海南樂東龍沐灣地熱田地質及水化學特征分析

2018-09-11 10:15:54王曉林曾維特楊永鵬張航飛吳多譽

西部探礦工程 2018年9期

王曉林，曾維特,2，楊永鵬，張航飛，吳多譽

（1.海南省地質調查院，海南海口570206；2.海南省地質局，海南海口570206；3.海南地質綜合勘察設計院，海南海口570206）

地熱作為一種綠色新興可再生能源受到了社會的廣泛關注。與煤、石油、天然氣等化學燃料相比，地熱能源具有廉價、清潔、分布廣、易于開采以及可再生等優點[1]。通過大量野外勘查工作，查明龍沐灣地熱田位于樂東縣的九所-鶯歌海新近系盆地中，新近系厚度一般為90～200m左右，盆地基底為中生代花崗巖[2]。結合本次地熱地質勘查、地球物理勘探、地熱鉆探、降壓試驗和巖礦測試等工作，本文對龍沐灣地熱田的地質特征進行了研究分析，為今后該地區的地下熱水開發利用提供了地質方面的依據。

1 地質背景

1.1 地層

龍沐灣地熱田地層由老至新有：新近紀佛羅組、望樓港組，第四紀秀英組、北海組、八所組、煙墩組及第四紀河流相堆積層。

1.2 構造

根據區域地質資料[3]，該區域內主要斷裂有尖峰—吊羅斷裂帶和九所—陵水斷裂帶。

（1）尖峰—吊羅斷裂帶（圖1）區域上橫貫樂東、通什、保亭、陵水和萬寧等縣市，長約190km。主要由感城-萬寧斷裂帶和尖峰-吊羅斷裂帶等一系列東西向斷裂帶組成。該構造帶分布有印支期和燕山期一系列花崗巖體，組成東西向花崗巖穹隆構造帶，在構造帶的展布范圍內各種壓性和壓扭性構造十分發育，顯示出壓性或壓扭性特征。

（2）九所—陵水斷裂帶（圖1）橫貫樂東、三亞和陵水等縣市，長100km，由九所—陵水斷裂帶、崖城—藤橋斷裂帶等組成。沿構造帶分布有燕山期一系列花崗巖體和同安嶺、牛臘嶺等火山巖，形成一條東西向花崗巖穹隆構造和火山巖帶。根據現有資料分析，該構造帶可能形成于燕山期，至喜馬拉雅期活動仍然強烈，沿該構造帶地區地震時有發生，熱礦泉遍布，海蝕地貌發育。

以上構造控制本區的沉積構造和巖漿活動，對龍沐灣地熱田的形成有重要的控制作用。

1.3 巖漿巖

研究區均呈隱伏分布，為印支期侵入巖，屬于區內基底巖體，頂部與上覆佛羅組呈不整合接觸，頂板埋深由北向南逐漸變深。巖性為粗粒、中粗粒或細粒斑狀黑云母正長花崗巖，局部夾花崗閃長巖巖脈，主要礦物成分為石英、長石、黑云母等，粗粒結構，塊狀構造，巖石風化裂隙較發育。印支期巖漿侵入活動，為該區熱量的傳遞和運移提供了便利條件，是該區地熱形成的主要因素。

2 地熱田

龍沐灣地熱田沿西海岸沉積盆地呈半月形帶狀展布，面積約12km2，受地質構造控制，兼具層狀熱儲和帶狀熱儲特征，屬對流型地熱田。具有巖性厚度穩定、熱儲巖性相對簡單、受斷裂構造控熱導熱等特點。

圖1 研究區區域構造圖

2.1 熱源與水源

海南島熱泉大多沿構造斷裂帶出露于巖漿巖地區[4]。龍沐灣地熱田位于尖峰—吊羅斷裂帶西南與九所—陵水斷裂帶西北，據以往地熱勘查和資料推斷，地熱田與尖峰—吊羅斷裂帶、九所—陵水斷裂帶及次級破碎帶有直接關系。九所—陵水斷裂帶是海南島大地構造南北分界的界線，其切割深度更是達到地幔，形成了深部熱源儲存和運移的通道。熱源主要來自于地下水深循環和巖漿巖余熱。

熱礦水為深循環基巖裂隙水在研究區外圍東部尖峰嶺山區接受大氣降雨的入滲補給，沿構造斷裂破碎帶向深部滲流，同時在自然水頭壓力作用下向西運動，地下水在下滲過程中，經深循環和接受圍巖的余熱，水溫逐漸升高，經加熱的地下水不斷溶解圍巖礦物成分，使得水中礦物成分、濃度不斷增加。升溫后水的密度變小體積增大，在水頭差和密度差壓力作用下，經次一級構造破碎帶向沿海新近系盆地徑流，補給松散層孔隙承壓水。

2.2 熱儲層

根據含水層巖性特征，龍沐灣地熱田熱儲層分2類：層狀熱儲和帶狀熱儲。據鉆孔揭露情況，層狀熱儲頂板埋深一般110～214m，厚度11.7～50.7m，巖性為灰色、灰綠色的中粗砂、粘土質砂、砂礫質粘性土，透水性好，為區內主要層狀熱儲層；帶狀熱儲頂板埋深一般155～302m，由北東向南西埋藏逐漸變深，巖性主要為花崗巖，基巖裂隙各向異性強烈，受此影響，含水段富水性差異大。根據施工3口地熱鉆孔，出水口溫度達32℃～42℃，屬低溫地熱資源。

2.3 蓋層

熱儲蓋層是覆蓋在熱儲層之上的新近系望樓港組（N2w）和第四系的粘土、粉質粘土。蓋層厚度為115～165m，平均厚度約141m。蓋層厚度大，隔水性好，導熱性差，保溫性能好，是熱儲體的良好蓋層。

3 地熱田地熱特征

3.1 電阻率特征

電測深是利用地層巖性電阻率之間的差異性來劃分地層和地質構造[5]。通過對鉆孔的測井資料分析：

研究區砂土平均視電阻率一般在50Ω·m以下，破碎花崗巖平均視電阻率一般在200～300Ω·m之間，較完整巖層平均視電阻率高達600Ω·m以上。各種地層的數值變化范圍都較小，但還是具有一定差異。整體來看，電阻率和顆粒大小有關，一般顆粒越粗電阻率越大，一般呈現礫質粘性土大于砂質粘性土。巖石層相對于砂土層、粘土層，電阻率值較高，其電阻率的大小與完整程度有關，強風化時，其視電阻率也會較低。某些相鄰地層粒度、分選、泥質含量等差別很小，它們物性差異不大或物性逐漸過渡，在測井曲線上變化不明顯。