永泰地熱資源特征及開(kāi)發(fā)利用前景

  摘 要 永泰縣地熱資源豐富,已發(fā)現或探明的地熱資源有13處,分布于9個(gè)鄉(鎮),可采流體資源量17 102 m3/d,大部屬中低溫堿性、低礦化度重碳酸、硫酸鈉型水,具較好醫療保健價(jià)值。根據地質(zhì)、熱儲、地溫場(chǎng)、地熱資源量及水質(zhì)等地熱資源特征的研究分析,提出了地熱資源開(kāi)發(fā)利用方向和前景,為永泰縣地熱資源的可持續發(fā)展提供科學(xué)的參考依據。

 

  關(guān)鍵詞 地熱資源 熱儲特征 開(kāi)發(fā)利用 永泰縣。

 

  永泰縣位于福州市西南62 km處,縣域總面積2 241 km2?？h域內旅游資源豐富,有青云山、姬巖、方廣巖閩山勝地等人文、自然景觀(guān)116處。永泰縣地熱資源經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)發(fā)利用,積累了較豐富經(jīng)驗、取得了豐碩成果,為此,中國礦業(yè)聯(lián)合會(huì )授予了永泰縣/中國溫泉之鄉0稱(chēng)號。近年來(lái),永泰縣規劃和引進(jìn)了一批規模大、檔次高的溫泉度假村或別墅、酒店等項目,如青云山御溫泉酒店等,推動(dòng)了永泰縣地熱資源的開(kāi)發(fā)深度。隨著(zhù)對地熱資源的需求量不斷增加,永泰縣的地熱資源能否滿(mǎn)足可持續發(fā)展的需要,已成為決策部門(mén)十分關(guān)心的問(wèn)題。因此,了解永泰縣地熱資源的特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)利用前景對地熱資源的合理開(kāi)發(fā)利用有著(zhù)十分重要的意義。

 

  1 地質(zhì)概況。

 

  永泰縣地處戴云山脈東北延伸部位,構造位置上處于閩東火山斷坳帶中部,以燕山期中酸-酸性火山巖、侵入巖廣泛出露為特征[1]。地貌特征以中低山、丘陵為主,地勢從西往東傾斜,大部分海拔在400 m以上,受地質(zhì)構造控制,山脈走向呈北北西、北東、南北向,地形切割強烈?？h域內水系主要為自西南向東北流向的大樟溪水系,大漳溪為閩江下游最大支流,境內支流有后亭溪、潼關(guān)溪、赤壁溪、一都溪,境內水力資源充足。永泰縣地熱資源主要分布于大樟溪主干流域的兩側(圖1)。

 

  111 地層。

 

  縣域內地層由老到新依次有震旦系、二疊系下統童子巖組、三疊系上統文賓山組、侏羅系上統長(cháng)林組、南園組、白堊系下統石帽山群及第四紀,其中,南園組之前的地層呈小面積分布于永泰縣西部、西北部,南園組和石帽山群,呈厚層狀,在縣域內大面積出露,為地熱田出露的主要地層巖性。

 

  南園組:呈北東向帶狀廣布于縣域西部和偏北部,分四個(gè)巖性段,總厚達7 600 m,主要巖性為英安質(zhì)凝灰巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰熔巖、凝灰熔巖、流紋巖、流紋斑巖、角礫熔巖、酸性碎斑熔巖、英安巖等,夾薄層灰色砂巖、砂頁(yè)巖、粉砂巖,偶夾薄層英安質(zhì)晶屑凝灰巖、凝灰熔巖、少量安山巖等。

 

  石帽山群:大面積分部于縣域的東南部和北部,分上、下兩組及四個(gè)巖性段,總厚2 560 m,主要巖性為流紋質(zhì)熔結凝灰巖、含礫凝灰巖、晶屑凝灰熔巖流紋巖、流紋斑巖、碎斑熔巖、石泡流紋巖等,夾薄層暗紫色、淺灰色安山玄武巖、層凝灰巖,偶見(jiàn)薄層狀凝灰質(zhì)粉砂巖、細砂巖、雜砂巖、含礫雜砂巖夾硅泥巖、長(cháng)石砂巖。

 

  第四系:第四系小面積分部于大樟溪主干流域和一級支流兩側,僅發(fā)育上全新統長(cháng)樂(lè )組沖積層,主要為河谷沖積砂、礫、卵石、粘土質(zhì)砂、砂質(zhì)粘土夾泥煤等,常形成一、二級河谷階地。

 

  112 侵入巖。

 

  縣域內的侵入巖均屬燕山晚期,巖性主要為花崗巖、鉀長(cháng)花崗巖、石英二長(cháng)斑巖、花崗斑巖、石英正長(cháng)斑巖等,呈巖株、巖瘤、巖墻狀;其次有輝長(cháng)巖、石英閃長(cháng)巖等中-基性巖體,出露面積不大,規模小,呈巖株、巖瘤狀;脈巖發(fā)育,主要有輝綠巖脈、閃長(cháng)玢巖脈、花崗斑巖脈、石英正長(cháng)斑巖脈、正長(cháng)斑巖脈等,一般寬數十厘米至數米,延伸數米至幾百米。地熱區內均有酸-堿性巖體或巖脈出露。勘查資料表明,溫泉多出露在巖體或巖脈(或火山巖)的裂隙中,其化學(xué)成分與巖體或巖脈密切相關(guān)。

 

  113 構造。

 

  縣域內的地質(zhì)構造以斷裂構造為主,連江)永定北東東向斷裂和浦城)永泰南北向區域性大斷裂在區內通過(guò)[2],主要有北東東、北北東、北西、南北向斷裂及火山環(huán)狀、幅射狀斷裂。北東東、北北東向斷裂具壓扭性特征,較早發(fā)育,控制整個(gè)構造格局,部分被北西向斷裂切割;北西向斷裂為張扭性斷裂,縣域內的地熱區均分部在北西向斷裂帶上,是地熱區主要的導熱和控熱構造。南北向斷裂為壓性斷裂,僅在縣域西部嵩口一帶發(fā)育;環(huán)狀、幅射狀斷裂為火山機構伴、派生斷裂構造。

 

  2 熱儲特征。

 

  根據區內地下熱水貯存特征,永泰地熱田可分為基巖裂隙熱儲系統和第四系孔隙熱儲系統。

 

  211 基巖裂隙熱儲系統。

 

  主要沿北北西和北西向斷裂呈帶狀分布,出露巖性為酸-堿性巖體(或巖脈)和侏羅系上統南園組、白堊系下統石帽山群火山巖。地熱異常中心大多數位于北北西、北西向斷裂與北北東、北東東向斷裂的交匯部位,其溫度高,壓力大,水量豐富,遠離地熱異常中心溫度逐漸降低。地下熱水貯存于斷裂破碎帶或圍巖與侵入巖接觸帶的節理裂隙中,其主要補給來(lái)源為大氣降水通過(guò)斷裂構造經(jīng)深循環(huán)加熱形成,循環(huán)深度2~3 km,依據放射性同位素氚測定循環(huán)時(shí)間40~50 a?。

 

  福建省第四地質(zhì)大隊,福建省永泰縣地熱資源調查評價(jià)報告, 2007。212 第四系孔隙熱儲系統分布在山間盆地,直接覆蓋于基巖裂隙熱儲之上,由泥、砂質(zhì)礫卵石層組成,厚度不均,大多數小于10 m,個(gè)別在10~30 m。第四系孔隙儲熱含水層所貯存的地下熱水來(lái)源于基巖裂隙熱水及大氣降水、地表水和第四系松散沉積層孔隙地下水補給,呈層狀熱水層,水位埋藏淺,一般2~15 m,在地熱異常中心部位溫度較高。

 

  第四系孔隙熱儲系統與基巖裂隙熱儲系統呈上覆、下伏關(guān)系,第四系孔隙儲熱含水層的熱能傳遞方式為傳導型,其水位、水溫及出水量受季節、地形變化和開(kāi)采量影響明顯;而基巖裂隙熱儲則不明顯,其熱能傳遞方式為對流型,若超量開(kāi)采,其水位、水溫及出水量會(huì )受影響。

 

  福建省地質(zhì)調查研究院,福建省永泰縣葛嶺地下熱水勘查報告, 2007。

 

  福建工程學(xué)校,福建省永泰縣大湯地熱詳查報告, 2002。

 

  福建省地質(zhì)工程勘察院,福建省永泰縣城關(guān)南門(mén)橋溫泉水勘查報告, 2004。3 地溫場(chǎng)、地熱資源量特征311 地溫場(chǎng)特征。

 

  對葛嶺地熱、大湯地熱、城關(guān)南門(mén)橋地熱區采用高精度磁測、淺層測溫、聯(lián)合電剖面測量、電阻率測深、瞬變電磁測量等綜合物探方法進(jìn)行了勘查,通過(guò)地熱區地質(zhì)特征和物探資料等綜合分析,并經(jīng)鉆井驗證,表明這些地溫異常區與斷裂構造帶有密切關(guān)系,在平面上地溫異常區均位于北東向與北西向斷裂構造帶交匯地帶,呈橢圓狀、不規則狀,地溫異常區的溫度異常強度、梯度變化較大,中心區溫度較高,遠離中心區溫度低;根據鉆井測溫和采用SiO2溫標計算,地溫與深度呈近似正比。

 

  312 地熱資源量特征。

 

  根據勘查報告資料和實(shí)地調查的開(kāi)采量資料,永泰地熱資源可采流體資源量為17 102m3/d???,熱儲資源總量為183164@1013kJ,折合標準煤621666@106t,熱能26 813198kW,若開(kāi)采年限按100年計算,相當于大型中低溫地熱田(表2)。

 

  福建省地質(zhì)調查研究院,福建省永泰縣葛嶺地下熱水勘查報告, 2007。

 

  福建工程學(xué)校,福建省永泰縣大湯地熱詳查報告, 2002。

 

  福建省地質(zhì)工程勘察院,福建省永泰縣城關(guān)南門(mén)橋溫泉水勘查報告, 2004。4 水質(zhì)特征永泰縣地下熱水水質(zhì)類(lèi)型大部分為重碳酸、硫酸納型水,個(gè)別水溫較低者屬重碳酸鈣鈉型, pH值一般為7~815,屬堿性型水?,溶解性總固體一般為240~660 mg/L,水中富含鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、鍶、鋰、氡、偏硅酸等二十多種對人體有益的元素及化合物,特別是氡含量達1 030~1 050 Bg/L,在全國的眾多溫泉水中并不多見(jiàn)。根據GB11615 -895地熱資源勘察規范6附錄C醫療熱礦要求[3],永泰地下熱水中氟、偏硅酸達到命名礦水濃度,部分地下水氡含量達到礦水濃度,此外還含有鋰、鍶、硼、鐵、鋇、錳有益微量元素。因此,綜合評價(jià)永泰地下熱水屬重碳酸、硫酸鈉型中低溫堿性、低礦化度的醫療礦水,具有較好的醫療保健價(jià)值。

 

  5 地熱資源開(kāi)發(fā)利用方向和前景。

 

  511 開(kāi)發(fā)利用現狀及存在問(wèn)題。

 

  (1)永泰地熱資源開(kāi)發(fā)利用已有1000多年的歷史,上世紀80年代初開(kāi)始在溫泉出露地及其附近地區陸續開(kāi)展了地熱資源勘查,鉆鑿地熱井,對地熱資源的開(kāi)發(fā)從自然狀態(tài)轉向了較自覺(jué)的狀態(tài), 90年代末達到高潮,主要用于種植與養殖、溫泉旅游、居室供熱、洗浴療養、健身保健等?，F平均年開(kāi)采量為172132@104m3(在利用共7口井),占可供年開(kāi)采總量6151672@104m3的28%。

 

  (2)目前永泰縣地熱資源開(kāi)發(fā)利用較為集中,主要分布在縣城城區和葛嶺鎮兩地,對該兩地的地熱資源影響較大,通過(guò)近幾年對該兩地溫泉的自流量監測數據的分析,顯示溫泉的自流量呈較大幅度減少。

 

  (3)近期地熱資源的開(kāi)發(fā)利用主要在縣城城區和葛嶺鎮,由于管理上的局限性,個(gè)別地熱井超強度開(kāi)采,導致局部地熱水的水位逐年下降。

 

  (4)現階段地熱資源開(kāi)發(fā)規模小,每年開(kāi)采量?jì)H為172132@104m3,綜合利用程度較低,管理比較粗放,綜合效益較差。

 

  512 開(kāi)發(fā)方向。

 

  (1)按照/創(chuàng )休閑生態(tài)縣0的目標,并根據地熱資源儲量分布狀況,與永泰縣地熱資源開(kāi)發(fā)利用規劃及城、鎮發(fā)展規劃和永泰縣旅游總體規劃、大樟溪流域旅游規劃、風(fēng)情大道旅游規劃等相結合,對現有資源進(jìn)行統籌調配,在統一管理的基礎上,根據市場(chǎng)需求變化進(jìn)行統一資源配置,避免因不正當競爭,而造成資源散失、浪費,確保地熱資源科學(xué)合理、有序均衡地開(kāi)發(fā)利用。

 

  (2)加強對永泰地熱資源保護和利用管理,遵循著(zhù)/在保護中開(kāi)發(fā),在開(kāi)發(fā)中保護0的原則,實(shí)現/統一開(kāi)發(fā),統一管理0,減少地熱井之間的相互干擾。同時(shí),并制定和實(shí)施鼓勵投資地熱資源開(kāi)發(fā)和深度開(kāi)發(fā)的各項政策措施,擴大地熱資源的開(kāi)發(fā)規模,進(jìn)一步提升地熱資源的保護與開(kāi)發(fā)利用的管理水平。并加大對地熱資源的勘探力度,努力做好地熱資源的儲備工作。

 

  福州市科學(xué)技術(shù)委員會(huì ),福州地區地熱資源評價(jià)及其開(kāi)發(fā)利用對策。

 

  (3)加大地熱資源的保護力度,在地熱儲藏區劃出保護區,以明確保護范圍,保護好保護區的生態(tài)環(huán)境,在保護區不批建不利于資源保護的建筑物,并設立衛生防護帶,杜絕一切污染源;積極采取新技術(shù)、新工藝,防止溫泉廢水對環(huán)境的污染,并努力推廣溫泉水的二次利用和水位回灌。

 

  (4)在大力倡導轉變經(jīng)濟增長(cháng)方式、節能減排、低碳經(jīng)濟的大環(huán)境下,作為能源礦產(chǎn)資源,今后對地熱資源的開(kāi)發(fā),不僅注重在發(fā)展旅游業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)上的利用,更應注重其能源的利用,要積極探索并推進(jìn)地熱資源用于發(fā)電、溫室種植等領(lǐng)域。同時(shí),要建立綜合利用、梯級利用、循環(huán)利用的模式,有效地利用地熱水的/熱、礦、水0潛在價(jià)值,讓其發(fā)揮最大的社會(huì )經(jīng)濟效益、資源效益和環(huán)境效益。

 

  513 開(kāi)發(fā)利用前景。

 

  (1)永泰地熱田分布廣,且面積大,地熱資源儲量豐富?，F有的開(kāi)采量只占可開(kāi)采量的28%,開(kāi)采的潛力很大。

 

  (2)永泰地熱田以其緊鄰省會(huì )城市福州的區位優(yōu)勢和發(fā)達便捷的交通條件,優(yōu)良的水質(zhì)及豐富的儲量,具備良好的開(kāi)發(fā)利用前景。

 

  (3)永泰地熱田地熱資源的開(kāi)發(fā),必將帶動(dòng)旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展,對優(yōu)化旅游產(chǎn)業(yè)結構,將發(fā)揮十分重要的作用。

 

  (4)永泰地熱田地熱資源的開(kāi)發(fā),將推動(dòng)文化娛樂(lè )、休閑業(yè)的迅速發(fā)展。已建成投入運營(yíng)的青云山御溫泉酒店,規劃建設中的慈心園俱樂(lè )部、櫻花泉、赤壁溫泉山莊等項目,都具有現代休閑理念的酒店和休閑度假勝地,以突出溫泉文化為特色,感受溫泉文化為主題,把地熱資源的開(kāi)發(fā)利用提升到一個(gè)新高度。

 

  (5)永泰地熱田地熱資源的開(kāi)發(fā),帶動(dòng)了房地產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展。隨著(zhù)吉祥溫泉小區等大型溫泉住宅小區的建成,必將改善人們的居住環(huán)境。

 

  (6)永泰地熱田地熱水中氟、偏硅酸及氡等含量達到熱礦水命名濃度,鋰、鍶等微量元素的含量達到有醫療價(jià)值濃度,發(fā)展溫泉療養事業(yè)的空間很大。

 

  (7)永泰地熱田地熱資源可利用于蔬菜溫室、水產(chǎn)養殖、孵化業(yè)和發(fā)電等項目,這也是開(kāi)發(fā)利用地熱資源的重要方面。

 

  (8)開(kāi)發(fā)利用地熱資源,還將帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,增加就業(yè)機會(huì ),必將為構建和諧社會(huì )作出貢獻。

 

  6 結語(yǔ)。

 

  (1)永泰地熱田可分為基巖裂隙熱儲系統和第四系孔隙熱儲系統,第四系孔隙熱儲系統與基巖裂隙熱儲系統呈上覆、下伏關(guān)系,熱儲埋藏淺,斷裂構造發(fā)育,富水性好,水溫42e~76e,其補給源近,直接接受基巖裂隙水及大氣降水、地表水和第四系松散沉積層孔隙地下水補給,補給量大,易于開(kāi)發(fā)利用。

 

  (2)永泰縣地熱田分布廣,且面積大,其地下熱水資源儲量大,允許開(kāi)采量為17 102m3/d。

 

  (3)永泰縣地下熱水水質(zhì)屬重碳酸、硫酸納型水, pH值一般為7~815屬弱堿性,溶解總固體為240~660 mg/L屬低礦化度淡溫泉水,永泰地下熱水普遍含氟、偏硅酸,均達157第 2 期林仙彪:永泰地熱資源特征及開(kāi)發(fā)利用前景命名礦水濃度,氡含量也達到礦水濃度,具有較好的醫療保健價(jià)值。永泰縣地下熱水水質(zhì)為優(yōu)質(zhì)醫療熱礦水。

 

  (4)應珍惜和合理地保護利用好地熱資源,遵循著(zhù)/梯級開(kāi)發(fā)、綜合利用0和/在保護中開(kāi)發(fā),在開(kāi)發(fā)中保護0的原則,根據地熱資源的溫度和水質(zhì)選擇適合的利用途徑,做到可持續發(fā)展。

 

  (5)永泰縣地下熱水資源豐富,用途廣泛,開(kāi)發(fā)利用地熱資源的前景廣闊,必將帶來(lái)良好的經(jīng)濟、社會(huì )及環(huán)境效益。