云南蒙自壩區地熱地質條件及熱儲特征羅成;賀強【摘要】研究區內沉積較厚的新近系砂泥巖、三疊系碳酸鹽巖層，未見地熱異常現象，但周邊局部地區沿斷裂附近有溫泉出露.采用鉆探手段探查蒙自壩區內地熱地質特征,對壩區地熱地質條件、熱儲賦存特征進行分析研究.結果表明:區內三疊系個舊組、永寧鎮組為兩個熱儲含水層，壩區東西兩側分布近南北向通海-個舊、蒙自-屏邊區域性斷裂為導熱通道，熱水化學類型HCO3-Ca型，水中F-、Sr元素含量較高，為具有醫療價值熱礦水;壩區賦存中低溫對流型地熱資源熱礦水.【期刊名稱】《中國煤炭地質》【年(卷)，期】2018(030)002【總頁數】4頁(P64-67)【關鍵詞】地熱異常;導熱通道;熱源;成因模式【作者】羅成;賀強【作者單位】中國煤炭地質總局第四水文地質隊，河北邯鄲056001;中國煤炭地質總局，北京豐臺100040【正文語種】中文【中圖分類】P641.50引言云南省是我國地熱資源豐富的省份之一，大地熱流值總體趨勢西高東低。蒙自壩區位于滇東斷陷盆地，是紅河哈尼族彝族自治州首府，也是滇南中心城市核心區。本文對蒙自地熱的研究和開發將會對蒙自市旅游經濟發展起到助力作用，同時彌補該區深部地熱空白。據調查，研究區內未見溫泉出露。在研究區外的倘甸、開遠地區沿構造帶附近有熱泉出露，出露層位為三疊系中統個舊組一段(T2g1)，泉水溫度24~50°C，流量100~300m3/d，大部為F型熱礦水，但這些溫泉沒有系統地、有規劃地開發利用。1區域地質背景1.1構造蒙自壩區位于蒙自-屏邊斷裂及通海-個舊斷裂的交匯帶(圖1),屬于華南褶皺系(H)滇南褶皺帶文山-富寧褶皺束的薄竹山淺褶構造體系。其中通海-個舊斷裂帶分布壩區西部，為一系列向南突出的弧形斷裂，即云南〃山”字型構造的前弧地帶，也是研究區主要區域性斷裂。蒙自-屏邊斷裂北西向穿越研究區，具雙重性深大斷裂；據前人資料，該斷裂受喜馬拉雅山造山運動影響，主要表現為剪性走滑斷裂特征，薄竹山褶皺三疊紀時期為一隆起，為拱褶構造單元。各體系構造運動強烈，均具有繼承和多期復合的特點。1.2地層本區地層由老至新依次有：元古界(Pt)，古生界寒武系(U)、奧陶系(O)、泥盆系(D)、石炭系(。、二疊系(P)，中生界三疊系(T)，新生界新近系(N)和第四系(Q)。其中，壩區內沉積厚度較大的新近系含煤地層未進行開采。壩區周邊大面積出露三疊系中統個舊組(T2g)，巖性為厚層狀灰、灰白色石灰巖；局部出露下統永寧鎮組厚層狀灰黑色石灰巖、白云質灰巖。圖1區域地質Figure1Regionalgeologicalmap1.3水文地質1.3.1含水層區內含水層劃分為松散巖類孔隙裂隙含水層、碳酸鹽巖巖溶裂隙含水層兩大類。松散巖類孔隙裂隙含水層。主要由洪積-湖積鈣華層、砂卵石、砂礫石等組成，結構松散，孔隙較發育，賦存孔隙潛水，單位涌水量0.132~0.938L/(s?m),富水性中等。碳酸鹽巖類巖溶裂隙含水層，包括三疊系中統個舊組巖溶裂隙承壓含水層、下統永寧鎮組巖溶裂隙承壓含水層。個舊組巖溶裂隙承壓含水層由中厚層狀細晶石灰巖組成，地表大面積出露，且沉積厚度大，巖溶強烈發育，局部地區形成暗河，單位涌水量0.149~0.162L/(s?m),富水性中等，排泄區地段富水性較強，水化學類型HCO3-Ca型。下統永寧鎮組巖溶裂隙承壓含水層由灰黑色、厚層狀微晶石灰巖、白云質灰巖組成，地表局部出露，巖溶發育，表現形式為巖溶洼地、巖溶漏斗等巖溶景觀，富水性中等，水化學類型HCO3-Ca型。1.3.2隔水層區內主要隔水層為新近系(N),巖性由泥巖、鈣質泥巖夾煤層及砂礫石層組成，巖層整體結構致密、透水性差，沉積穩定，厚度350~100m，具有隔水保溫性強的特點。2地熱地質條件分析2.1地熱異常的基本情況據云南熱流分布概況分析，研究區屬于滇東南右江塊隆低熱流區，熱流值大多<50mW/m2，相對穩定。但研究區西部通海-個舊斷裂帶附近有溫泉出露，熱水來自深層地下熱水，經測算，地溫梯度值>30C/100m,屬非正常地熱增溫率。2.2熱儲層2017年1月~7月，中國煤炭地質總局第四水文地質隊在研究區施工了探采井，將研究區劃分為兩個熱儲層。第一熱儲層段：個舊組一段(T2g1)灰白色石灰巖，巖溶裂隙發育，鉆進中出現全井漏失，最大漏失量10m3/h左右，埋藏深度2085~2237m，厚度152m，熱水溫度48.5~51.7°C。第二熱儲層段：永寧鎮組(T1y),灰黑色石灰巖，埋藏深度2245~2893m，厚度648m，熱水溫度51.9~62.8C,為主要熱儲含水層。主要熱儲層由一套灰-灰黑色厚層狀石灰巖組成，巖溶裂隙發育。據抽水試驗資料，井口出水溫度47.5C，單位涌水量0.162~0.1789L/(s?m)。計算熱導率平均3.023W/(m?k)，地熱增溫率2.1C/100m。2017年8月，水樣在云南地質工程勘察設計研究院測試研究所檢測：水化學類型為HCO3—Ca型，pH值7.5~7.8，礦化度520~560mg/L,總硬度為240.53~262.37mg/L,氟含量1.50~1.68mg/L,達到醫療價值濃度標準，鍶離子含量9.28~10.89mg/L,為良好的理療鍶型熱礦水。2.3蓋層根據勘探資料，區內沉積有厚度大的新近系(N)泥巖、鈣質泥巖夾煤層，厚度約706.20m，施工過程中沖洗液消耗量不明顯，僅0.1~0.2m3/h，透水性差，具有相對隔水和保溫作用，為良好熱儲蓋層。2.4導熱通道蒙自壩區周邊斷裂構造十分發育，研究區主要控熱構造主要有蒙自-屏邊斷裂、通海-個舊斷裂。壩區東部蒙自-屏邊斷裂規模較大，長約70km，影響帶5~10m,傾向SW，傾角40°~60°，且具有雙重性，對溝通深部熱源起到了至關重要的作用；西部發育通海-個舊構造斷裂帶，長約100km，斷裂活動性較強，導致次生斷裂十分發育，由于受后期多次構造運動的影響，反復繼承和復活，具有多期活動特征，既溝通了深部熱源，也為地下水深循環并在沿途吸收深部傳導上來的熱量，然后在水壓差、密度差作用下向上運移提供了必要的通道，起到了導熱導水的作用。3地熱系統成因模式3.1熱源從大地構造角度分析，研究區屬于華南褶皺系(E滇南褶皺帶文山-富寧褶皺束的薄竹山淺褶構造體系。鉆井資料顯示，壩區內地層主要為碎屑巖、碳酸鹽巖，蓋層段井深320~1500m，地熱增溫率1.UC/100m;1500-2000m，地熱增溫率(1.0~1.5)C/100m;熱儲層段井深2000~3000m，地熱增溫率(1.2~2.1)C/100m。研究區地熱增溫率隨地層的埋深增大而增大，隨熱儲層段富水性的增強而減小。分析認為，本區地熱源通過構造控制來自地球轉運熱，作為地球內部主導熱源。研究區兩側大氣降水分別沿蒙自-屏邊斷裂、通海-個舊斷裂以及斷裂影響帶入滲補給，順構造影響形成溶隙裂隙通道由上而下，向深部緩慢徑流并不斷吸取周圍巖體熱量加熱，依靠正常的地熱增溫對巖溶水加熱，從而形成熱水，且上覆巨厚的新近系蓋層起到保溫隔熱作用。3.2成因模式蒙自壩區地熱系統的成因模式可概括為：大氣降水在壩區東、西部山區碳酸鹽巖巖溶含水層補給區向下入滲，以垂直滲流或水平徑流側向補給以及部分越流形式向壩區方向運移進入熱田，在東、西部蒙自-屏邊斷裂及通海-個舊斷裂破碎帶深部熱源作用，地下水深部熱交換，隨循環深度增大而不斷從巖石中獲取熱量逐步加熱，形成中低溫對流型熱水。熱水在封閉的三疊系個舊組一段(T2g1)、永寧鎮組(T1y)含水層溶隙中進行水平、垂向運動。研究區內熱儲含水層地下水總體由南向北徑流(圖2)。4地熱能的開發利用及保護4.1熱水開發對地質環境影響經調查，研究區內未發生過地質災害。結合該區地質地貌條件和地下水開發利用情況，認為當開采熱水深度達2000m時，地質環境受地熱井開采的影響較小。4.2熱廢水排放對環境影響探采井出水溫度47.5°C，通過輸水管道及利用系統后，如洗浴，棄水溫度一般不高于35C,棄水排放至地下管道和其它污水混流，從而達到了降低溫度的效果，因此余熱對環境不會造成明顯影響。經水質檢測，探采井水質各項指標檢測值均小于允許排放標準，棄水排放不會對環境產生不良影響。4.3地下熱水保護地熱資源為新型清潔環保能源，具有投資少，見效快的特點，但也屬于消耗型能源，因此，在開發利用過程中應有計劃、有限制地開采，合理布局，同時做好水位、水溫監測工作，要遵循〃開源與節流并舉”和〃開發與保護并舉”的方針，避免開采量過大造成水位下降過快，以致縮短水井使用壽命，建議其尾水在進行適當處理后可用于養殖、種植等方面。5結論1） 蒙自壩區地熱為中低溫對流型地熱系統。壩區內三疊系碳酸鹽巖巖溶含水層蘊藏豐富中低溫地熱資源，氟含量較高，達到具有醫療價值濃度，且地下水中礦物質鍶含量較高，為鍶型熱礦水。2） 對蒙自壩區地熱研究將對蒙自市經濟發展產生巨大經濟效益及社會效益，地熱資源雖屬可再生資源，在開發利用過程中也應有科學規劃，合理適度開采。圖2蒙自壩區地熱成因模式Figure2Mengzibasinareageothermalgeneticmodel參考文獻：中華人發共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T11615-2010地熱資源地質勘查規范：GB/T11615-2010[S].北京：中國標準出版社，2010.付在林.嵩山地區地熱地質特征及成因分析[J].能源技術與管理2010，(2):107109.程先峰，徐世光，張世濤，等.云南省安寧溫泉地熱地質特征及成因模式[M].水文地質工程地質.2008，⑸:128.汪集旸，熊亮萍，龐忠和，等.中低溫對流型地熱系統[M].北京：科學出版社.1993：1-10.劉紅戰，張小凌，姚明波，等.云南石林盆地地熱地質特征及成因分析[J].東華理工大學學報.2014，(37)69-74.姚六三，李慶仁，馬文華，等.云南地熱地質特征[J].云南地質.1983，(2):47-56.汪緝安，徐青，張文仁，