湖南岳陽(yáng)公田地熱資源分布規律

地熱資源是一種綠色低碳可再生的清潔型新能源，湖南缺煤、少氣、無(wú)油，加快推進(jìn)開(kāi)發(fā)利用地熱資源可有效緩解能源短缺的局面。在湖南岳陽(yáng)縣公田地區進(jìn)行地下熱水可行性勘查時(shí)施工鉆孔3個(gè)，均鉆遇地下熱水，水溫穩定于22.1～32.7 ℃,屬低溫地熱資源。

地質(zhì)概況

研究區位于湖南岳陽(yáng)縣東部幕阜山脈與汨羅凹陷盆地的交界部位[地質(zhì)構造控制，總體上為東高西低，北部的花崗巖丘陵高，西部、中部的碎屑巖盆地低。沙港河自北東往南西流經(jīng)整個(gè)研究區。

地層巖性特征

研究區內出露有中生界白堊系上統(K2)、新生界第四系全新統(Q4)地層及燕山期巖漿巖(γ5)。白堊系地層分布于研究區西北部，以公田斷裂(F1)為界，位于斷裂北西(上盤(pán)),巖性以紫紅色、灰白色砂礫巖為主，在研究區內與下伏巖漿巖為斷層接觸。第四系(Q4)分布于沙港河及其支流沿岸，上部為黏質(zhì)砂土，下部為含礫石砂層。巖漿巖分布于研究區東南部及外東側大部區域，位于公田斷裂(F1)南東(下盤(pán)),屬于幕阜山巖體，呈巖基狀產(chǎn)出，產(chǎn)出時(shí)代為燕山期，同位素年齡為142～160 Ma, 巖性主要為中細粒斑狀二云母二長(cháng)花崗巖、細粒黑云母二長(cháng)花崗巖。

圖1 公田地區區域地質(zhì)圖

地質(zhì)構造

研究區位于新華夏系第二復式沉降地帶內洞庭—邵陽(yáng)坳陷帶汨羅凹陷與湘東褶斷帶幕阜山銅盆寺新華夏系隆起帶的構造耦合位置，地殼升降運動(dòng)、斷裂構造活動(dòng)頻繁。主要構造為北東向區域性斷裂公田斷裂(F1)及北西向斷裂(F2)。

公田斷裂(F1)由北東至南西貫穿整個(gè)研究區，斷層具先壓后張性質(zhì)，總體傾向北西，傾向280°～345°,傾角40°～60°。其上盤(pán)為白堊系砂礫巖，下盤(pán)為燕山期花崗巖。斷層破碎帶為硅化巖、硅化花崗巖。硅化程度隨構造作用強烈程度的不同而呈現差異，隨著(zhù)遠離斷裂活動(dòng)面的距離加大，構造作用影響程度逐漸減弱，硅化程度亦逐漸降低。根據ZK1孔鉆探揭露，硅化帶硅化程度呈漸變特點(diǎn)。

水文地質(zhì)特征

地下水類(lèi)型及其富水性特征

根據對研究區地質(zhì)背景綜合分析，區內地熱資源的地下水類(lèi)型屬構造裂隙水。公田斷裂(F1)構造破碎硅化巖帶裂隙發(fā)育，是區內主要含水層，含較豐富構造裂隙水，但其富水特征受構造控制。公田斷裂(F1)與F2交匯部位裂隙最為發(fā)育，是本區水資源相對富集的地帶。對鉆探巖芯及水文觀(guān)測資料對照分析，在垂直方向可分為多個(gè)裂隙發(fā)育段，同一發(fā)育段內裂隙連通性相對較好。據地面調查，區內沿F1斷裂出露泉點(diǎn)3處,自1992年ZK92001孔成井自流后，其中劉家坡溫泉與介萬(wàn)溫泉兩處干枯，現僅存一處即公田溫泉，其流量為0.297 L/s, ZK92001自流量4.28 L/s, 自溢總量約4.5 L/s。據鉆孔抽水試驗成果(表1),水溫22.1～32.7 ℃,屬于低溫地熱資源。其單孔涌水量0.303～11.402 L/s, 滲透系數0.01～3.58 m/d; 群孔抽水總涌水量17.73 L/s, 滲透系數0.79～1.35 m/d。

 公田地區溫泉分布位置圖

根據抽水試驗實(shí)測涌水量、水溫結合鉆孔與區內斷裂構造的相對位置分析，靠近F2則相對富水，水溫亦升高；且隨著(zhù)含水層(公田斷裂破碎帶)埋深的增大，揭露的地下水溫也增高；地下水溫度與含水層埋深有關(guān)，也和地下水賦水空間與深部熱源溝通程度有關(guān)。

地下水化學(xué)特征

本研究采集了區內地下熱水水樣9組，據分析統計結果，HCO3-含量為85.37～228.7 mg/L,平均含量為171.25 mg/L;SO42-含量為5.0～350.0 mg/L,平均含量為73.81 mg/L;Na+含量為28.20～146.59 mg/L,平均含量為88.23 mg/L;Ca2+含量為5.13～40.7 mg/L,平均含量為12.45 mg/L,其地下水化學(xué)類(lèi)型屬于HCO3-·SO42-—Na+·Ca2+型。

區域地下水補給、徑流及排泄條件

地下水在各類(lèi)地層的徑流及排泄方式差異明顯[3],構造裂隙水是研究區內地下熱水的主要存在形式，其補徑排均受構造控制，主要接受大氣降水補給，順構造裂隙發(fā)育帶徑流運移，并在向深部運移過(guò)程中逐步進(jìn)行熱力交換，富集形成熱田，在構造發(fā)育部位上升排泄。