江蘇省地熱資源分布規律

1. 江蘇省地形地貌特征
  地處中國大陸東部沿海地區中部，長(cháng)江、淮河下游，東瀕黃海，北接山東，西連安徽，東南與上海、浙江接壤，是長(cháng)江三角洲地區的重要組成部分。地跨東經(jīng)116°18′～121°57′，北緯30°45′～35°20′。內陸面積10.26萬(wàn)平方千米，占中國土地總面積的1.06%。長(cháng)江橫貫東西425千米，京杭大運河縱貫南北718千米，海岸線(xiàn)長(cháng)954千米。

  江蘇地形以平原為主，平原面積7萬(wàn)多平方公里，占江蘇省面積的70%以上，比例居中國各省首位，主要由蘇北平原、黃淮平原、江淮平原、濱海平原、長(cháng)江三角洲平原組成。江蘇地勢低平，河湖較多，平原、水面所占比例占江蘇省的90%以上，比例仍居中國各省首位，這是江蘇的地理特點(diǎn)。

  2. 江蘇省區域構造概況
  江蘇省位于中國東部沿海，地跨華北板塊、蘇膠地塊和揚子板塊三大地質(zhì)構造單元，先后經(jīng)歷加里東、海西、印支、燕山、喜馬拉雅等多期次構造活動(dòng)，其間中國東部舉世矚目的深大斷裂-郯（城）廬（江）大斷裂帶斜貫江蘇西北部。由于大地構造位置的得天獨厚以及南、北碰撞帶復雜的地質(zhì)構造演化歷史，在地球演化的漫長(cháng)地質(zhì)歷史時(shí)期，其地層發(fā)育較為齊全，地質(zhì)構造極其復雜，巖漿活動(dòng)頻繁多樣，礦產(chǎn)資源眾多，由此形成了類(lèi)型豐富且獨特的地質(zhì)遺跡，其中不乏具有全國乃至全球科學(xué)意義并體現地方特色與文化內涵的地質(zhì)遺跡，它們具有較高的科學(xué)研究和觀(guān)賞價(jià)值，在中外地學(xué)界享有很高的聲譽(yù)。

  3. 江蘇地熱資源類(lèi)型及分布特征
  江蘇具備地熱資源所應有“源、通、儲、蓋”的成熱條件?！霸础笔侵?a href="http://keyinmall.com/t/熱源.html" >熱源、水深及水中化學(xué)成分的來(lái)源。江蘇地區地熱資源中熱的來(lái)源主要是地下深處按一定地溫梯區增加的累積熱盤(pán)；水主要是大氣降水；水中化學(xué)成分則是水在深循環(huán)過(guò)程中從圍巖獲得?！巴ā笔侵?a href="http://keyinmall.com/t/地下熱水.html" >地下熱水的運移通道，包括不同方向的斷裂、裂隙等，特別是切割較深的活動(dòng)性斷裂。江蘇境內普遍存在著(zhù)北東-北北東、東西、北西向3組活動(dòng)性斷裂，還發(fā)育著(zhù)一些弧形斷裂?！皟Α笔侵笩崴畠瘜?，江蘇地區無(wú)論是丘陵山區或是平原區，都存在著(zhù)多套較好的儲蓋組合。

  江蘇處于中國東部沿海高熱流地熱異常帶，地熱資源豐富，類(lèi)型繁多，成因復雜，但各類(lèi)地熱資源皆有其特殊的分布規律。

  3.1 溫泉
  江蘇已知溫泉和熱泉露頭僅10余處，主要為連云港東海溫泉、南京江浦溫泉和南京湯山溫泉。

  湯山溫泉主要分布在湯山山體東側的湯山鎮區和西側的侯家塘附近。據資料記載，湯山溫泉原有泉眼7處，1961年泉的自流量為1500m3/d。20世紀70年代以后，根據實(shí)際需要而開(kāi)挖了一些淺井，至1993年，各淺井基本干涸，1994年南京大旱，各淺井都無(wú)地熱水可抽。受湯山短軸背斜核部褶皺與斷裂控制，組成山體的奧陶系-寒武系上統灰巖、白云巖是本區的主要熱儲層位。受斷裂控制，東端跌落，西端下落傾伏，斷裂發(fā)育，既導通深部熱源，又有較好的儲水空間。

  連云港東?？h溫泉位于橫淘鄉湯廟村。20世紀70年代，溫泉地區可見(jiàn)有3個(gè)水溫在44-48℃的自流溫泉，自流量基本穩定在15m3/h。20世紀80年代-90年代后期，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用區內的地熱資源，陸續增打了8眼深井，地下熱水的開(kāi)采規模逐漸增大。目前，年開(kāi)采量達36.2877萬(wàn)m3。泉水出自燕山期花崗巖侵入體（羅莊巖體）的風(fēng)化帶。溫泉區地熱系統是一個(gè)獨立完整的、在燕山晚期二長(cháng)花崗巖巖體中發(fā)育起來(lái)的裂隙保持深循環(huán)對流型地熱系統、溫泉區內的西曉莊-竹墩斷裂是區內延伸遠、切割深的區域性斷裂，具有良好的控熱、控水性。該斷裂在溫泉區，穿過(guò)脆性巖體，形成一定寬度的斷裂破碎帶，該斷裂破碎帶在淺部與北西向斷裂相互交匯，與地表溝通，在局部地區存在地熱異常，在構造破碎帶中心，地熱水溫度較高，向兩側隨著(zhù)混入冷水逐漸增多，地熱水溫逐漸降低。

  湯泉地熱資源位于江浦縣湯泉鎮，地熱泉呈北東東向帶狀分布，東端轉為北東向，長(cháng)約23km，寬約3.5km。湯泉地區共28個(gè)溫泉，4個(gè)熱水孔。其中25℃以上的熱水孔3個(gè)、溫泉27處，主要集中在西南部湯泉陳莊地段，其次是東北部浦鎮地段。湯泉鎮-陳莊地段泉群總流量為6500m3/d。湯泉處于寧鎮隆起西端龍洞山復背斜的北緣和東端，北與滁河中新生代盆地毗鄰，復背斜呈北東東向分布，軸面向南東倒轉，褶皺軸向東傾斜，主要由震旦系組成核部，南翼因斷層斷失且被白堊系覆蓋，北翼受滁河隱伏斷裂影響。復背斜主要由燈影組白云巖、云質(zhì)灰巖和硅質(zhì)巖組成，其上覆寒武紀幕府山組白云質(zhì)灰巖、白云巖、白云質(zhì)灰巖溶洞裂隙發(fā)育，據鉆孔揭露，滁河斷裂帶附近白云巖內尚見(jiàn)角礫巖，上述巖溶裂隙和構造裂隙為地下熱水的賦存提供了熱儲條件。

  3.2地熱能資源
  江蘇四季分明的氣候條件及占全省總面積85%的松散層厚覆蓋區，最適宜于淺層地熱能的開(kāi)發(fā)利用，利用淺層地熱能不僅冬天可以供暖，夏天還可以降溫。

  江蘇是全國地勢最為平坦的省區，低山丘陵面積不足全省總面積的15%。氣候溫和，年降雨量約1000mm。大部分平原地區河湖廣布。第四系和新近紀松散層分布廣泛，厚度大，淺層地下水資源十分豐富，因此，江蘇地下蘊藏著(zhù)豐富的淺層地溫能。江蘇淺層地熱能大至可分為下述6個(gè)區，各區的淺層地熱能的地質(zhì)條件存在明顯的差異。

  （1）黃河沖積平原。分布于豐縣、徐州、睢寧、泗陽(yáng)、漣水、濱海一線(xiàn)，與廢黃河展布一致，主要由于黃河泛濫形成的沖積平原，第四系及新近系松散層厚度40-600m不等，大部分厚度大于100。

  （2）沿海平原。位于東部沿海，呈條帶狀分布，巖性以亞黏土、亞砂土為主，富含碘、氟等鹵族元素，松散層厚度除了北部連云港地區小于40m外，其余皆大于300m，厚度最大的主要位于大豐及海安一帶。

  （3）里下海水網(wǎng)平原。里下河水網(wǎng)平原位于江蘇中部泰州、興化、寶應、建湖一帶，地勢低平，水網(wǎng)發(fā)達，是全省松散堆積最厚的分布區，第四系及新近系總厚度皆逾千米，是開(kāi)展淺層地溫能地質(zhì)條件最好的地區。

  （4）泗洪-盱眙丘崗區。該區位于江蘇中西部洪澤湖周邊，屬于淮河流域。在地勢較高的低山丘崗區，以更新統沖積亞黏土為主，在地勢相對較低的沖溝中，以沖積、沖湖積亞黏土為主，其中，淮河入河口以沖積成因的砂土、亞砂土為主。松散層厚度40-200m不等，山區厚度小于40m，淺層地溫能開(kāi)發(fā)利用條件較差，而平原區一般大于100m，可開(kāi)發(fā)利用淺層地溫能。

  （5）長(cháng)江三角洲平原區。該區位于長(cháng)江兩岸，頂點(diǎn)在儀征附近，北達新通運河，南部以揚中、江陰、常熟、太倉為界，呈喇叭狀向東開(kāi)口，地表出露地層皆為全新世松散堆積層。松散層厚度40-500m不等，長(cháng)江兩岸存在明顯差異，長(cháng)江以南厚度較小，一般50m左右，而長(cháng)江以北大多大于200m。

  （6）太湖平原區。該區位于江蘇境內太湖周邊，常州、無(wú)錫、蘇州市大部分國土劃歸該區，以平原為主，局部為低山丘崗，出露有晚更新世、全新世地層。太湖平原區松散堆積厚度變化較大，一般為100m左右，基巖出露區一般小于40m，最厚地達400m，主要位于昆山地區。

  3.3中淺層地熱水資源
  中淺層地熱水資源是我國勘查與開(kāi)發(fā)利用最廣的地熱資源。據估算，我國深度在2000m以?xún)鹊牡責豳Y源所含熱能相當于2500億噸煤，保守估計可開(kāi)發(fā)其中的500億噸。江蘇已掀起勘查與開(kāi)發(fā)中淺層地熱水的熱潮，全省已完成此類(lèi)型的鉆孔約150多口。根據以往地熱勘查成果，中淺層地熱水資源存在多種成因類(lèi)型，并且各成因類(lèi)型在全省分布具有一定的規律性。

  3.3.1中淺層孔隙型地熱資源
  蘇北盆地屬于裂谷型盆地，地幔上隆、地殼減薄而發(fā)生的斷陷，大地熱流及地溫梯度相對皆較高，有利于松散層的地熱水增溫蓄熱成為地熱資源、蘇北盆地是孔隙型地熱資源主要分布區，地熱資源廣泛發(fā)育于鹽城組地層中，呈層狀產(chǎn)出，該地層主要為由粗碎屑物質(zhì)組成的高孔隙度和高滲透性的儲集層和由細粒物質(zhì)組成的阻隔層，儲集層主要為砂礫層，阻隔層主要為黏土層（并起著(zhù)隔熱保溫作用）。局部地區在附加熱源的作用下，存在地溫異常，該處新近紀地層中富存的地下水，也具有較高溫度，且埋藏深度小，屬于松散巖類(lèi)孔隙水，主要分布于盆地邊緣，如小洋口地區（江蘇省地質(zhì)調查研究院，2011）、寶應地區及鹽城市區皆屬于此種類(lèi)型。

  3.3.2構造裂隙型地熱資源
  嚴格受“源、通、儲、蓋（條件控制，熱源主要為自然增溫，構造是該類(lèi)型地熱發(fā)育的先決條件，碳酸鹽巖是最理想的儲層，當然泥質(zhì)含量較少的脆性地層亦可作為地熱儲層，另外要有一定厚度的蓋層（熱傳導率低的地層）才能保證地熱資源的溫度。寧鎮構造隆起區、蘇北盆地南北兩側、建湖隆起及郯廬斷裂帶是孔隙型地熱資源發(fā)育的遠景區。地熱資源沿斷裂呈帶狀分布，主要受北西向張性斷裂構造控制。

  3.3.3古構造面巖溶型地熱資源
  該類(lèi)型的地熱資源斷裂構造控制不明顯，屬于古巖溶，與近代斷裂構造關(guān)系不甚明顯，而在目前的地熱勘查過(guò)程中，幾乎所有的地熱井都是與斷裂構造有關(guān)，因此，很難總結該類(lèi)型地熱資源分布規律，有待進(jìn)一步研究。

  3.3.4 中淺層對流型地熱資源
  該類(lèi)型地熱水因受地下水循環(huán)動(dòng)力條件限制，末能出露地表成為溫泉。經(jīng)研究，老子山地熱、寶應地熱及小洋口地熱成因明顯屬于該類(lèi)型，盱眙2號地熱井、圌山地熱井及臨淮地熱井成因比較復雜，很可能也屬于對流型地熱，或者以對流型為主。從對流型地熱資源分布規律看，其與規模較大的深大斷裂關(guān)系比較密切。如小洋口熱井與金壇-如皋斷裂有關(guān)，老子山地熱與盱眙2號地熱井皆分布于北東向漁溝-桂五斷裂帶，鎮江新區圌山地熱井北西向姚橋-大路斷裂控制，泗洪縣臨淮地熱井發(fā)育于淮（陰）-響（水）斷裂帶，丹陽(yáng)胡橋地熱井位于北西向建山-丹徒斷裂帶。

  3.4 深層干熱巖型地熱資源
  江蘇處于中國東部沿海高熱流地熱異常區，其成因與太平洋板塊對歐亞板塊的俯沖作用有關(guān)，是與俯沖帶有關(guān)的軟流圈上拱的結果。蘇北盆地又是江蘇高熱流分布區，大地熱流值大于70MW/m2，平均地溫梯度30℃，局部地溫梯度大于40℃/km，主要分布于建湖隆起南側凹陷區寶應、鹽城市區至大豐以北一線(xiàn)，溱潼凹陷及秦州凸起局部也有大于40℃/km的地溫異常區。因此，寶應、鹽城市區至大豐以北，溱潼凹陷及秦州凸起具有開(kāi)發(fā)干熱巖地溫能的前景，4-5km的深度地溫有望大于200℃。

  圖1    江蘇地熱異常帶分布示意圖
  注：1-地熱異常及編號；2-地熱異常帶和編號