內蒙古自治區阿爾山地熱田地熱資源賦存特征淺析

喬禎

摘要阿爾山溫泉位于區域北東向張性斷裂和裂隙式火山管道的交叉部位，推測其成因與火山活動有關。阿爾山地溫泉為低溫地熱資源，阿爾山地熱資源僅局限在阿爾山溫泉群之內。現狀條件下，在地熱資源未進行詳細勘查之前，為保護地熱資源，阿爾山溫泉群不易擴大開采規模。此外，在開發利用地熱資源的同時，需盡快實施溫泉水再利用工程。

關鍵詞地熱田；地熱資源；賦存特征；阿爾山

中圖分類號S181文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2015）34-134-02

地熱資源來源于地下巖漿熔融和放射性物質的衰變，具有熱能蘊藏量大、清潔等優點，是開發前景好、可再生的天然能源[1-2]。地熱資源作為一種新型能源，與傳統的能源相比，具有可再生、無污染、易開采利用、經濟價值高等優點[3]，是繼太陽能和風能之后的一種重要的綠色能源[4]。國外對地熱資源利用較早。冰島首先將地熱水用于室內取暖，意大利、新西蘭、日本、美國及其他國家先后利用地熱能發電[5-6]。阿爾山溫泉以其特殊的醫療功效，吸引著眾多中外游客來洗浴療養、休閑度假。奇特的地熱資源和旅游事業對阿爾山的經濟發展發揮著重要作用，帶動著地方經濟的快速發展。

1地質背景

1.1地質構造阿爾山地熱田位于阿爾山-柴河北東向火山活動帶的西緣，其間發育著多個火山噴發中心和破火山口，沿噴發中心裂隙式火山管道較發育，后期破火山口的塌陷，形成了阿爾山地塹。另外，與北東向區域構造線方向垂直的次生斷裂也較發育。阿爾山溫泉位于區域北東向張性斷裂和裂隙式火山管道的交叉部位，推測阿爾山溫泉的成因與火山活動密切相關。

阿爾山復活破火山位于阿爾山鎮。在阿爾山鎮附近發育3條斷層，巴音烏拉壓性斷裂，走向70°；阿爾善高勒斷層，走向315°；溫德根烏拉東西向壓性斷層，走向15°。此3條斷層交叉部位為阿爾山破火山口的火山活動創造了有利的構造條件。阿爾山復活破火山口呈橢圓形，長軸為東西向直徑15 km，短軸為南北向直徑7～8 km，面積約110 km2。破火山口由上侏羅統寶石組地層組成，其邊緣由環狀斷裂所限定，火山巖層均向內傾斜。

1.2地層

據現有揭露地層資料，研究區從老到新的地層有志留系上統（S3）、泥盆系下統（D1）、侏羅系上統（J3）和第四系全新統（Q4）。

志留系上統（S3）：局部出露于阿爾山西的勃爾姑高勒兩岸。巖性下部為灰、灰黑色變質砂巖、粉砂巖，上部為紫灰色、灰白色流紋巖、流紋質凝灰熔巖。厚度>1 300 m。

泥盆系下統（D1）：僅局部分布在阿爾山五里泉東-銀江溝西之間。巖性為灰紫色、深灰色杏仁狀、塊狀安山巖、安山質角礫巖、安山玢巖及變質礫巖、砂巖、板巖、鈣質粉砂巖、泥質板巖等。推測厚度>2 500 m。

侏羅系上統（J3）：區內大面積出露，主要分布在阿爾山市河谷兩側山體，主要由一套中酸性熔巖、熔結凝灰巖、角礫凝灰巖夾沉凝灰巖、粉砂質泥巖及少量偏堿性、中基性火山巖等組成。據該次調查和鉆探成果表明，巖石構造裂隙較發育，裂隙面可見水銹斑跡。推測厚度>3 000 m。

第四系全新統（Q4al+pl）：主要分布在河谷洼地及河漫灘上。下部為黃褐色、灰白色砂及砂礫石；上部為黑褐色亞砂土。厚度一般為2～5 m，局部可達10 m。

1.3侵入巖侵入巖在區內分布廣泛，在研究區北部和南部均有出露。巖性主要為花崗巖（γ52）、花崗斑巖（γπ52）等。

2水文地質特征

根據區域水文地質條件結合該次勘查分析，阿爾山溫泉地熱田含水層巖性為侏羅系凝灰巖，深部由于構造作用，形成了較為密集的裂隙帶及斷裂帶，這些儲水構造組成了阿爾山溫泉熱水的賦存和運移通道。

吉林省地質工程勘察院1994年在阿爾山溫泉34號泉北西20 m處施工一眼勘探孔，孔深288.70 m，揭露3個熱儲層。第一熱儲層44.07～54.17 m，水溫45 ℃；第二熱儲層81.99～96.39 m，水溫47 ℃；第三熱儲層210.75～243.70 m，水溫49 ℃。自流水位+2.60 m，自流量20 m3/h，單井最大涌水量935.28 m3/h。

3地熱田溫度場和熱儲特征

3.1溫度場空間特征

分析阿爾山溫泉群29眼溫泉水溫等值線圖（圖1）可知，沿斷裂帶分布著以34號泉為中心的溫度高值區，其平面展布方向為北西-南東向，南北長約150 m，東西寬約50 m，面積約0.007 5 km2。

分析34號泉附近鉆孔地溫場垂向資料[7] （圖2），阿爾山地熱田熱水熱儲段為地下30～45 m，在地下85 m之上地溫呈現異常。

從RK1和RK2號孔水文測井中利用熱敏電阻法測溫結果（圖3）可知[8]，阿爾山地熱資源僅限于方圓約0.007 5 km2范圍內。

分析以上資料可得出如下結論：偏離阿爾山溫泉群范圍地溫均屬正常增溫地段，而在溫泉群之內深度在85 m之上地溫呈正增長態勢，這是阿爾山地熱資源僅局限在阿爾山溫泉群之內的特殊原因，15號泉以南為冷泉群、RK1和RK2孔均為常溫水或冷水就說明這一點。

3.2熱儲特征

（1）第四系松散層與基巖破碎由于其間無隔水層，兩者構成了良好的地熱田的蓋層。

（2）在阿爾山地塹之下100 m，含水層巖性為凝灰巖，為

地熱田的主要含水層，構成了地熱田的熱儲層。

（3）火山作用形成的裂隙帶和斷裂構造，為地下逕流的通道。

上述地熱條件使該阿爾山地熱田資源呈不均勻分布特點征。依據《地熱資源勘查規范（GB 11615-89）》，該區地熱水屬低溫水。

4阿爾山地熱田資源評價

依據以上地熱特征，利用熱儲模型計算得熱流體可開采量為1 940 m3/d，而地熱井的現狀開采量為500 m3/d，雖屬正均衡，但是依照可開采量條件下5年之內開采井水位下降速率結合溫泉近些年水位、水溫和水量（溫泉干枯）普遍下降的情況，可以初步判斷阿爾山地熱田目前已進入采補平衡期。若再加大開采量，開采井影響半徑將會影響整個溫泉群的量與質。為此，在加大開采規模前，必須先進行地熱資源詳細勘查評價工作，在勘查評價提供的儲量和開采方案的基礎上，方可新增開采量。

5結語

阿爾山地熱資源現狀開采條件下，在地熱資源尚未詳細勘查清楚之前，為保護地熱資源，阿爾山溫泉群不易擴大開采規模。阿爾山地熱資源在開發利用的同時，需盡快實施溫泉水再利用工程。建設溫泉廢水沉淀凈化池，溫泉廢水凈化處理后回灌重復利用；抬高現狀溫泉池高度，杜絕溫泉水向外溢流，減少地熱資源浪費。溫泉附近建立溫泉衛生防護帶，禁止建廠礦、居民住宅和垃圾場，避免地熱資源遭到污染，保護地熱資源環境。同時應建立溫泉動態監測網絡，長期監測溫泉流量、溫度、水質及開采量動態變化，根據溫泉動態變化，在現狀開發利用的條件下及時調整開采規模，確保溫泉長期開發利用。

參考文獻

[1]

王先彬.研究與尋找新的油氣資源、開拓勘探新領域[J].礦物巖石地球化學通報，2002，21（1）：22-25.

[2] 林麗，鄭秀華，詹美萍.地熱能源利用現狀及發展前景[J].資源與產業，2006，8（3）：20-23.

[3] LUND J W.Direct utilization of geothermal energy[J].Energies，2010，3（8）：1443-1471.

[4] 汪名鵬.洪澤縣老子山地熱資源現狀及開發利用前景分析[J].地下水，2008，6（3）：53-55.

[5] DOUGLAS W W.A new model for heat flow in extensional basins：Radilgenis heat，asthenospheric heat，and the mckenzie model[J].Natural resources esearch， 2001，10（3）：227-238.