安徽省地?zé)豳Y源特征及成藏模式研究

劉海，趙國紅，宋陽

（安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心，安徽合肥 230091)

0 引言

地?zé)豳Y源（geothermal resources）是指經(jīng)濟(jì)的被人類社會所開發(fā)利用的產(chǎn)生于地球內(nèi)部的地?zé)崮?、地?zé)崃黧w及其有用組分，包括水熱型、干熱型和巖漿巖型等多種類型[1]。其中水熱型地?zé)豳Y源是目前開發(fā)利用的主要地?zé)豳Y源[2]。由構(gòu)造活動而產(chǎn)生于地球內(nèi)部的地?zé)崮芤蚱鋬α控S富、綠色低碳、安全優(yōu)質(zhì)、運營費用低等優(yōu)勢而備受社會的追捧，是一種現(xiàn)實并具有競爭力的新能源。

安徽省地處華東地區(qū)，區(qū)域上東臨江蘇、浙江，南連江西，西接河南、湖北，北與山東接壤。受強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造活動的影響，區(qū)內(nèi)地?zé)豳Y源豐富，開發(fā)利用歷史也悠久，巢湖市素有“中國溫泉之鄉(xiāng)”之美稱，半湯溫泉更是我國的四大名泉之一。自20 世紀(jì)60 年代初，安徽省對地?zé)豳Y源開展深入的調(diào)查和研究，到現(xiàn)今安徽省在地?zé)岬刭|(zhì)、地?zé)崃黧w以及地?zé)豳Y源量等方面開展了大量的工作，取得了豐碩的成果[3]。據(jù)不完全統(tǒng)計，安徽省人工揭露的地?zé)崧额^（溫泉和地?zé)峥祝┮延薪儆嗵?，埋藏深度?0～1500m 之間，地下熱水溫度為25～66℃，均屬低溫地?zé)豳Y源。

近年來，不少學(xué)者對安徽省的地?zé)豳Y源從資源量、成因方面進(jìn)行了研究。如在區(qū)域上，潘國林[4]、吳海權(quán)等[5]研究了安徽省地?zé)豳Y源的分布特征，并提出了遠(yuǎn)景區(qū)劃和開發(fā)利用建議；陳學(xué)鋒等[6]對皖江經(jīng)濟(jì)帶地?zé)豳Y源的類型及開發(fā)利用進(jìn)行了研究，并指出該區(qū)域具有較好的地?zé)岜尘?。彭吟雪[7]利用地?zé)崴乃瘜W(xué)數(shù)據(jù)及同位素資料，對安徽省內(nèi)地?zé)崴乃瘜W(xué)特征及同位素特征進(jìn)行了分析，建立安徽省地?zé)釤醿Ω拍钅Ｐ?。在單一地?zé)崽镅芯糠矫?，如孫鳳賢[8]、孫雄[9]、黃江華[10]、馬冬[11]、夏智先[12]、黃多成[13]等對不同地區(qū)地?zé)豳Y源的分布及開發(fā)利用進(jìn)行了研究，提出了各自的開發(fā)利用方案。此外，也有不少學(xué)者對安徽省地?zé)豳Y源的成因模式進(jìn)行了有益的探討，如寧金野等[14-15]在開展合肥地區(qū)地?zé)豳Y源潛力評價基礎(chǔ)上，指出合肥地區(qū)地?zé)嶂饕鞘芑茁∑鹁蹮釋?dǎo)致。夏瓊等[16]根據(jù)地?zé)徙@孔及物探結(jié)果得出合肥地區(qū)的熱儲類型以構(gòu)造裂隙型為主，碳酸鹽巖溶裂隙型次之，包括對流型、傳導(dǎo)型兩種成因模式；劉飛等[17]指出合肥斷陷盆地地?zé)豳Y源為低溫地?zé)崴Y源，地?zé)崃黧w為來源于地質(zhì)歷史時期的大氣降水補(bǔ)給或可能是“古沉積水”。在巢湖穹斷褶帶區(qū)，劉飛等[18]在論述巢湖半湯地?zé)崽锏責(zé)岬刭|(zhì)條件的基礎(chǔ)上，分析了溫泉分布特征，探討了巢湖半湯地?zé)崽锏某梢蚰Ｊ郊暗叵滤畯搅魍ǖ捞卣?；陳學(xué)鋒等人[19]對含山昭關(guān)地?zé)崽镄纬蓷l件及地?zé)崴瘜W(xué)特征進(jìn)行了分析，指出推覆構(gòu)造、斷裂構(gòu)造對含山昭關(guān)地?zé)崽锲鸬娇刂谱饔?。對大別山隆起區(qū)，柏林等[20]分析了廬江湯池地?zé)嵝纬傻牡刭|(zhì)條件，闡述了地?zé)豳Y源的賦存條件及地?zé)崃黧w特征，確定廬江湯池地?zé)崽餅閷α餍偷責(zé)嵯到y(tǒng)；此外，孫雄等[21]指出沿江地區(qū)是中低溫地?zé)豳Y源的分布區(qū)域。

以往的研究工作大多以單一地?zé)崽餅檠芯繉ο?，研究?nèi)容主要集中在地?zé)豳Y源的分布特征、開發(fā)利用、潛力評價等方面，缺乏對安徽省地?zé)豳Y源分布特征的系統(tǒng)分析，在成藏模式方面缺乏系統(tǒng)的研究，目前研究的現(xiàn)狀難以支撐目前地?zé)豳Y源的合理開發(fā)利用，因此，開展安徽省地?zé)豳Y源的分布規(guī)律、成藏模式等方面的研究，提出合理開發(fā)利用建議，對于優(yōu)化安徽能源與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等具有十分重要的意義。

1 地質(zhì)背景概況

安徽省位于黃淮海平原南緣、秦嶺東延余脈、長江中下游平原和江南丘陵北部的交變地帶，橫跨長江、淮河、新安江三大流域。區(qū)內(nèi)平原、丘陵、山地類型俱全。地形呈西高東低、南高北低特征，大致可劃分為淮北平原、江淮波狀平原、皖西山地、沿江丘陵平原、皖南山地等五個地貌單元。

1.1 基礎(chǔ)地質(zhì)條件

安徽省地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜，區(qū)域上地跨秦嶺地槽褶皺系、中朝準(zhǔn)地臺和揚子準(zhǔn)地臺三個一級構(gòu)造單元。自晚古生代至新生代安徽省經(jīng)歷了蚌埠旋回至喜馬拉雅旋回等八個構(gòu)造旋回的漫長地質(zhì)演化過程[4，7]，受地質(zhì)演化的影響，本區(qū)形成了一系列斷裂和坳（斷）陷構(gòu)造。與地?zé)岚l(fā)育有關(guān)的斷裂主要有阜陽深斷裂、五合斷裂、郯廬斷裂等北北東向斷裂系，宿北斷裂、潁上斷裂、蜀山斷裂、劉府?dāng)嗔训葨|西向斷裂系，岳西斷裂、黃破斷裂、滁河斷裂等北東向斷裂系，九華山斷裂等南北向斷裂系以及巢湖斷裂等北西向斷裂系等五個斷裂構(gòu)造體系。區(qū)內(nèi)發(fā)育有蚌埠臺拱、舒城隆起、淮陽臺隆和江南臺隆等斷隆區(qū)；巢湖穹斷褶帶、滁河陷褶斷帶、淮南陷褶斷帶以及淮北陷褶斷帶等褶斷從南到北依次分布。整體上斷隆及褶斷分布差異大，呈南部多、升降幅度大，北部少且升降幅度小特征。此外，受斷塊構(gòu)造控制作用，安徽省發(fā)育中新生代坳（斷）陷31處，其中有地?zé)犸@示的有合肥斷陷盆地、宣廣盆地、廬樅斷陷盆地等。省內(nèi)凹凸相間發(fā)育的構(gòu)造為地?zé)豳Y源的形成提供了良好的環(huán)境。

安徽省自晚太古代以來各時代地層發(fā)育較為齊全。大體可劃分為北淮陽地層區(qū)、華北地層區(qū)及揚子地層區(qū)。大別山區(qū)、沿江和皖南的黃山、九華山一帶出露巖漿巖類；石臺、績溪、寧國、巢湖、淮南、歙縣、休寧以及淮北地區(qū)廣泛分布碳酸鹽巖類；碎屑巖類主要分布于金寨、霍山、東至—石臺—宣城和休寧、歙縣—屯溪一線；變質(zhì)巖類在大別山、皖南南部及嘉山、全椒縣等地分布較為廣泛。地?zé)豳Y源熱儲巖性與上述巖類密切相關(guān)，不同構(gòu)造單元其熱儲巖性差異較大。

1.2 地?zé)岬刭|(zhì)條件

1.2.1 巖體熱導(dǎo)率

熱導(dǎo)率是區(qū)域地溫場的重要控制因素之一[1]。其值主要取決于地層時代與巖性。據(jù)《安徽省大地?zé)崃骰A(chǔ)數(shù)據(jù)測量報告》[22]，全省巖石熱導(dǎo)率主要分布在2～3W/(m· K)之間，其次為1.5～2W/(m· K)和3～3.5W/(m· K)。其中華北地層巖石熱導(dǎo)率主要在1.50～2.50W/(m·K)之間，秦嶺-大別地層巖石熱導(dǎo)率主要在2.00～3.50W/(m·K)之間，揚子地層巖石熱導(dǎo)率主要在2.50～3.50W/(m·K)之間[22]。

不同巖性的熱導(dǎo)率值存在較大差異，其中巖鹽的熱導(dǎo)率最高，平均值達(dá)6.729W/(m·K)，煤巖最低，約為0.376W/(m·K)；沉積巖、變質(zhì)巖、巖漿巖的平均熱導(dǎo)率依次增大，分別為2.689W/(m·K)、3.462W/(m·K)及3.633W/(m·K)[22]。

統(tǒng)計結(jié)果表明，安徽省區(qū)域上地溫梯度和地溫分布差異主要受不同巖層熱導(dǎo)率及不同區(qū)域巖層厚度等的影響，另外，不同地質(zhì)構(gòu)造單元也是影響地溫梯度及地溫分布的原因之一。

1.2.2 地溫梯度

安徽省地溫梯度區(qū)域性分布明顯，不同區(qū)域的地溫梯度變化是不一致的，總體表現(xiàn)為西高東低、北高南低。其中華北地層、秦嶺-大別地層和揚子地層的平均地溫梯度分別為2.60℃/100m、3.19℃/100m 和2.61℃/100m。

郯廬斷裂帶周邊廬江平均地溫梯度大于3.0℃/100m，五河周邊在2.75～3.0℃/100m之間，顯示秦嶺-大別地層和郯廬斷裂帶局部有較高的地溫場，其出現(xiàn)的地?zé)犸@示大致分布在省內(nèi)的山前隆起帶、沉積（火山）盆地、穹斷褶帶及深大斷裂帶中（圖1）[22]。

從垂向上看，地溫梯度主要受地層巖性的控制。隨深度在不同巖性、地層等的地溫變化也呈現(xiàn)出一定規(guī)律。表現(xiàn)為松散層地溫梯度為3.29℃/100m，基巖地溫梯度為1.22～3.11℃/100m，巖漿巖地溫梯度1.54～3.01℃/100m，變質(zhì)巖地溫梯度1.31～2.23℃/100m。但奧陶系地溫梯度偏低，僅為1.22℃/100m；二疊系（主要為華北地層分區(qū)）地溫梯度偏高，可能由于含有低熱導(dǎo)率的煤等因素[22]。

1.2.3 大地?zé)崃?/p>

安徽省熱流分布總體為西部高東部低、南部高北部低。省內(nèi)熱流范圍為29.7～149.7mW/m2，平均值為61.51mW/m2。根據(jù)熱流值的變化，可將全省劃分為正常熱流區(qū)、高熱流區(qū)（熱流正異常區(qū)）和低熱流區(qū)（熱流負(fù)異常區(qū)），其對應(yīng)的數(shù)值分別為50～70mW/m2、大于70mW/m2和小于50mW/m2（圖2）。

其中高熱流區(qū)主要在長山隆起帶、大別山隆起、廬樅盆地、巢湖穹斷褶帶、安慶凹斷褶束、淮南陷褶斷帶、沿江褶斷帶以及皖南褶斷帶等區(qū)域，熱流值一般在70mW/m2以上；低熱流區(qū)主要在淮北褶斷帶的東北部、淮南褶斷帶的南部、合肥盆地的中部等區(qū)域，熱流一般在50mW/m2以下；除皖西北、中部、皖南的青陽和黃山區(qū)、皖東北端、合肥盆地等地，正常熱流區(qū)涉及我省大部分區(qū)域，其值在50～70mW/m2之間。

對比圖1 和圖2，得出安徽省大地?zé)崃髋c地溫梯度的分布呈現(xiàn)基本相同的變化趨勢，具有較好的相關(guān)性，尤以高低異常分布最為明顯（圖2）。表明熱流分布格局主要受中、新生代地殼構(gòu)造-熱演化控制，對不同構(gòu)造單元地?zé)豳Y源的形成提供了有利的熱源機(jī)制。

2 地?zé)豳Y源分布特征

2.1 地?zé)岢雎陡艣r

安徽省已發(fā)現(xiàn)的地?zé)犸@示主要有溫泉或人工揭露的熱水孔兩種類型，全省已見有65處，其中泉水溫度在20～25℃有9 處，溫泉14 處、熱水孔50 處以及熱礦坑1處。

根據(jù)野外調(diào)查結(jié)合資料分析，安徽省地?zé)豳Y源分布受地?zé)岬刭|(zhì)構(gòu)造的影響，其地?zé)豳Y源主要分布在隆起山地區(qū)、沉積盆地區(qū)以及深大斷裂區(qū)等構(gòu)造單元。全省溫泉和低溫泉出露分帶明顯，主要集中于大別山隆起、巢湖穹斷褶帶及江南臺隆深大斷裂區(qū)。江南隆起中溫泉出露帶呈方向性明顯的窄條狀，零星分布。這些發(fā)育特征的差異往往與深部地溫場有關(guān)，一般熱流高值區(qū)地?zé)犸@示異常明顯（煤田除外），溫泉出露即是高地溫場的表現(xiàn)之一。

沉積盆地（斷陷盆地）內(nèi)地?zé)犸@示主要分布在淮河以北的亳-阜盆地，其次在合肥盆地、沿江盆地及廬樅盆地內(nèi)，出現(xiàn)的地?zé)犸@示多為人工揭露，共有31處。目前揭露深度未超過2088m，最淺僅為104m，獲得的地?zé)崃黧w溫度最低25.5℃，最高54.3℃，鉆孔涌水量在30～2604m3/d之間。其中廬樅盆地中羅河、泥河和含山縣陶廠的地?zé)犸@示為礦山水文地質(zhì)勘探孔。

隆起山地（斷塊隆起帶）內(nèi)地?zé)犸@示主要分布在大別山斷塊隆起帶、巢湖穹斷褶帶及長山隆起帶，出現(xiàn)的地?zé)犸@示多為溫泉，其目前己發(fā)現(xiàn)流體溫度在32～66℃之間溫泉10 處，單泉流量最大的1370m3/d，最小的16.4m3/d。

高坦深斷裂以東、周王深斷裂以南的江南臺隆中，地?zé)犸@示均位于深大斷裂帶上，多為溫泉，已發(fā)現(xiàn)28.5～47℃的溫泉4 處，泉流量107.14～360.0m3/d，另有1處礦山坑道排水出現(xiàn)水溫異常（圖3）。

2.2 熱儲巖性

安徽省地?zé)豳Y源的形成與沉積盆地、隆起山地的地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切，不同構(gòu)造單元的地?zé)豳Y源賦存環(huán)境不同，其熱儲巖性也有較大的差異性。根據(jù)地?zé)豳Y源的賦存環(huán)境，就隆起山地區(qū)和沉積盆地區(qū)的熱儲巖性分布闡述。

2.2.1 隆起山地區(qū)熱儲巖性

安徽省隆起山地區(qū)地?zé)豳Y源主要分布于大別山隆起、巢湖穹斷褶帶及江南臺隆深大斷裂帶中。

大別山隆起內(nèi)構(gòu)造斷裂發(fā)育，且多數(shù)斷裂近期都有活動，熱異常的分布受構(gòu)造控制，溫泉呈點狀及帶狀出露于兩組斷裂交會處或不同巖體接觸帶。熱儲巖性主要為巖漿巖（花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖、石英正長巖等）及變質(zhì)巖（片麻巖、混合巖），熱儲類型均為深循環(huán)對流型、裂隙型帶狀熱儲。

巢湖穹斷褶帶受北東向滁河斷裂控制明顯，熱儲為古生界寒武系—奧陶系及石炭系—二疊系碳酸鹽巖巖溶-裂隙帶狀熱儲。

江南臺隆深大斷裂帶內(nèi)新構(gòu)造運動較強(qiáng)烈，熱儲巖性主要為巖漿巖（花崗巖、花崗閃長巖等）、變質(zhì)巖及奧陶系石灰?guī)r等，熱儲類型分別為深循環(huán)對流型、巖溶裂隙帶狀熱儲。

2.2.2 沉積盆地?zé)醿r性

安徽省沉積盆地區(qū)地?zé)豳Y源主要分布在淮河以北的亳-阜斷陷盆地、淮南陷褶斷帶，其次在合肥斷陷盆地、沿江斷陷盆地及廬樅斷陷盆地內(nèi)，出現(xiàn)的地?zé)犸@示多為人工揭露。

紙張、剪刀、膠棒、CD都準(zhǔn)備好。我先寫下“畫畫”。甄小美繼續(xù)“頭腦風(fēng)暴”：玩玩具、澆花、和蘇皮玩、看書、聽音樂、躺在床上思考、去別人家……我也一起“頭腦風(fēng)暴”：“幫忙掃地、幫忙洗碗、寫漢字、寫英文……”不過她最后都沒選。

其中皖西北地區(qū)、皖北地區(qū)含熱層位為古近系、新近系粉砂、細(xì)砂、砂質(zhì)黏土等，皖中盆地含熱層位主要是白堊系粉砂巖及砂礫巖，熱儲類型均為層狀熱儲?；茨舷蓠迶鄮е饕獰醿咏M成巖層為古生界石炭系—奧陶系石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，古近系、新近系粉砂巖、砂巖為次生熱儲，其熱儲類型為巖溶裂隙型、孔隙型層狀，具有層狀兼帶狀特征。沿江地區(qū)熱儲巖性主要為寒武系—奧陶系中厚層石灰?guī)r及巖漿巖中，局部為白堊系粉砂巖及砂礫巖，其熱儲類型主要為巖溶裂隙型層狀熱儲、裂隙型帶狀熱儲，局部為孔隙型層狀熱儲。

2.3 地?zé)崃黧w地球化學(xué)特征

安徽省內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的地?zé)崃黧w大多為溫?zé)崴驕厝?，少?shù)為熱水。地?zé)崃黧w的化學(xué)特征主要受熱儲巖性和地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)，地?zé)崃黧w化學(xué)特征在不同構(gòu)造單元呈規(guī)律性分布。

2.3.1 隆起山地區(qū)地?zé)崃黧w化學(xué)特征

根據(jù)地?zé)崴瘜W(xué)分析數(shù)據(jù)，隆起山地對流型地?zé)崃黧w水化學(xué)類型多為SO4-Na 型，其次為HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca·Na型（圖3）。

圖3 地?zé)崃黧w水化學(xué)Piper圖Figure 3. Piper diagram of water chemistry of geothermal fluids

大別山斷塊隆起帶的熱儲巖性主要為巖漿巖及變質(zhì)巖，大別山斷塊隆起帶溫泉水呈弱堿性，pH一般為7.70～8.69，最高可達(dá)8.86。TDS 的高低與水循環(huán)深度、地?zé)崃黧w溫度成正比，熱水礦化度一般為1177.2～1301.3mg/L，最高可達(dá)1376.1mg/L，溫?zé)崴驕厮V化度一般為258.1～558.2mg/L，最高僅559.7mg/L。水化學(xué)類型多為SO4-Na、SO4-Na·Ca型，其次為SO4·HCO3-Na、SO4·HCO3-Na·Ca型。

巢湖穹斷褶帶的熱儲巖性為古生界奧陶系—寒武系及石炭系—二疊系碳酸鹽巖，pH 為6.90～7.40，呈弱堿性或弱酸性。TDS（礦化度）的高低與地?zé)崃黧w溫度成正比，熱水礦化度最高可達(dá)2060.1 mg/L，溫?zé)崴V化度一般為1250.2～1379.0mg/L，最高可達(dá)2032.0mg/L。溫水礦化度一般為432.3～683.1mg/L。各溫泉熱水中陽離子以K+、Na+、Ca2+、Mg2+離子為主，陰離子以離子為主，水化學(xué)類型多為SO4-Ca·Mg型，少數(shù)為HCO3-Ca·Mg型。

江南臺隆深大斷裂帶的熱儲巖性主要為巖漿巖、變質(zhì)巖及奧陶系石灰?guī)r等，深大斷裂中地下熱水均呈弱堿性，pH一般為7.26～8.27。TDS的高低與地?zé)崃黧w溫泉成正比，溫?zé)崴驕厮V化度一般為130.7～429.2mg/L，最高可達(dá)473.9mg/L。水化學(xué)類型除高坦斷裂中東至張灣溫泉流體水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型外，其余均為HCO3-Ca·Na或HCO3-Na·Ca型。

2.3.2 沉積盆地區(qū)地?zé)崃黧w化學(xué)特征

沉積盆地區(qū)地?zé)崃黧w水化學(xué)類型以Cl-Na 型為主（圖3）。

其中亳-阜斷陷盆地的熱儲巖性主要為古近系、新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組的粉砂、細(xì)砂、砂質(zhì)黏土等，盆地地下熱水均呈弱堿性，pH一般為7.24～8.38。水化學(xué)類型以Cl-Na型為主。由于亳-阜斷陷盆地是周口盆地的一部分，盆地中心位于河南周口，亳州和太和靠近盆地中心，因此，地?zé)崃黧w水化學(xué)特征也有反映，如由北往南，TDS 最高的亳州為13970.0mg/L，最低阜南田集為747.36mg/L，即由盆地中心往盆地邊緣總體趨勢減少，水化學(xué)類型也由盆地中心的Cl-Na型到盆地邊緣變?yōu)镠CO3-Na型。

淮南陷褶斷帶的熱儲巖性為古生代的碳酸鹽巖，其上覆的新近系碎屑巖為次生熱儲，淮南陷褶斷帶地下熱水均呈弱堿性，pH 一般為7.44～8.60。TDS 較高，自上而下分別為2600mg/L、2744mg/L，水化學(xué)類型均為Cl-Na 型，主要元素及礦化度除含量差異較大外，其余都非常接近、甚至一致，這說明上覆的新近系中的地下熱水，是來自下伏的古生界熱儲的上升擴(kuò)散，從而形成次生熱儲；而古生屆熱儲含量高，與大氣降水入滲補(bǔ)給有關(guān)。

合肥斷陷盆地可進(jìn)一步劃分為定遠(yuǎn)盆地、合肥-肥東盆地。定遠(yuǎn)盆地的熱儲巖性為古生代寒武系碳酸鹽巖，地下熱水的TDS為544.2 mg/L，pH為7.02，接近中性。水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg 型，其中H2SiO3含量為26.2mg/L，達(dá)到礦水濃度，地?zé)崴擅麨楹杷岬牡責(zé)崴?。合?肥東盆地的熱儲巖性為中生代白堊系—侏羅系砂巖、粉砂巖及砂礫巖，盆地內(nèi)地?zé)崴嗜鯄A性，pH一般為7.46～8.68。水化學(xué)類型以HCO3-Na為主。

3 成藏模式

地?zé)豳Y源的形成與構(gòu)造、巖漿活動、地層巖性和水文地質(zhì)條件等關(guān)系密切。根據(jù)構(gòu)造成因和熱傳導(dǎo)方式的差異，水熱型地?zé)豳Y源可分為隆起山地對流型和沉積盆地傳導(dǎo)型兩種類型[1]。根據(jù)成藏模式與賦存環(huán)境的不同，隆起山地對流型和沉積盆地傳導(dǎo)型在安徽省均有發(fā)育（圖4）。

圖4 安徽省地?zé)豳Y源類型分布圖Figure 4. Distribution of geothermal resource types in Anhui Province

3.1 隆起山地對流型

該類型地?zé)豳Y源主要分布于大別山隆起區(qū)、巢湖穹斷褶帶及江南臺隆深大斷裂帶內(nèi)，均為隆起山地對流板內(nèi)深循環(huán)型，地?zé)犸@示以溫泉為主（圖4）。根據(jù)熱儲蓋層的厚度，安徽省隆起山地對流型地?zé)豳Y源可劃分為兩類，分別為隆起斷裂型地?zé)嵯到y(tǒng)和隆起山地褶斷型地?zé)嵯到y(tǒng)。

3.1.1 隆起斷裂型地?zé)嵯到y(tǒng)

該類地?zé)嵯到y(tǒng)主要分布在大別山隆起區(qū)以及江南臺隆區(qū)，主要有舒城西湯池、舒城山七，岳西縣湯池畈、岳西溪沸、太湖湯泉鄉(xiāng)地?zé)崽铩|至香隅等地?zé)崽?。該類型地?zé)嵯到y(tǒng)是由大氣降水在地形較高處補(bǔ)給后通過斷裂構(gòu)造或構(gòu)造破碎帶向下入滲進(jìn)行深循環(huán)，地下水在徑流過程中不斷吸取圍巖熱量增溫形成溫度迥異的熱水，地?zé)崴軌毫ψ饔迷跀嗔呀粎R處或構(gòu)造破碎帶有利部分形成溫泉或通過人工揭露地?zé)峋男问匠雎队诘乇?，形成一個環(huán)流的地?zé)嵯到y(tǒng)。

隆起山地地?zé)豳Y源分布受壓性、壓扭性的北東、北北東向深大斷裂和張性、張扭性的北西向次級斷裂控制，溫泉或地?zé)峋饕詭罨蛎}狀出露在北北東、北東向斷裂與其次級北西向斷裂的交匯處，發(fā)育面積一般較小。隆起斷裂對流型地?zé)嵯到y(tǒng)的主要特征包括：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，大別山隆起受巖漿活動的影響，可能存在巖漿活動余熱，大地?zé)崃鳎?6.81mW/m2）高于全國大地?zé)崃骶担哂休^好的熱源；②一般處于斷裂的交匯處或者是透水巖層與隔水巖層的界面上；③熱儲為斷裂帶或構(gòu)造破碎帶，在大別山隆起、江南深大斷裂等地?zé)釁^(qū)巖性多為裂隙發(fā)育的變質(zhì)巖、侵入巖、火山巖等圍巖組成的斷裂破碎帶，屬構(gòu)造裂隙，涌水量可達(dá)3515.04m3/d，蓋層為熱儲所在巖體的完整—較完整的花崗巖、石英閃長巖等；④地?zé)崴饕邮墁F(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給為主，循環(huán)深度1766.03～1876.61m，地?zé)崴倪\移主要受控于東西向與北西向兩組斷裂控制，溫泉或地?zé)岙惓^(qū)沿斷裂帶成串珠狀分布在深大斷裂的交匯處，在循環(huán)的過程中發(fā)生冷熱水的混合作用；⑤地?zé)崴瘜W(xué)類型復(fù)雜多變，以SO4·HCO3-Na、SO4-Na、HCO3-Ca 型為主，TDS 大多不足500mg/L，富含偏硅酸以及氟、鍶等微量元素，地?zé)崴乃瘜W(xué)組成主要來源于地?zé)崴c圍巖之間的相互作用；⑥熱儲埋深在1736.03～1846.61m，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲溫度在108.56～120℃之間；⑦熱水溫度在25.5～66℃之間，明顯高于斷陷盆地地?zé)崃黧w溫度，但仍屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

圖5 隆起斷裂型地?zé)嵯到y(tǒng)成因模式圖Figure 5. Genetic pattern of uplift-fracture geothermal system

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)地?zé)崴诘匦屋^高處接受現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給后沿著斷裂帶或構(gòu)造破碎帶等導(dǎo)水通道向下入滲，直達(dá)基底，受較高的地?zé)岜尘盁醾鲗?dǎo)加熱后，在地形高差或相應(yīng)的水頭差作用下，以熱對流形式沿著深部的斷裂或構(gòu)造裂隙上升，在合適的部位形成地?zé)岙惓；蛴砍龅乇硇纬蓽厝蚪?jīng)過人工揭露地?zé)峋@露（圖5）。

3.1.2 隆起山地褶斷型地?zé)嵯到y(tǒng)

區(qū)內(nèi)最為典型的褶斷帶為巢湖穹斷褶帶，該褶帶區(qū)域上包括了含山、廬江、巢湖、和縣大部分地區(qū)。褶帶整體上呈北東向展布，發(fā)育北東軸向背、向斜相間的復(fù)式褶皺。自侏羅系后穹斷褶束帶受北東向斷層控制而整體隆起[7]。該穹斷褶束內(nèi)地?zé)豳Y源發(fā)育，主要有巢湖半湯溫泉、含山昭關(guān)溫泉、和縣香泉溫泉等地?zé)崽铩?/p>

區(qū)內(nèi)主要沿北東向滁河斷裂、香泉推覆斷裂、散兵斷裂、照明山斷裂以及東西向巢湖斷裂、獨山東湯池斷裂等深大斷裂帶及其次級斷裂帶附近發(fā)育碳酸鹽巖帶狀熱儲。該地?zé)嵯到y(tǒng)的主要特征包括：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，熱源傳遞方式有斷裂傳導(dǎo)深部熱和地層傳導(dǎo)深部熱，本區(qū)的大地?zé)崃髦?0.35～79.60mW/m2，明顯高于全國平均大地?zé)崃?，具有較好的熱源；②熱儲多為巖溶裂隙斷裂帶或構(gòu)造破碎帶，呈帶狀兼層狀分布，涌水量可達(dá)2280m3/d，富水程度中等—強(qiáng)；蓋層多為頁巖、砂質(zhì)頁巖、粉砂巖等；③地?zé)崴饕邮艽髿饨邓a(bǔ)給，循環(huán)深度在921.80～2226.59m之間，地?zé)崴谘h(huán)過程中主要受北東向和北西向斷裂控制，溫泉或地?zé)岙惓^(qū)多呈串珠狀分布在深大斷裂的交匯處，地?zé)崴谏钛h(huán)過程中發(fā)生冷水混合，混入比例達(dá)80%以上；④地?zé)崴瘜W(xué)類型多以HCO3-Ca·Mg 型為主，局部地段有SO4-Ca·Mg 型水，富含偏硅酸及氟、鍶等微量元素，地?zé)崴乃瘜W(xué)組成主要來源于地?zé)崴c圍巖之間的相互作用；⑤熱儲埋深在891.80～2196.59m之間，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲溫度多為60～100℃，屬低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

圖6隆起褶斷型地?zé)嵯到y(tǒng)成因模式圖Figure 6. Genetic pattern of uplift-folding-faultinggeothermal system

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)地?zé)崴饕詿釋α餍问窖刂畈康臄嗔鸦驑?gòu)造裂隙上升，部分地段以熱傳導(dǎo)方式，受較高的地?zé)岜尘盁醾鲗?dǎo)加熱后，在地形高差或相應(yīng)的水頭差作用下，在合適的部位形成地?zé)岙惓；蛴砍龅乇硇纬蓽厝蚪?jīng)過人工揭露地?zé)峋@露（圖6）。

3.2 沉積盆地傳導(dǎo)型

沉積盆地傳遞型地?zé)豳Y源分布在皖西北的亳-阜斷陷盆地、淮南陷褶斷帶、皖中的合肥-定遠(yuǎn)盆地、沿江及南（陵）-黃（池）等斷陷盆地。其賦存環(huán)境主要受熱源、熱儲層、熱儲蓋層與導(dǎo)水通道的影響，大致可劃分為沉積盆地封閉型和沉積盆地半封閉型。

3.2.1 沉積盆地封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)

研究區(qū)內(nèi)中生代—新生代斷陷盆地較多，規(guī)模較大的有亳-阜盆地、合肥斷陷盆地、宣廣盆地、沿江盆地等，各盆地發(fā)生的時間不一，發(fā)育過程往往具有多旋回性，可按“成盆”時期分為四種類型，即燕山早期以來、燕山中期以來、燕山晚期以來和喜馬拉雅早期以來。盆地的演化過程大致經(jīng)歷了3個階段，侏羅紀(jì)為坳陷形成期，白堊紀(jì)早期至古近紀(jì)屬斷陷的發(fā)展期，其中以白堊紀(jì)晚期至古近紀(jì)為發(fā)展高峰，新近紀(jì)盆地進(jìn)入衰退期，地表準(zhǔn)平原化。據(jù)現(xiàn)有資料揭示，合肥斷陷盆地、宣廣盆地、安慶盆地等已發(fā)現(xiàn)低溫溫水資源，根據(jù)盆地內(nèi)地?zé)岢雎肚闆r，表明中生代-新生代斷陷盆地存在傳導(dǎo)型層狀熱儲地?zé)豳Y源。

圖7 沉積盆地封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)成因概念模型Figure 7. Conceptual model of genesis of closed geothermal system in sedimentary basin

地?zé)嵯到y(tǒng)地溫梯度一般高于正常地溫梯度，地?zé)岙惓^(qū)面積較大，具有巨厚的蓋層和熱儲層。主要包括以下幾個方面特征：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，地溫梯度大于2.56℃/hm；②具有較厚的蓋層，巖性以定遠(yuǎn)組砂質(zhì)泥巖、泥巖為主，厚度在80～509m 之間，部分地段可達(dá)1000m；③蓋層下伏良好的熱儲層，呈圈閉層狀特征，巖性為侏羅系砂巖、砂礫巖等，厚度大于500m，富水程度較好；④地?zé)崃黧w主要接受古大氣降水補(bǔ)給為主，在盆地邊緣山前地帶可能接受現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給，熱儲地?zé)崴h(huán)埋深在872.78～2234.41m之間，地?zé)崃黧w循環(huán)過程中幾乎不發(fā)生冷熱水的混合；⑤熱儲埋深在842.78～2204.41m 之間，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲溫度在53.69～75.00℃之間；⑥地?zé)崃黧w水化學(xué)類型主要以Cl·SO4-Na 型、Cl-Na 型為主，屬于高TDS 水，富含偏硅酸及氟、鍶等微量元素，地?zé)崃黧w組分主要來源于地?zé)崴c圍巖之間的水巖相互作用；⑦地?zé)崃黧w溫度一般在30～34.5℃，屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)主要是受古大氣降水的補(bǔ)給，屬于古沉積水，在盆地邊緣區(qū)接受現(xiàn)代大氣降水的補(bǔ)給，蓋層和熱儲層普遍發(fā)育且較厚，受大地?zé)崃鱾鲗?dǎo)熱的加熱后地?zé)崃黧w經(jīng)深部循環(huán)，沿有利的斷裂通道向上運送，在上涌的過程中地?zé)崴c圍巖發(fā)生相互作用，幾乎不發(fā)生冷熱水的混合（圖7）。

3.2.2 沉積盆地半封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)

該類地?zé)嵯到y(tǒng)主要分布在定遠(yuǎn)盆地、廬樅盆地等構(gòu)造盆地。區(qū)內(nèi)斷裂帶多為先壓后張多次活動性斷陷，上盤下降形成斷陷盆地，下盤隆升構(gòu)成低山丘陵，地?zé)豳Y源受斷裂控制，多在盆地與隆起區(qū)的結(jié)合部位出露。

圖8 沉積盆地半封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)成因概念模型Figure 8. Conceptual model of genesis of semi-closed geothermal system in sedimentary basin

該類地?zé)嵯到y(tǒng)地溫梯度一般高于正常地溫梯度，地?zé)岙惓^(qū)面積較封閉型要小，蓋層一般為頁巖、砂巖，熱儲層厚度不一。主要包括以下幾個方面特征：①熱源主要為上地幔傳導(dǎo)熱，部分存在巖漿活動余熱（廬樅盆地），地溫梯度大于3.0℃/hm；②蓋層發(fā)育較封閉型地?zé)嵯到y(tǒng)要差，分布不連續(xù)，地層厚度約40～270m，巖性主要以砂巖、黏土為主；③地?zé)嵯到y(tǒng)熱儲多為古生界奧陶系—寒武系碳酸鹽巖地層，熱儲受斷裂構(gòu)造的斷層產(chǎn)狀、斷裂破碎帶的寬度及斷裂兩側(cè)地層巖溶的發(fā)育程度控制，呈半封閉層狀兼帶狀特征，產(chǎn)水量大，水量約1824.34～3002.49m3/d之間；④地?zé)崃黧w主要接受大氣降水補(bǔ)給，循環(huán)深度在928.89～2006.02m 之間，在循環(huán)過程中發(fā)生冷熱水的混合，冷水混入比例可達(dá)80%；⑤熱儲埋深在898.89～1976.02m，二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)顯示熱儲溫度在73.64～100℃；⑥地?zé)崃黧w水化學(xué)類型以HCO3-Ca·Mg、HCO3-Ca 型為主，TDS 小于500mg/L，富含偏硅酸及氟、鍶等微量元素，地?zé)崃黧w組分主要來源于地?zé)崴c圍巖之間的水巖相互作用；⑦地?zé)崃黧w溫度一般在27.5～38.5℃，屬于低溫地?zé)嵯到y(tǒng)。

該類型地?zé)嵯到y(tǒng)主要是受現(xiàn)代大氣降水補(bǔ)給，蓋層發(fā)育較差，熱儲層多為斷裂構(gòu)造內(nèi)碳酸鹽巖圍巖，地?zé)崃黧w受較高的地?zé)岜尘盁醾鲗?dǎo)加熱后經(jīng)深部循環(huán)后，沿導(dǎo)水?dāng)嗔褬?gòu)造通道向上運移，地?zé)崴谏仙^程中與圍巖發(fā)生較強(qiáng)的水巖相互作用，在淺部并有冷熱水的混合作用（圖8）。

4 結(jié)論與建議

地?zé)豳Y源作為一種清潔、可再生能源，其綠色低碳、安全優(yōu)質(zhì)、運營費用低等特征受到人們的追捧。安徽省地?zé)豳Y源豐富，地?zé)犷愋投鄻?，開發(fā)利用潛力大。安徽省內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶斷、隆起、坳陷交替發(fā)育分布，為地?zé)豳Y源的形成提供了良好的條件。巖石熱導(dǎo)率、地溫梯度、大地?zé)崃魈卣黠@示安徽省地?zé)豳Y源分布不均，不同構(gòu)造單元地?zé)豳Y源分布不一，整體上隆起山地區(qū)地?zé)豳Y源較沉積盆地地?zé)豳Y源豐富。

安徽省地?zé)豳Y源以溫泉和地?zé)徙@孔出露為主，屬低溫地?zé)豳Y源。水化學(xué)數(shù)據(jù)顯示隆起山地對流型地?zé)崃黧w水化學(xué)類型多為SO4-Na型，其次為HCO3-Ca·Mg型或HCO3-Ca·Na型。沉積盆地區(qū)地?zé)崃黧w水化學(xué)類型以Cl-Na 型為主。根據(jù)構(gòu)造成因和熱傳導(dǎo)方式的差異，安徽省水熱型地?zé)豳Y源可分為隆起山地對流型和沉積盆地傳導(dǎo)型兩種類型。

目前對于地?zé)岙惓^(qū)圈劃往往僅考慮淺層地溫場、已有溫泉及地?zé)峋姆植家约皡^(qū)域地球物理場等指標(biāo)，建議充分考慮地?zé)岬刭|(zhì)條件，選取多指標(biāo)（地震數(shù)據(jù)、巖漿活動特征）圈定地?zé)岙惓^(qū)。另外，應(yīng)加強(qiáng)對地?zé)岬刭|(zhì)特征及水文地球化學(xué)特征的系統(tǒng)研究工作，進(jìn)一步完善地?zé)嵯到y(tǒng)成因概念模型。