有鎮靜作用，對于神經衰弱、失眠、精神病及高血壓、心臟病、腦溢血后遺癥的患者有很好的療效。

40℃—45℃的高溫浴，對人體有興奮刺激作用，對心臟、血管有較好作用，對減輕疼痛、治療人體僵直、神經痛、風濕痛、腸胃病均有療效，同時還有改善體質，增強抵抗力和預防疾病的作用。

2、對人體的化學醫療作用

南陽市地下水為重碳酸鈉型水，有中和胃酸的作用，對胃酸分泌過多的患者有明顯的療效，還有降低血糖的作用，因此對酸中毒、尿酸過多、糖尿病、風濕病等疾病有一定作用。

（1）、氟水：雖然是牙齒結構所必需元素，但超過標準必須進行處理。

（2）、偏硅酸：雖然未達到命名礦水標準，但含量大于醫療規定25mg/L的標準，治療胃酸過多，保護潰瘍面，治療胃病，治療冠心病、克山病、防癌、心血管病，促進生長、壯骨骼等作用。

總之，水中所含的氫、碳、鋰、鍶、溴、碘、砷等微量元素，不僅是維持生命的重要組分，有些元素是組成蛋白質、脂肪、糖和核酸的主要成份，也是生物體的基本造體元素，是血液和各種體液的必需部份，它們的特殊生理功能是任何其它物質難以取代的。

（三）農業

地熱在南陽市農業方面有著廣闊的開發利用前景，不僅灌溉農業，而且可大量建立地下熱水取暖系統，引熱水加熱暖房，種植蔬菜、熱帶水果，建立熱水池，養殖熱帶魚類及其它溫水養殖，育雛等，繁榮我市菜藍子工程，提高人民生活水平。

五、南陽市地熱水開發利用現狀評價標準

依據國內外相關研究成果，南陽市地熱水開發利用現狀分區時考慮的主要因素為已采量和可采量的比值，其次是針對超采區考慮地熱井間距。已采量和可采量比值是保持地熱水可持續開發利用的關鍵要素，故按該值將河南省地熱水開采程度分為五種類型，具體分類標準見表1。考慮到地熱水井大部分集中于城區，一旦開采將形成明顯的下降漏斗，導致城區外的地熱水補給城區內，故評價時選用較高的實際可采水量值作為計算依據。

表1 開發利用現狀評價標準[2]

南陽市地熱水開發利用現狀評價 [3]、[4]

注:沒開采基巖地熱水的城區未列入此表

南陽市地區地熱水的開發利用狀況整體上處于低的開采水平。而對基巖地熱資源來講也處于低開采水平。

六、南陽市地熱水開發利用思考

鑒于目前南陽市人口多，資源消耗量大的現狀，應積極地推廣地熱資源的利用，這樣既能緩解資源緊缺，又能很好的維護環境、社會效益。對于地熱開發利用程度較高的地區，市中心地區及白河兩岸應劃為重點保護區，以防止地熱水位下降過快，產生環境水文地質問題。對于地熱開發利用程度一般的地區，應劃為一般保護區，可適度開發。其它城市應劃為鼓勵開發區，結合自身條件， 開發利用新生界的地熱水。特別需要指出的是，南陽市深部基巖地熱水開發利用程度較低，應積極進行勘探開發。

為了使南陽市地熱水資源開發利用水平得到進一步提高和資源有效合理的利用，且盡可能的避免造成地熱水資源的嚴重浪費，本著“以人為本”的思想，以建設環境友好、節約型社會為目標，從經濟、環境等角度進行綜合考慮，并根據地熱水資源的分布狀況及開采條件，在一定區域內對地熱水資源進行總體部署，結合其區位優勢，對地熱水資源進行合理的利用開發規劃。

參考文獻：

[1]河南省第一地質勘查院， 南陽市地熱井竣工報告， 2007~2011年；

[2]中華人民共和國地質礦產部， 地熱資源評價方法(D240 - 85 ) ， 19861

[3]喬國超，王心義. 河南省地熱系統及綜合利用研究，河南省地礦廳，2000 (6) .

[4]王心義，黃丹，河南省地熱資源開發利用現狀評價，地下水， 2010（01）.