吉安斷陷盆地東部邊緣地熱資源開發潛力分析

張 旭

（江西省地質局第九地質大隊，江西 吉安 343000）

吉安斷陷盆地地層結構相對簡單，主要由震旦系老虎塘組（Z2l）、寒武系牛角河組下段（?0-1n1）、石炭系梓山組（C1z）、白堊系蓮荷組（K2l）和第四系全新世聯圩組（Qh1-2l）組成。經物探分析，白堊紀下部地層由二疊系馬平組（P1m）灰巖構成。研究區地表為松散的沉積巖，熱導率較低，它是熱能儲存的理想蓋層，在很大程度上保存熱量[1-3]。下部廣泛發育灰巖與砂巖，存在較多的裂隙，其熱導率高于地表且低于深部巖體，密集分布的節理裂隙為地下水的富集遷移提供條件[4-7]，同時增大巖石的比熱容，使之成為優秀的熱能儲層。深部大規模分布高熱導率、低比熱容的巖石，加之研究區內延伸至巖石圈的富田斷裂，使得深部巖體與深大斷裂共同構成研究區潛在地熱資源的熱能傳遞通道[8-10]，為熱儲層提供源源不斷的熱能。

1 區域地質背景

研究區主要構造有斷陷盆地及斷裂構造，斷陷盆地為富田向斜盆地，斷裂構造主要為富田斷裂，如圖1所示。主斷裂位于研究區的東南側，區內延長約為5 km，它是江西省遂川-德興深大斷裂的中南段，也是由一系列東北向壓性或壓扭性斷裂組成的巨大斷裂帶。斷裂帶硅化破碎片理化、擠壓扁豆體均較發育，斷裂經過部位的莫霍面受到切割[11-13]。局部寬度為250～300 m。研究區內傾向西北，傾角為60°～70°，該斷裂控制中生代紅色盆地的形成和沉積。此外，江西省內沿斷裂方向有數處溫泉。由于地表植被及殘坡積層覆蓋，野外調查未發現地表出露該斷裂。根據區域水文地質調查，沿遂川-德興深大斷裂出露較多地熱泉點，本研究以吉安市青原區湖丘溫泉為參照，分析湖丘地熱富集區的地質構造。

圖1 研究區地質簡圖

2 工作方法

2.1 資料收集

研究區內已開展區域地質調查，區域地質條件已基本查明。研究區外北側已發現湖丘溫泉，該溫泉熱田為一帶狀小型低溫地熱田，地熱水可開采資源量為2 465.28 m3/d，溫度為26.0～27.5 ℃。地熱水年開采累計可利用的熱能為7.74×107MJ，與之相當的節煤量為1 798.17 t/a。湖丘溫泉地熱水為低礦化度的重碳酸鈣鎂型淡水，無色、透明。研究區地熱水礦化度低，無污染，可作為生活飲用水、農業灌溉用水和漁業用水，屬于半腐蝕性水，鍋垢少，其熱儲地層為石炭系灰巖[14-15]。以往的地質調查工作為本次吉安斷陷盆地東部邊緣地熱資源開發潛力分析提供基礎地質資料。

2.2 野外地質調查

本次野外地質調查充分收集前人資料，將地形圖、地質圖等作為調查手圖，采用垂直構造線穿越法和沿構造方向追索法相結合的調查方法[16-18]。野外地質調查范圍以申請變更后的調查范圍為重點。本次調查將研究區各類巖石的分布與巖性，第四系的巖性與厚度，斷裂帶及節理裂隙的分布、傾向、傾角與性質，泉點、山塘、民井、溪流點的水位、水溫、水量及水文地質條件等作為重點[19-20]，野外地質調查用全球移動定位系統上圖。取得的資料基本反映研究區地熱地質條件，調查范圍、調查內容、調查精度和控制程度符合相關規范要求，可為下一步地熱勘查提供基礎依據。原始調查資料均進行自檢、互檢、抽檢等，確保質量可靠。本次野外地質調查實際完成40.14 km2，工作完成率為100%，調查點共有170 個。其中，泉點有4 個（上升泉2 個，下降泉2 個），民井點有13 個，山塘和水庫有15 個，地表水體點有21 個，地質點有117 個。

3 綜合成果

根據已有地質資料和野外地質調查，基本查明調查區地層巖性，主要出露有震旦系老虎塘組板巖、硅質巖，寒武系牛角河組下段石英砂巖、凝灰質石英砂巖夾粉砂質板巖和炭質板巖，石炭系梓山組礫粉砂質泥巖夾薄層狀泥巖，白堊系蓮荷組礫巖、砂礫巖夾砂巖、粉砂巖以及第四系全新世聯圩組亞黏土、砂礫層。經水文地質調查，調查區內出露的坑塘、泉點和民井點溫度均為正常溫度，地表無地熱異常點。根據已有地質資料和野外地質調查，研究區在構造上位于華南褶皺系贛中南褶隆贛西南拗陷之吉安凹陷區遂川-德興深大斷裂的中南段。主要構造有斷陷盆地及斷裂構造，斷陷盆地為富田向斜盆地，斷裂構造主要為富田斷裂。

通過物探手段，基本查明調查區斷裂、巖層厚度、斷裂富水性等情況。調查區內存在3 條推斷斷裂，其中遂川-德興深大斷裂是勘查區最主要的斷裂，該斷裂傾向西北，傾角約為70°，地表延伸較長，性質為壓扭性斷層，沿傾向向深部延伸1 km 以上，切穿勘查區內所有含水層位，它是一條富水斷裂，表現出較好的導熱儲熱性，具有一定的開發前景。湖丘溫泉位于研究區北側，經地質構造、地層巖性和水文地質條件對比，研究區具備地熱資源賦存的基本條件。根據熱源調查，斷裂與深部地層交匯部位的低阻帶或相對低阻區段是可能的地熱含水單元。

4 結論

吉安斷陷盆地東部邊緣具備地熱資源賦存的基本構造條件。表層新中生代地層具有高比熱容、低熱導率的特性，可以起到保溫作用；古生代地層比熱容與熱導率均較高，可以作為地熱資源的儲層；元古代以來的地層熱導率極高，比熱容較低，它是理想的導熱介質。富田斷裂既是熱水循環通道，又提供熱源補給，使其具備較好的熱源條件。鄰區廣泛分布的地熱資源從側面證明研究區可能存在地熱資源。對照隆起斷裂對流型和斷陷盆地傳導型兩種地熱資源的主要特征，判斷研究區分布有斷陷盆地傳導型地熱資源。經分析，研究區北側、東側低山丘陵區的降水、溪溝水及花巖水庫內水沿裂隙向深部滲流，再匯聚于斷裂帶，并進行深循環，在深循環過程中，因自然增溫，水溫不斷上升，受斷裂控制，研究區中部和斷裂帶附近形成地熱水。根據地質調查，確定研究區內地熱賦存遠景區，推斷斷裂交匯地帶熱源條件充足，地熱資源開發潛力較大。