安徽合肥三河地區(qū)地熱地質(zhì)特征及找熱方向分析

趙競，謝杰，秦貞娜

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊，安徽合肥 230011）

0 引言

三河地區(qū)位于合肥盆地的西南端，北鄰合肥濱湖地熱，南有廬江湯池地熱，地熱地質(zhì)條件優(yōu)良。同時三河古鎮(zhèn)是國家5A級旅游景區(qū)，是環(huán)巢湖重要旅游節(jié)點地區(qū)，如能在該區(qū)取得地熱勘查突破，將會極大推動合肥市三河古鎮(zhèn)旅游進一步騰飛[1]。2016年—2018年，安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局327地質(zhì)隊在該地區(qū)開展過地熱資源調(diào)查評價工作[2]，但受工作程度限制，未取得地熱勘查突破。因此，深入分析合肥三河地區(qū)開展地熱地質(zhì)條件，助推該區(qū)地熱勘查突破具有重要意義。

1 區(qū)域地下熱水分布特征

合肥地區(qū)地熱顯示主要分布在肥東店埠、濱湖新區(qū)、廬江湯池及巢湖半湯地區(qū)[3～7]，分別位于本文研究區(qū)域的北部、南部及東北北部（圖1）。

圖1 合肥地區(qū)地熱分布位置圖Figure 1.Map of geothermal distribution in the Hefei area

2 區(qū)域地球物理場特征

2.1 重力場

從區(qū)域重力異常來看，研究區(qū)位于滁州-廬江北東向重力異常梯度帶上，顯示該區(qū)為郯廬斷裂帶影響范圍內(nèi)。從研究區(qū)局部重力異常來看，重力等值線負值異常經(jīng)由研究區(qū)轉(zhuǎn)為稀疏，推斷研究區(qū)整體地殼厚度較為均勻，相鄰區(qū)塊未見明顯差異。

2.2 磁場

研究區(qū)區(qū)域磁異?？傮w呈現(xiàn)北東向分級、北西向分塊分布（圖2）。研究區(qū)內(nèi)三河鎮(zhèn)-長汀大郢為一條帶狀相對平穩(wěn)異常區(qū)，異常成北西向展布，推測由北西向斷裂所致。

圖2 研究區(qū)△T等值線平面圖Figure 2.△T contour plan of the study area

3 研究區(qū)地熱地質(zhì)條件

3.1 地層

三河地區(qū)地表均為第四系覆蓋，未見基巖出露。區(qū)域地質(zhì)資料顯示，覆蓋層下地層主要為白堊系下統(tǒng)毛坦廠組（K1m）和白堊系上統(tǒng)張橋組（K2z）。毛坦廠組（K1m）巖性主要為紫紅、紫灰色粗面巖、粗安巖、粗安質(zhì)凝灰角礫巖、角礫巖、凝灰?guī)r夾黃綠色凝灰質(zhì)砂巖及頁巖。張橋組（K2z）巖性主要為紫紅、淺紫紅色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖；深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，局部夾薄層中—細粒長石石英砂巖、粗砂巖、砂礫巖。巖石局部可見鈣質(zhì)結(jié)核，多呈次棱角—次圓狀，直徑0.1～0.2cm不等。三河地區(qū)處于張八嶺抬拱區(qū)，張橋組上部地層已被剝蝕。對研究區(qū)鉆孔所見巖性和周邊合肥市濱湖新區(qū)(大圩地區(qū))地熱鉆孔所見巖性進行對比劃分，認為研究區(qū)內(nèi)所見巖性應劃分為張橋組下部。第四系為全新統(tǒng)豐樂鎮(zhèn)組，廣泛分布于整個工作區(qū)，主要巖性為粉土、中粗砂夾黏土、砂礫、粉砂。

3.2 構(gòu)造

地表未能見到明顯斷裂構(gòu)造現(xiàn)象。物探資料顯示，區(qū)域性北東向深大斷裂橫穿研究區(qū)中部，崗頭五隊至小公玉一帶發(fā)育一斷裂破碎帶，北北西走向，傾向西，形成較北東向斷裂晚（圖3、圖4）。

圖3 研究區(qū)基巖地質(zhì)略圖Figure 3.Sketch map of bedrocks in the study area

圖4 研究區(qū)CSAMT剖面測量圖Figure 4.CSAMT profile measurement map of the study area

3.3 侵入巖

該區(qū)未見侵入巖出露。

3.4 水文地質(zhì)

根據(jù)地下水賦存條件及含水介質(zhì)的不同，研究區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水及碎屑巖類裂隙孔隙水兩種基本類型。研究區(qū)第四系松散層分布廣泛，覆蓋于碎屑巖之上，含孔隙水。由于中生界碎屑巖厚度大，局部結(jié)構(gòu)松散，層理裂隙較發(fā)育，含碎屑巖類裂隙孔隙水。

3.5 熱泉出露情況

在研究區(qū)中部廬江縣同大鎮(zhèn)有一地下水出露點，出露點位于一水塘的西北角，水塘面積約7500km2，水塘深1.5m左右，可供給30畝農(nóng)田灌溉。水塘每3～4年疏干清淤一次，抽干后出露點具有涌水現(xiàn)象，在嚴寒冬季其他地方結(jié)冰時，出露點附近不結(jié)冰并冒熱氣。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和測溫，出露點水面見有較多水泡，混合后的水溫仍高于他處。經(jīng)現(xiàn)場測溫，當?shù)貧鉁?1℃，出露處溫度為14℃，顯示為一熱泉。

4 找熱方向分析

研究區(qū)在構(gòu)造上位于郯（城）-廬（江）斷裂西側(cè)，合肥盆地西南部，地熱地質(zhì)條件優(yōu)良。受郯（城）-廬（江）斷裂帶控制，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要表現(xiàn)為北東向、北西向兩組。北東向區(qū)域斷裂規(guī)模大，切割深，為地下水循環(huán)提供了通道，而推測北西向斷裂切割北東向?qū)當嗔?，對地下水的循環(huán)起到阻水作用，致使地下水沿斷裂復合的有利位置上行，形成上升泉[8～11]。

研究區(qū)南部地層、構(gòu)造形式與廬江湯池地熱田較為相似，具有形成類似地熱田的較大可能。大氣降水通過地下徑流，并通過北東向區(qū)域性深大斷裂向深部徑流，進而獲得深達基底熱源加熱后形成地熱水，又循次級北西向構(gòu)造破碎帶(控熱構(gòu)造)上升，在地面以溫泉形式呈帶狀出露。

研究區(qū)北部位于合肥盆地西南部。合肥盆地內(nèi)地熱形成條件：熱源來自地殼深部；主要熱儲層為白堊系張橋組砂巖，呈層狀，分布穩(wěn)定，平均厚度190m；蓋層為古近系—白堊系粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，分布穩(wěn)定，厚度266～350m；熱儲呈層狀，在深大斷裂帶地熱田兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征。研究區(qū)分布的地層為張橋組下段，鉆孔揭露厚度大于600m，與合肥盆地內(nèi)濱湖地熱田以及肥東店埠地熱田構(gòu)造部位、熱儲地層基本一致。分析對比周邊地熱田鉆孔揭露熱儲層資料：肥東店埠地熱田熱儲層埋深較淺，濱湖新區(qū)地熱田位于肥東店埠的西南側(cè)約23km，其覆蓋層、熱儲層均比肥東地熱田埋藏深。研究區(qū)位于濱湖地熱田南部約25km，紅層碎屑巖厚度大于濱湖地區(qū)。因此，推測區(qū)內(nèi)熱儲層的埋深應較濱湖新區(qū)深，而前期工作施工的驗證井未揭露到白堊系張橋組砂巖層狀含水層。

綜上，研究區(qū)南部具有尋找湯池式帶狀熱儲的地熱地質(zhì)條件，北部具有尋找合肥濱湖式層狀兼有帶狀特征熱儲。由于合肥濱湖式熱儲具有熱儲層厚度較大并且較為穩(wěn)定，熱儲溫度較高等優(yōu)點，本文認為應重點在研究區(qū)北部尋找合肥濱湖式地熱資源。