淺析福建與臺灣海峽深部高溫巖體地熱異常地質響應

莊慶祥 莊公勛 鄭霜高 姜兆鈞

（1 福建省能源研究會 福建福州 350001 2 漳州市老科技工作者協會 福建漳州 363000 3 福建省祥和地熱開發有限公司院士專家工作站 福建漳州 363000）

研究區地下3 km～10 km 段中的干熱巖熱儲主要是大面積高熱導率、大生熱率的各期次花崗巖，但由于花崗巖熱儲介質的不均勻性、各向異性、非線性的特性，干熱巖熱儲熱流運移規律決定著地下深部干熱巖地熱資源分布極不均勻。熱流運移規律決定了干熱巖地熱資源一般會高度集中于具鏡像倒影特征的地塹式負地形的活裂谷中，如臺灣海峽沉降帶、沿海的海灣平原、河口平原、大型斷陷盆地和西部內陸山區的小型、中小型斷陷山間盆地等的地下。

1 臺灣海峽沉降帶地熱異常地質響應

臺灣海峽形成于新生代早期，沉降帶面積10 余萬km2。新生代以來，臺灣海峽沉降帶最大沉降幅度近10 km，一般2 km～5 km，新構造斷裂與巖漿活動十分劇烈，大、中、小淺源地震頻繁不斷。沉降帶內上地殼內巖漿房低速熱源體星羅棋布，巨厚的新生代碎屑巖蓋層保溫性能極佳，地殼內能量釋放以地震能釋放為主，加上海水淹沒和尚未開展深層勘查與礦產資源開采，至今沒有溫泉、地熱孔資料。但海峽內石油化學勘查調查資料查明沉降帶蓋層內蘊藏的油氣資源為熱解成因［3］，有別于我國其他地區油氣田的生物化學分解成因，結合地震、地球物理、活動裂谷地形地貌、新生代火山與巖漿強烈活動、新構造活動深大斷裂裂通、熱源、熱儲、熱蓋等干熱巖關鍵地質問題的綜合分析研究，判斷出臺灣海峽沉降帶在其兩側第四系新構造活動斷裂夾持下，深部熱物質上涌、運移等活動十分劇烈。油氣熱解成因表明深部高溫巖體地熱異常地質響應十分劇烈，地下3 km～10 km 段干熱巖熱儲溫度可能會高達300 ℃以上，超高溫、高壓純蒸氣干熱巖地熱資源會十分豐富，可能是中國第一個純蒸氣的過熱（273 ℃以上）高溫高產地熱田。第二、三空間幔源多金屬、稀有、稀土、放射性礦產資源和第一空間的油氣、煤等礦產資源可能會非常豐富，綜合開發利用潛力無限，有望成為我國乃至全球不可多得的大型聚寶盆。此判斷結論還可從臺灣島西岸新竹油田勘探岸上鉆孔平均地溫梯度2 ℃/100 m，進入臺灣海峽東部近岸處石油勘探孔平均地溫梯度達4 ℃/100 m 之多佐證。據珠江口石油勘探和臺灣海峽東部石油勘探資料，均揭露有中、新生代高溫花崗巖熱儲體和基性、超基性火山變質巖體，與臺灣海峽深部高溫巖體的地震異常劇烈地質響應、火山與巖漿異常劇烈地質響應、成巖、成礦異常地質響應、地形地貌反差異常劇烈地質響應及殼幔地球物理、地球化學劇烈異常地質響應等吻合一致。由此可見臺灣海峽沉降帶新生代以來，新構造斷裂裂通發育，活動劇烈，大、強地震頻繁，小微地震頻繁不斷，油氣資源熱解成因證據充分，形成一條臺灣海峽新生代沉降帶深部高溫巖體地熱異常劇烈的地質響應完整的證據鏈條。

2 閩臺梯級過渡帶地熱異常地質響應

閩臺梯級過渡帶內陸地面積約55 000 km2，占全省陸地總面積的44.5%，出露溫泉158 個，溫泉星羅棋布，占全省溫泉總數217 個的72.86%；天然溫泉最高水溫91.5 ℃，其中≥60 ℃的熱泉61 個，占全省熱泉84 個的72.62%。天然溫泉最高水溫91.5 ℃，淺層地熱水孔口最高水溫105 ℃～122.4 ℃（漳州熱田工人療養院詳查孔孔深99 m，孔底溫度121.5 ℃，孔口水溫105 ℃；漳州五中ZK2 開采孔孔深199 m，孔口水溫122.4 ℃，估計孔內最高溫度可達140 ℃）［1-4］。漳州熱田中心、福州熱田中心、廈門杏林熱田中心500 m 深度淺層熱儲溫度均大于100 ℃，熱田規模大、水溫最高、水量最大。

閩臺梯級過渡帶西部裸露大面積火山巖，厚達1 km～2 km，保溫性能良好，溫泉、熱泉主要出露在沿深大斷裂侵入花崗巖分布的山間斷陷盆地中，地下3 km～10 km 干熱巖往往有巖漿房低速熱源體和高導、低阻、弱磁花崗巖熱儲體分布地熱能。除以溫泉、熱泉釋放外，還側向補給東部地區。中高溫、高溫地熱資源豐富，干熱巖地熱潛能巨大，第二、三空間幔源多金屬、稀有、稀土、放射性等礦產資源可能會很豐富，綜合開發利用潛力大。

閩臺梯級過渡帶東部裸露大面積的燕山期花崗巖熱儲，火山巖、第四系碎屑巖蓋層分布面積小，厚度薄，保溫性差，以熱泉為主的溫泉星羅棋布，但干熱巖地熱資源分布極不均勻，多富集于有眾多巖漿房低速熱源體和高導低阻弱磁高溫干熱巖熱儲體分布的地塹式海灣平原、河口平原、大型斷陷盆地中。該構造單元獲得東側鄰區臺灣海峽沉降帶和西鄰閩臺梯級過渡帶西部干熱巖熱儲、熱源體熱能的源源不斷補給，成為地熱能的集中排泄帶。高溫、中高溫干熱巖地熱資源豐富，干熱巖熱潛能巨大，第二、三空間幔源多金屬、稀有金屬、稀土等礦產資源可能也會很豐富，綜合開發利用潛力很大［2］。

3 閩臺梯級過渡帶溫泉分布規律

3.1 東西向溫泉分布規律

自西往東分別是北東向福安－南靖斷裂地熱異常帶（過渡帶西部）、北東向長樂－詔安斷裂異常帶（過渡帶東部）。

（1）福安-南靖斷裂地熱異常帶。面積約23 500 km2，占整個過渡帶總面積5 500 km2的40%，溫泉60 個，占整個過渡帶溫泉總數158 個的37.97%，其中熱泉23 個，占整個過渡帶熱泉總數61 個的37.7%。

（2）長樂-詔安斷裂地熱異常帶。面積約33 500 km2，占整個過渡帶總面積的60%，溫泉984 個，占整個過渡帶溫泉總數的62.03%，其中熱泉38 個，占整個過渡帶熱泉總數的62.3%。

3.2 南北向溫泉分布規律

（1）過渡帶北部斷塊（寧德市）。溫泉分布主要受三都澳北西向斷裂帶的控制，面積13 500 km2，占過渡帶陸地面積55 000 km2的24.55%，溫泉1 個，占過渡帶溫泉總數的0.63%，無熱泉出露。

（2）過渡帶中部斷塊（包括福州、莆田2 市）。溫泉分布主要分別受北西向閩江下游斷裂帶和木蘭溪下游斷裂帶的控制。面積16 280 km2，占過渡帶總面積的33.6%。溫泉39 個，占過渡帶溫泉總數的24.68%，熱泉9 個，占過渡帶熱泉總數的14.75%。

（3）過渡帶南部斷塊規律（包括泉州、廈門、漳州3 市）。溫泉分布主要受北西向的九龍江下游斷裂和北西向晉江下游斷裂的控制。面積24 600 km2，占過渡帶總面積的43.16%，溫泉119 個，占過渡帶溫泉總數的75.32%，熱泉52 個，占過渡帶熱泉總數的85.25%。

由此可見，閩臺梯級過渡帶自西往東、由北向南深部高溫巖體淺層地熱異常地質響應強度增強趨勢十分顯著。

4 福建西部內陸地熱異常地質響應

4.1 閩西北隆起區（包括南平市和寧德市的西部一部分）

位于福建西北部，面積約30 000 km2，占全省陸地面積24.19%，溫泉4 個，占全省溫泉的1.84%，全是30 ℃～40 ℃的低溫溫泉。干熱巖地熱潛能中等，低溫、中低溫干熱巖地熱資源豐富，第二、三空間多金屬、稀有金屬、稀土、放射性等幔源礦產資源較豐富，有一定綜合開發利用價值。

4.2 閩西南拗陷區（包括三明、龍巖2 市）

面積約40 000 km2，占全省陸地總面積的32.26%，溫泉65 個，占全省溫泉點數的29.96%，熱泉17 個，占全省陸地熱泉總數的21.79%，大于80 ℃的熱泉3 處，占全省陸地大于80 ℃熱泉總數的18.75%。該拗陷區中、新生代斷陷山間盆地下地殼中往往有二層低速巖漿房熱源體，新構造斷裂熱通發育、活動強烈，干熱巖熱蓋厚度適中，深部熱物質上涌、運移、分異、變異、活動（能量）和深部高溫巖體地熱異常地質響應強烈，中溫、中高溫干熱巖地熱資源豐富，第二、三空間多金屬、稀有金屬、稀土、放射性等幔源礦產資源和煤炭等殼源礦產資源豐富，具較高的綜合開發利用價值。

5 結語

閩西北隆起區深部熱物質活動與深部高溫巖體地熱異常地質響應強度最弱；閩西南拗陷區深部熱物質活動與深部高溫巖體地熱異常地質響應強度較強烈；閩臺梯級過渡帶深部熱物質活動與深部高溫巖體地熱異常地質響應強度強烈；臺灣海峽沉降帶深部熱物質活動與深部高溫巖體地熱異常地質響應最劇烈。昭示研究區深部熱物質上涌、運移、調整、分異、變異、交換（能量）活動與深部高溫巖體地熱異常地質響應強度自西往東、由北向南梯度增強趨勢十分明顯。