潮州市新豐揚康村位于新豐鎮東部,距新豐鎮約1.0 km,地熱資源豐富。據現場調查,區內發現地熱溫泉(點)1處、天然露頭1處、地熱井近40 處。地熱井基本沿著揚康溪兩岸、溝底分布,總體呈南東向展布,總跨度長約310.0 m,地熱井分布面積為9.3萬m2。地熱資源是一種可再生的清潔能源,因而研究揚康地熱資源的地質特征、流體化學特征,可為當地合理開發利用地熱資源提供理論地質基礎資料,對促進地方經濟發展、推動鄉村振興具有重大意義。

1地質特征

1.1地層巖性

區內主要出露地層為第四系和侏羅系。第四系地層為更新統(Qp)和全新統(Qh),主要分布于新豐盆地內及山間溝谷地帶,由砂礫石、含黏土質砂礫、砂質黏土、亞砂土、(亞)黏土、粉細砂等組成,其厚度在7~23 m,局部低洼處厚度達到30 m。侏羅系地層為上統高基坪群上亞群(J3gj2b),分布較為廣泛,主要分布于區域東部、中部,巖性主要為英安巖夾流紋巖、安山巖及其火山碎屑巖、粉砂巖、 酸性流紋巖、火山碎屑巖夾多層炭質頁巖及凝灰質砂巖、鐵礦層。

1.2地質構造

區內斷裂構造較發育,以北東向、北西向構造為主,已知溫泉點基本上都是圍繞斷裂構造分布。 區內主要出露的北西向斷裂有性質不明斷層(F3)、 三饒斷裂(F4)、建饒—新豐斷裂(F5)及通過地球物理勘探工作推測斷裂3條,編號為FNW-1—FNW-3,其中F3、F4、F5三條斷裂近乎平行,斷裂FNW-1與建饒—新豐斷裂(F5)極近,延伸段大致吻合,判定為建饒—新豐斷裂(F5)的延伸斷裂。北東向斷裂帶為隱伏型斷裂帶,通過高密度電法和視電阻率聯合剖面等綜合物探方法,探測到區內兩條北東向斷裂FNE-3、FNE-4,綜合遙感解譯與分析對比物探異常特征,推測北東向斷裂有4條,編號為FNE-1—FNE-4, 其中北東向斷裂FNE-3、FNE-4與北西向斷裂FNW-1交會并在北東向FNE-3交會的低洼溝谷地形處見溫泉出水點。北東向斷裂規模較大、向下發育較深,為區內主要的控熱構造,而北西向斷裂為導熱(水) 構造,見圖1。

2水文地質特征

2.1熱儲特征

區內多個地熱井均屬北西向構造控制的帶狀熱儲,發育于兩組斷裂的交會部位,巖體內部的裂隙構造為導水系統。溫泉所處溝谷見裂隙發育帶,見有多組北西向張開型裂隙及空洞,印證張性斷裂帶控制溫泉水溢出,走向為北西向。區內地熱溫泉熱巖溶蝕、水熱蝕變以長石類礦物分解和鉀長石化為主,熱水沉淀主要形成鈣華(鈣質沉淀)、硅華、黃色鐵沉淀 (地熱井口流水地面常見)。從溝底鉆孔采取的巖芯可見裂隙發育,裂隙平整,寬2~3 mm,屬張開型裂隙,充填物多為碳酸鹽化物,呈灰白色,且巖芯表面上可見溶蝕孔洞,孔徑1.5 mm左右,深2.0 mm,未見充填物,表明熱儲層嚴格受斷裂構造及裂隙控制和影響,平面上呈帶狀展布,屬帶狀熱儲。

2.2賦存介質

區內分為兩種地下水類型:松散巖類孔隙水, 主要賦存于第四系沖積(Qal)層(砂礫石、砂及亞砂土)和沖洪積(Qal+pl)層(黏土及黏土質砂、砂礫石) 中,孔隙水分布零散,主要賦存于一級階地下部砂礫和卵石層,二級階地普遍水量貧乏;基巖裂隙水,根據巖性劃分為層狀(似層狀)巖類裂隙水和塊狀巖類裂隙水二個亞類:層狀(似層狀)巖類裂隙水,含水層為侏羅系上統高基坪群上亞群 (J3gj2b),含水巖層巖性主要為英安巖夾流紋巖、安山巖及其火山碎屑巖、粉砂巖、酸性流紋巖、火山碎屑巖夾多層炭質頁巖及凝灰質砂巖、鐵礦層,該層富水性中等—弱,地下水下滲和保存條件良好, 地下徑流模數加權平均值為9.12 L/(s·km2);塊狀巖類裂隙水,含水巖組主要出露燕山三期(γ52(3)), 巖性為黑云母花崗巖[3],水位埋深為1.51~2.15 m, 一般水量為中等—富,地下徑流模數加權平均值為6.863~8.595 L/(s·km2)。

3地熱流體化學特征

根據表1水樣分析結果:陰離子以SO42-、 HCO3-為主,SO42-質量濃度175.85 mg/L,毫摩爾百分數為63.45%,HCO3-質量濃度58.11 mg/L,毫摩爾百分數為16.51%;陽離子以Na+為主,質量濃度 113.47 mg/L,毫摩爾百分數為90.57%。

根據舒卡列夫分類,水化學類型為SO4-Na型。 屬第Ⅰ型水:HCO3->Ca2++Mg2+,是在含有大量Na+與 K+的火成巖地區形成,低礦化度、硬度小,水質好。地熱流體的溶解性總固體為465 mg/L,≤1 000 mg/L, 屬淡水;p H值為8.63,屬弱堿性水;水溫為60℃, 屬熱水。

4開采儲量估算

為估算揚康地熱資源開采儲量,以區內儲量核實勘查鉆孔ZK1-RJ1單井穩定流抽水試驗所得觀測和試驗數據為參數,結合地表觀測估算其可開采儲量。ZK1-RJ1孔抽水試驗共進行了兩個階段 (枯水期、豐水期)的三次水位降深((S1、S2、S3),試驗結果見表2、圖2、圖3。根據抽水試驗結果,選取枯水期最大涌水量作為揚康地熱田可開采量(已探明)506 m3/d。

依據地熱流體可開采量所采出的熱量,按照式(1)和式(2)計算單井可采(水)量、熱功率、年可采熱能量,計算結果見表3。

式中:Wt為熱功率,kW;Q為地熱流體可開采量, L/s;t為地熱流體溫度,℃;t0為當地年平均氣溫,℃。

式中:∑Wt為開采一年可利用的熱能,106 J;D為全年開采日數(按24小時換算的總日數),d;K為熱效比(按燃煤鍋爐的熱效率0.6計算)。

5開發利用可行性評價

ZK1-RJ1井采深240.42 m,出水水溫58~ 60℃,屬較適宜且最經濟開采區。根據ZK1-RJ1井不同時段2次水質全分析和放射性水樣檢測結果進行數據分析,揚康地熱水可作為理療熱礦水開發利用。評價標準及評價結果詳見表4。

目前揚康地熱資源多為民采,主要用于當地居民生活用水、家庭式洗浴中心用水和溫泉酒店用水等。無序開發利用不僅導致資源利用率低,還可能因過度開采引發地面沉降。揚康地熱田多處自然出露溫泉點,溫泉水溫高,地理位置好,相對其他地區溫泉規模較大,為最經濟的較適宜開采區,可作為理療熱礦水,開發潛力較高?？茖W規劃與高效利用當地寶貴地熱資源,結合進康復、旅游產業融合發展,對鄉村振興具有重大促進作用。

6結論

1)揚康地熱資源主要受北東向斷裂與北西向斷裂控制,其中北東向斷裂規模較大、向下發育較深,為區內主要的控熱構造,而北西向斷裂為導熱 (水)構造。

2)揚康地熱田熱儲層受斷裂構造及裂隙控制和影響,平面上呈帶狀展布,屬帶狀熱儲。地下水類型以松散巖類孔隙水、塊狀巖類裂隙水為主,層狀(似層狀)巖類裂隙水為輔。

3)揚康地熱田地熱資源的可開采量(已探明) 5.86 L/s,熱功率922 kW,年可采熱能量44 477 280 MJ, 出水水溫58~60℃,屬低溫地熱資源中的溫熱水、熱水。

4)揚康地熱資源相對其他地區溫泉規模較大,為最經濟的較適宜開采區,可作為理療熱礦水,開發潛力較高,科學規劃與高效利用當地寶貴地熱資源,結合進康復、旅游產業融合發展,對鄉村振興具有重大促進作用。