修水縣白嶺地熱水成礦模式及產(chǎn)能預測

程星敏，周 勝

（江西省煤田地質(zhì)勘察研究院，江西 南昌 330001）

1 地熱水形成的背景

修水縣白嶺鎮(zhèn)地處江西省西北部， 位于雄峻峭拔、風景秀美的黃龍山下，是湘鄂贛三省交界處的邊陲重鎮(zhèn)，環(huán)境優(yōu)美、資源豐富。白嶺地熱水以上升泉的形式出露于溫泉村～下太清村～桃樹村一帶，分布面積達1 000 m2，有泉眼多處，水溫40℃～62℃、總流量約11.628 L/s。 溫泉水無色透明，略具硫化氫味，水質(zhì)類型為HCO3+SO4-K+Na型，PH值為7.8，礦化度134.389 mg/L，偏硅酸（H2SiO3）109.46 mg/L，含量 超過了理療熱礦水水質(zhì)標準。

1.1 地形地貌及降水條件

白嶺溫泉地處幕阜山系的黃龍山下，屬構(gòu)造剝蝕低山丘陵區(qū)， 三面環(huán)山， 山體海拔高程一般在+900～+1200 m，南部最高點黃龍山標高+1 511.20 m。溫泉出露于向北開口的盆地南部， 標高為+230 m左右，相對高差達700～1 000 m。山區(qū)植被發(fā)育，降雨充沛，4月～6月降雨集中，年降水量為1 634.1 mm，水氣凝重， 天氣降水是區(qū)內(nèi)地下水補給的主要來源，及深部循環(huán)的有利條件。

1.2 地層巖性條件

地熱水及周邊出露地層主要為第四系松散堆積物（Q）及巖漿巖。 第四系松散堆積物主要為山間河谷型全新世沖積層。 沖積層具二元結(jié)構(gòu)：上部為粉質(zhì)粘土和粘土，厚度1.0～2.0 m；下部為砂卵石層，厚度1.5～2.5 m；總厚度約1.5～5.0 m。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為燕山期侵入的花崗閃長巖（γ5mb2-2），白嶺花崗閃長巖大面積分布，總體延伸略成東西向。 組成巖體的巖石以二云母黑云母花崗閃長巖為主，占80%；部分斜長花崗巖和石英二長巖。主要礦物平均含量：斜長石（41%）、鉀長石（17%）、石英（22%）、黑云母（15%）。 巖石為中—粗粒結(jié)構(gòu)，斑雜構(gòu)造、流動構(gòu)造和似片麻狀構(gòu)造，巖體中次生裂隙發(fā)育。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造條件

研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)處于江南東部隆起帶九嶺逆沖隆起和贛北東西向構(gòu)造帶及九嶺山北東向構(gòu)造復合部位。 白嶺溫泉主要受北東向構(gòu)造黃馬沖斷裂（F1）和北北東向構(gòu)造蒼嶺寨斷裂（F2）控制。 構(gòu)造綱要見圖1。

圖1 江西省修水縣白嶺地熱構(gòu)造綱要

（1）北東向構(gòu)造（黃馬沖斷裂F1）

黃馬沖斷裂（F1）屬華夏主干斷裂.規(guī)模大，北至湖北、南至湖南。斷裂面平直光滑，傾向295°，傾角75°；石英、長石均被拉長并蝕變成絹云母和綠簾石；花崗巖具糜棱碎裂結(jié)構(gòu)。 斷層面上可見擦痕，為壓扭性，具二次或二次以上活動。

（2）北北東向構(gòu)造（蒼嶺寨斷裂F2）

蒼嶺寨斷裂（F2）為F1的派生斷層。 出露于石英脈中處，傾向285°，傾角70°。 斷層面平直光滑，水平擦痕清晰，推測被F1截住，具二次或二次以上活動痕跡，F(xiàn)1的一組扭面。

此外區(qū)內(nèi)基巖裸露，巖石輕微風化，斷裂（尤其F1）周邊次生裂隙發(fā)育。

2 地熱水成礦模式分析

通過地質(zhì)、地熱等背景條件分析，白嶺溫泉地熱水成因特點主要有：

1）地下熱水主要接受中低山區(qū)的大氣降水滲入補給，通過北東向深大斷裂向地殼深處運移，在地球內(nèi)熱的作用下，形成地下熱水。 在適宜的地貌條件下，在壓力差的驅(qū)動下，熱水沿著裂隙帶涌出地表，形成溫泉。

2） 白嶺地區(qū)廣泛分布的九嶺花崗閃長巖體為地熱水的形成提供了附加熱能；白嶺溫泉分布于北東向構(gòu)造F1和北北東向構(gòu)造的復合部位，說明地熱水的形成和分布主要受斷裂的控制。其中F1斷裂對地殼的切割深度較大，該斷裂是區(qū)內(nèi)地下熱水的控熱構(gòu)造，導熱構(gòu)造為區(qū)內(nèi)低序次派生斷裂（F2）或斷裂交匯處形成的裂隙帶。

3）白嶺溫泉區(qū)地貌形態(tài)特殊，山體構(gòu)造發(fā)育，地形高差大，降水豐富，地下水徑流途徑長，F(xiàn)1斷裂對地殼的切割深度大，為地下熱水深循環(huán)加溫提供了良好條件，是形成本區(qū)地熱水水溫高、流量大、水質(zhì)好的主要原因。

3 產(chǎn)能預測

白嶺溫泉各出露點平均流量總和約11.628 L/S，地熱水平均溫度53℃，本次根據(jù)地熱資源地質(zhì)勘查規(guī)范，采用大地熱流法大致預測地熱水產(chǎn)能。

1）日產(chǎn)能

Wt=4.186 8Q（t-to）

式中：Wt為熱功率， 單位為kW；Q為地熱水可采量，根據(jù)泉流量總和法1 004.66 m3/d （11.628 L/S）；T為地熱水平均溫度53℃；to為當?shù)啬昶骄鶜鉁?6℃。

Wt=4.186 8×11.628×（53-16）=1 801.31 kW

2）年產(chǎn)能

∑Wt=86.4 DWt/k

式中： ∑Wt為年產(chǎn)能， 單位為MJ；D為全年開采日數(shù)，單位為天，取320 天，（扣除設備檢修45 天）；Wt為日產(chǎn)能，單位為kW；K為熱效比，取0.6。

∑Wt=86.4×320×1 801.31/0.6=8.31×107MJ

4 結(jié)語及建議

白嶺溫泉地熱水成因類型屬于典型的中低溫對流型地熱系統(tǒng)，九嶺花崗閃長巖體是形成地熱水的深部熱源， 大氣降水是溫泉水主要補給來源，區(qū)內(nèi)北東向深大斷裂是控熱構(gòu)造，派生斷裂或斷裂交匯處形成的裂隙帶則為導熱構(gòu)造。 該區(qū)降水豐富，地形高差大，斷裂帶切割深度大，是形成本區(qū)地熱水水溫高、流量大、水質(zhì)好的主要原因。 采用大地熱流法大致預測地熱水年產(chǎn)能為8.31×107MJ。

通過對白嶺溫泉地熱水成因分析及產(chǎn)能預測，認為其具備較大的勘查開發(fā)潛力， 進一步提高水溫、水量的可能性較大，地熱水可采用鉆井及開挖擴泉法進行開采。