安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析_周盛红.pdf

第 33 卷第 1 期2023 年 3 月安徽地质Geology of AnhuiMar.2023Vol.33 No.1文章编号：1005-6157（2023）01-0引言汤池畈地热田位于岳西县温泉镇，区域上位于岳西地热异常带区，该异常带目前已知还有岳西溪沸地热田、霍山上土市地热田两处带状地热田1-3。汤池畈地热田工作研究程度较高，自20世纪70年代至今，前人在区内及区域上开展了一系列的地质、水文地质、地热资源调查工作4-6，也进行了地热液体成分和地热资源的分析评价7-9，其工作布置及工作量基本满足了详查工作阶段的要求。但由于多种原因未能提交正式的详查报告，且部分工作精度较差，如所利用的工作底图为1 50 000地形图放大而来，对主要工作的布置采取目测及罗盘定位而未经地形测绘等。在以往取得的地质成果基础上，受安徽省岳西县土地收购储备中心的委托，安徽省地质矿产勘查局326地质队承担了安徽省岳西县汤池畈地下热水的详查工作，以岳西县温泉镇汤池村及杨树村为详查区范围，于 2009 年 5 月2010 年 8 月在区内开展了1 10 000区域地质、水文地质调查，1 5 000地热田地质调查、地球化学调查、地球物理勘查（米测温、电测深和联合剖面法）、地热钻探及分析测试等多种技术方法，研究重点为地热田控热构造的分析及地热资源的评价。综合前人相关研究及本次详查工作成果，较为系统地总结了汤池畈区域地热地质条件、地热田地质条件，并从构造成因角度构建了地热田概念模型，认为汤池畈地热田地热流体符合医疗热矿水水质标准，可直接用于医疗、洗浴等用途；地热开发的地热井成井深度浅、涌水量大，为经济及适宜开发的地热田区。1区域地热地质条件1.1 区域地质特征工作区所在区域属扬子地层区下扬子地层分区。分布的地（岩）层主要为新太古古元古代大别山片麻岩群、中元古代回龙山岩组，另在现代河谷漫滩及山前坡脚地带分布有第四纪地层。工作区及其外围岩浆岩发育，主要有新元古代变质侵入岩、中生代花岗岩、中酸性脉岩及古中元古代变质超镁铁质岩。工作区所在区域属大别造山带，为秦岭造山带的东延部分。区内总体构造线呈北西向展布，褶皱发育程度一般，经历多期变形改造。另外，还发育北北东向断层及一系列石英正长斑岩脉叠加于早期构造形迹之上。1.2 区域水文地质特征根据区内含水介质及赋水条件的不同，区内含水层可分为第四系松散岩类孔隙水、风化带裂隙水和断安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析周盛红（安徽省地质矿产勘查局326地质队，安徽安庆246003）摘要：为更好地服务于汤池畈地热田后期的开发利用，在区内开展了综合测绘、物探、钻探、测试等多种技术手段的地热资源详查工作。综合前人资料及本次详查成果，进一步查明汤池畈地热田为受构造控制的2型中低温带状地热田，赋存在东西向断层F3及其上盘影响带内，地热流体的孔、泉口水温在42 62.6 之间，热储深度约为895 m，热储温度可达114.73。在此基础上对本地热田进行了开发利用分析：认为汤池畈地热田地热流体质量良好，符合医疗热矿水水质标准，为氟、硅医疗热矿水；地热开发的地热井成井深度小于200 m，单井涌水量可达250 m3/d及以上，为经济及适宜开发的地热田区，经济效益显著。关键词：地热田；地质条件；成因分析；开发利用；岳西县汤池畈中图分类号：P641文献标志码：A收稿日期：2022-12-15作者简介：周盛红（1965），男，安徽安庆人，高级工程师，主要从事水文地质、工程地质和环境地质调查及地质灾害研究相关工作。E-mail：042-6第33卷第1期层脉状水3种。第四系松散岩类孔隙水含水层岩性主要为以第四纪全新世冲积为成因的砂、砾石层，厚为3 6 m，主要分布在现代河谷漫滩地带，单井涌水量在2080m3/d之间，富水性贫乏。风化带裂隙水含水层主要岩性为块状岩类的变质岩及侵入岩，其含水介质主要为风化带，泉流量为0.1 1.0 L/s，泉水动态季节性变化大。断层脉状水富水性与断层的性质相关，张性断层的富水性和导水性较好，特别是在两断层交会处及地形有利部位，往往出现泉水出露，泉流量为0.2 1.0 L/s，泉水动态较稳定。1.3 区域地热田特征工作区所在区域位于岳西地热异常带区，该异常带目前已知地热田主要岳西汤池畈地热田、岳西溪沸地热田、霍山上土市地热田3处带状地热田，为构造控制的对流型小型地热田，主要受北西、北东、北东东及东西向断裂的控制，其中东西向断裂为储热及热水出露断裂，出露泉水温度一般在30 60 之间，为低温地热田，其规模均为小型。地热流体的化学组分相近，均含有地下热水的标志化学组分，如Na+、F-、SiO2等，其开发利用适宜作医疗热矿水。热矿水类型均为低矿化度氟、偏硅酸弱碱性矿水，具较好的医疗价值。2地热田地热地质条件2.1 地热田地质特征区内地层主要为第四系全新统冲洪积层，主要分布在蔡家河及较大支沟河谷两侧，总厚度为 1.54 4.86 m。其岩性下部为含泥砾卵石，结构松散，砾、卵石成分主要为石英二长质片麻岩，砂为中粗砂，厚度为1.003.80m。上部为含泥粉细砂，松散，厚度为0.45 1.10 m。区内山体均由变质岩组成，主要为新元古代岳西片麻岩套汤池片麻岩（Tgn1）及狮子凸片麻岩（Sgn1）组成。其中汤池片麻岩岩性为中细粒巨斑石英二长片麻岩，狮子凸片麻岩（Sgn1）岩性主要为中细粒石英二长质、石英二长闪长质片麻岩（图1）。该地热田位于岳西向形的核部，核部岩性为汤池片麻岩巨斑状石英二长质片麻岩，向形轴向南西，轴面近直立，为直立褶皱。经查明，地热田区断裂主要有3条：即主簿源逆平移断层（F2）、主簿源-汤池断裂（F4）、F3断层。其中F2、F4为区域性断层，F3断层为前期及本次物探所发现的断层，总体走向近东西向，东段略向南偏移。其东段被F2断层截断，西段被F4断层所截断，中部即位于F2、F4断裂之间，长约为1.25 km，破碎带宽为80 140 m。沿该破碎带的大汤池、小汤池及蔡家河河床有温泉出露，经钻探验证，断裂带内岩石破碎，并见硅化糜棱岩，其性质为张性，为本地热田的储热构造。1.第四系全新统冲洪积层；2.汤池片麻岩；3.狮子凸片麻岩；4.石英正长斑岩脉；5.温泉；6.基岩热水抽水孔；7.逆断层；8.张性断层及破碎带；9.阻水断层；10.充水断层；11.地下水流向；12.米测温地热异常区图1岳西汤池畈地热田水文地质图Figure 1.Hydrogeological map of the Tangchifan geothermalfield,Yuexi2.2 地热田水文地质及水化学特征地热田中的地下水可分为第四系松散岩类孔隙水、风化带裂隙水、断层脉状水三类。松散岩类孔隙水含水层岩性为第四纪全新世洪冲积成因的含黏土砂、砾卵石层，厚为1.544.86m，水位埋深为0.501.20m，在地热田的浅部广泛分布。据前期抽水资料，降深为1.03 m 时，涌水量为 20.74 m3/d，水温为 1118，水化学类型为HCO3-Ca型。风化带裂隙水岩性主要为石英二长片麻岩，风化带厚度变化较大，在地热田，钻孔揭露厚为 2.45 15.10 m，大都风化成砂、砾状。泉流量0.12 0.35 L/s，水温为16 18，水化学类型为HCO3-Ca型。地热田中的断层脉状水即为地下热水，赋存在 F3 断裂及其上盘影响带内，沿断层带分布有大汤池、小汤池等数个温泉出露，以 F4与 F3交会处的大汤池泉流量最大，涌水量达1.157 L/s，水温观测为5456。松散岩类孔隙水的补给区和径流区较一致，其补给源主要为大气降水和地表水，其径流方向主要为从周盛红：安徽岳西汤池畈地热田特征及开发利用分析43安徽地质2023年冲洪扇的上游向下游运移，侧向排泄于河流中，其动态变化特征季节性变化大。风化带裂隙水其补给来源主要为大气降水，其径流方向从高地向低地运移，在地形低洼外往往以泉的形式排泄。地热田区断层脉状水为深部地下水，在地热田具有一定的压力水头，根据地形地貌特征及相关同位素分析，其补给区应在西北部的低山区，接受大气降水及地表水的补给后，经深循环，遇导水构造带在地形适宜的位置以泉的形式排泄于地表中。本次勘查对大汤池、东部钻孔（JZK020）、泉（Q003）及群井抽水孔（ZK10、JZK029）地热流体均采集了样品并进行了测试，其主要元素含量及其他相关指标见表1。由表1可知，汤池畈地热流体水质类型主 要 为 SO4HCO3-Na 型 或 SO4-Na 型，不 同 地 段 地热流体的主要元素含量及其水化学特征基本相同。2.3 地热田地球物理特征综合前期及本次物探成果，地热田区的岩石视电阻率特征见表2。由表2可知，强风化片麻岩及断裂破碎带的视电阻率均比围岩的新鲜片麻岩明显低，利用电阻率法确定断裂破碎带，寻找地下热水分布带的方法符合本地热田特征。前期针对地热田区曾开展过放射性氡元素测量，在地热异常区均发现放射性氡异常高值，其放射性强度高于背景值的 5 倍以上（背景值的脉冲为 21.3 次/min，地热异常区的平均脉冲为109次/min），利用放射性氡异常能较好地圈定地热异常带。表1地热流体主要元素及其水化学特征Table 1.Main elements of geothermal fluids and their hydrochemical characteristics组分主要阴离子/(mg/L)主要阳离子/(mg/L)主要微量元素其他水质类型Cl-SO42-HCO3-F-Ca2+Mg2+K+Na+SrLiMnpH总硬度可溶SiO2取样位置大汤池7.515.765.461.581.87163.734.704.3511.225.90.20.302.113.0360.565.056.6135.919.6619.320.596.288.377.4528.866.075.369.3SO4HCO3-NaZK107.55.354.332.1163.67121.453.803.359.912.431.41.641.621.7952.153.9443.4112.315.1031.250.140.638.698.4130.537.863.971.32SO4HCO3-NaJZK0207.56.742.240.869.7460.643.403.459.37.91.11.11.431.4243.740.137.776.014.1313.870.350.418.558.8727.624.059.353.9SO4HCO3-NaQ0038.811.263.052.093.9972.774.764.359.27.40.60.42.581.9860.453.146.697.114.0212.991