1、2013年6月 第3期 兴义民族师范学院学报 Journal of Xingyi Normal University for Nationalities June 2013 No3 四川安县罗浮山温泉热储层的初步研究 朱克亮赵斌 (兴义民族师范学院， 贵州 兴义 562400) 摘要：地热作为一种自然补给的可再生的绿色能源，其开发和利用粗放型特征明显，资源和环境 遭受着极大的破坏，我们必须在开发中注意技术条件的可行性，做好综合开发利用，把资源优势转化为 现实生产力。本文在前人工作的基础上侧重对安县罗浮山温泉的热储层进行初步研究，估算热储层含水 量，探索合理开发利用地热资源，为安县热水资源的绿色
2、开发和循环经济提供依据。 关键词：安县罗浮山；热储层；温泉；含水量 文章编号：1009-0673(2013)03_001904 中国分类号：F5957 文献标识：A Preliminary Study of An County Luofufhan Hot Spring Thermal Reservoir in Sichuan Province ZHU KeliangZHAO Bin (Xingyi Normal University for Nationalities，Xingyi Guizhou562400，China) Abstract：Geothermal energy as a nat
3、ural supply of renewable green energy，the development and use of extensive feature is ap- parent，resource and environment suffer significant damage，we must pay attention to in the development of technology feasibility， completes the comprehensive development and utilization，the resource advantages i
4、nto real productivityBased on the previous work， focused on An County of Hot Springs geothermal reservoir Luofushan preliminary study to estimate the geothermal reservoir water contentExploring rational development and utilization of geothermal resources project，and this provides the basis for hot w
5、aters green development and An CountyS recycling economy Keywords：An County Luofufhan；Thermal Reservoir；Hot Spring；Water Content 地热是一种自然补给的、可再生的绿色能源，我 国地热资源丰富，可望成为继煤、石油、天然气之后 重要的替代能源之一，开发和利用地热资源，其经济 意义不可估量_ll。随着经济社会的发展，我国经济增 长在很大程度上依赖资源高消耗并以牺牲环境为代 价，粗放型开发特征明显田，资源和环境遭受着不同 程度的破坏。我们应该“在保护中开发，在开发中保 护”，并
6、在开发中注意技术条件的可行f生和社会、经 济、生态效益的合理性圈。我们要坚持以科学发展观 为指导，作好综合开发利用，同时把资源优势转化为 现实生产力，做到资源、经济和环境的可持续发展。 四川安县罗浮山一带蕴藏丰富的中低温热矿泉 水资源，很多部门和单位都做过一些调查研究，目前 已有1个热水井成功开发并投人利用，些大型的温 泉旅游区也正在开发之中，但从安县的城市和经济发 展趋势分析，现有的开发和利用尚处于无序状态 。 收稿时间：20l3 3 8 作者简介：朱克亮(1971一 )，男，贵州瓮安人，兴义民族师范学院讲师，硕士，主要从事环境地质工 程研究。 19 2013正 兴义民族师范学院学报 第3期
7、 本文通过地质采样、实验室化验分析、水文试 验分析等科研方法，侧重研究热储层，估算罗浮山 温泉热矿泉水的储量，探索优化开发利用方案，为 安县热矿水可持续开发和利用提供依据，确保经 济发展与环境相协调而不以牺牲环境为代价。 一、罗浮山温泉地质概况 罗浮山一带热矿泉水含水层(以下简称研究区) 位于安县桑枣镇南西。研究区处于龙门山前山逆冲 推覆构造带与前陆盆地交界处，可分列归属于两个 二级构造单元，即北西为江油一灌县(前龙门山)冲 断推覆体( )，南东为川西北前陆盆地( )的组成 部分。研究区出露地层以中新生代为主，见晚古生代 地层，主要包括二叠系吴家坪组(P2w)、龙潭组 (P it)、阳新组(P
8、 y)；三叠系飞仙关组(T1f)、雷口坡组 (T，1)、马鞍塘组(T，m)、小塘子组(T3)【)；侏罗系千佛 崖组(J2q)、沙溪庙组(J s)、遂宁组(J2sn)、莲花口组 (J31)和第四系全新统和更新统(Q )。 二、水文地质特征 1浅层地下水 安县地区由于地层出露较为齐全，地貌地形、 地质构造复杂，构成了复杂的水文地质条件，就浅 层地下水而言，区内浅层地下水的补给主要来源 于大气降雨，安县地区为四川省多雨区，年平均降 雨量在1300mm以上，丰沛的降雨通过岩层层面， 裂隙网络和岩溶裂隙通道人渗地下，入渗的地下 水，主要是以裂隙和溶蚀裂隙，作为地下水循环排 泄途径。区内浅层地水水循环交替
9、强烈，矿化度一 般小于05#L，水质类型主要为HC03一Ca、 HCO3一Ca。Mg(MgC a1型。 2深部地下水 安县地区碳酸盐岩地层层位多、分布广，地层 中可溶蚀岩石厚度大，其岩溶十分发育。因此当它 们深埋于地下时，即可形成层状厚大，但不均一且 各自独立的储水层位，在揭露的碳酸盐岩地层中 就有6个以上的独立储水层段。深埋的地下水，其 径流循环滞缓，地热增温使其水温增高，从而形成 深部储存的地下热矿水。 3热矿水的补给、径流、排泄特征 热矿水的循环是一个区域性的循环系统，热矿 水的补给、径流、排泄也是在一个区域范围内完成 的。大气降水在区域上沿断裂带等向地下深部下渗 变热，在地质构造控制下
10、热流作深层的循环，并沿渗 20 流通道向地壳薄弱地带运移(图1)。罗浮山隐伏背 斜是一个老地层隆起，背斜核部三叠系雷口坡组碳 酸盐岩为热矿水含水层。上部厚约1200米的泥质碎 屑岩为隔水层，限制了承压水向上部的运移。热矿水 为是古代和近代溶滤水的混合体，并得到一定数量 的现代大气降水补给，其补给储水层的裸露区、断 层、岩层界面、岩层内裂隙、孔隙既是地下水的储库， 又是承压水对流通道，当钻井揭穿储水岩层，地下水 携带着深部的热量向压力降低方向径流。 图1安县罗浮山温泉补给来源示意剖面图 三、热矿水含水层特征 1含水层 地下热矿水的形成，必须满足“热储层、盖层、 导热通道、热源”四大基本要素，以及
11、由上述要素 组成的良好储集构造。 (1)储热含水层 研究区由T，m和T2l 4的白云岩或灰岩构成 一个热矿水储热含水层，与其上覆的T3)【一J sn泥 质岩层隔热保温盖层共同构成一个热储单元。 (2)隔热保温盖层 由三叠系小塘子组(T X)至侏罗系遂宁组 (J2sn)组成。 (3)导热通道 横贯本区的江油一灌县(都江堰)隐伏大断裂， 具有断距大，切割地壳深，规模大等特 。与区内多条 次级断裂构成了热矿水的导热通道，将地壳深部热量 导入含水层，使地下热水增温并与岩石相互作用，溶 解、交代围岩的矿物质成分而形成地下热矿水。 (4)地下水补给 茶坪河北西的晓坝断裂控制了南东的碎屑岩 地层和北西的碳酸
12、盐岩地层，该碳酸盐岩地层倾 角大，近于直立，岩溶裂隙、孔洞较发育，和晓坝断 裂一同构成地表水下渗的主要通道，也是一区域 性的热循环渠道。 2013年 朱克亮赵斌四川安县罗浮山温泉热储层的初步研究 第3期 (5)热储构造 地热增温型热水资源的形成，必须具备以 下条件：一是有巨厚而分布面积广泛的低热传 导率盖层存在，二是盖层下面有封闭条件良好 的深循环含水层，才可以形成地下热水资源。 由江油一灌县大断裂引起的桑枣隐伏短轴背 斜是一个良好热储构造，其封闭条件好，热流密度 大，构造裂隙发育。地热是由上地壳下部向上部传 播。区内热矿水资源属深层热水，水温的高低除受 构造控制外还与热储层的埋深密切相关。背
13、斜核 部由三叠系含水层(雷口坡组34段(T21 4)白云 岩、灰岩及白云质灰岩和马鞍塘组(T，m)鲕粒灰 岩)组成的桑枣隐伏短轴背斜，上有巨厚层隔热层 覆盖，并在桑枣隐伏背斜北西倾伏端封闭良好，加 之江油一灌县隐伏断裂及其次级断裂的存在，使 背斜，特别是北西倾伏端构成了良好的热储蓄水 构造，面积约2kmz。本研究的热储层顶部埋深约 12321652m。 2含水层裂隙分布密度、岩石孑L隙度 (1)岩石特征 所采三叠系雷口坡组34段岩样，为细粒结 晶质结构，主要矿物成分为白云石(85)，次要 矿物成分为方解石(10)。晶粒间有少量泥质。 (2)岩石孔隙度试验(A) 野外岩石孔隙度试验详见表1，从表
14、1可知 区内岩石样品的平均孔隙度：A为096。 表1野外各取样点岩石孔隙度试验简表 干样质量 湿样质量 m=湿样 岩样体 孔隙度 m(g) m ( 一干样(g) 积V(ml1 A() m1=93 m1 =93 m1=O V1=39 A1=072 6971 9786 2815 m2=97 m2 =98 m2=O V2=43 A2=049 6267 8408 2141 m3=128 m3 =129 m3=0 A3=1 V3=54 4166 3151 8985 66 m4=32 m4 =32 m4=O V4=15 A4=096 6708 8252 1444 平均 096 (3)野外露头裂隙(B) 观
15、测野外露头1mz范围内的裂隙(B)，数据统 计详见表2，平均孔隙度B=61。 表2各野外露头点lm 内裂隙统计简表 I取样 节理 节理 节理 节理 孔隙 l地点 方位 宽度(m) 条数(m) 面积(m2) 度B() 水平方 0002 12 0022 B =42 向 I晓坝 垂直方 0002 7 O012 向 253。 0003 19 0060 B，=104 82。 罗浮山 302。 0002 14 0028 54。 垂直方 0002 8 0O12 B 37 向 土桥子 ES方向 0002 13 0022 平均 61 (4)整个含水层垂直方向上层间孔隙度(c) 本研究含水层主要为三叠系雷口坡组3
16、4 段，其总厚度约为205m，主要为中至厚层碳酸盐 岩，岩层厚度变化在10cm lO0em之间，取其平 均值为50cm，则存在约401层，层间裂隙宽度约 0005m。则研究区的含水层在垂直方向上层间孔 隙度为C=4010005205100=098。 整个研究区内含水层的总孔隙度为： A+B+C=096+61+098=804 3含水层深度分布 由热水井钻孔(ZK2)调查和根据实测产状及 区域地层厚度推算出的三叠系雷口坡组34段 (含水层)顶界埋藏深度为12381700米，厚度为 462米l 6l。 四、热矿水的储量估算及抽水量建议 1热矿水的储量估算 热储面积及厚度确定：北起白云庵东岳宫 一线，
17、南抵邓家坝白庙子一线，西起红岩_古月 家沟一线，东至孙家土地庙杨家坝一线。东西长 约5km，南北长约45km，面积约225kmz。 热储层的厚度，根据前述分析，主要热储层为 21 2013焦 兴义民族师范学院学报 第3期 三叠系雷口坡组34段地层。根据含水层深度分布 特征分析，厚度为462m。而岩石孔隙度为804， 则整个热储层的体积V=225 X 10 462=10395 lO9m 。由此，热储层含热矿水的体积为V含=804 1039510 =83610 (m3)，考虑孑L隙水的饱和 度，按理论含水量的95计算实际水资源量，则热 储层的热矿水体积为79410。ms。 2抽水量建议 (1)水文
18、地质试验资料的分析 从气象资料分析，安县地区6-9月为丰水期， l22月为枯水期，其余月份为平水期。比较两次 稳定流抽水试验结果，q为03610362升秒 米 ，根据Qs和q-s曲线类型，当属承压水， 丰、枯期水头高度仅差050m，当属相当稳定。在 最大一次降深值(s)接近的情况下，丰、枯期单位涌 水量也基本一致。 (2)单井可开采水量 罗浮山2K 矿井含水层顶板埋深6380m，最 枯承压水头高出孔口225m，承压水头高出含水 层顶板6635m，枯季抽水试验的最大降深值为 3943m61。根据上述原则，该矿泉井可开采量水头 降低值定为980m。 经丰、枯水期抽水试验成果表明，水动力关系 QS曲
19、线，呈直线型，则可开采水量按下列公式 计算：Q可=864qs可；式中：Q可：井孔可开采量 (m d)；q：由抽水试验确定的枯季单位出水量 (Lsm)，取值0361；S可：井孔可开采量的水头最 大降低值(m)，取值98。 由上式求得，本矿泉井可开采水量为：Q可 =864036 198=305666m3d；由此可得该热矿 水井一年的可开采量为11 15710 rn3。 (3)井孔可开采量及放热量综合评价 罗浮山ZK2号热矿泉井，依据丰、枯水期稳 定流抽(放)水试验成果资料计算确定，其单井可开 采量为3056m d，即年可开采量为l1157万m 。 该井抽出热矿水的井口水温为4l。 该热矿泉井之地热
20、水主要是通过自流盆地厚 大、稳定的三叠系雷口坡组34段碳酸盐岩溶水 含水层输水而来。江油以北、都江堰市以南，雷口 坡组碳酸盐岩沿龙门山山麓呈带状出露，面积达 千余平方公里，为热矿泉水的补给区。龙门山山麓 地区是四川盆地降水丰值区，年均降水量达 22 13001500毫米同，补给水源充足，岩溶水通过岩溶 裂隙、管道沿自流盆地向下运移，作远距离乏流，深 部循环，不断吸收地热能使地下水温度升高，水热交 换积极，水、热补给来源稳定。据丰、枯水期抽傲)水 试验资料，单位出水量基本一致，也可佐证热矿泉水 源远流长，不受当地气候因素影响，补给来源稳定。 该井承压水头高出含水层顶板6635m，可开采水量 的水
21、头降低值为98m，仅降低承压水头值的8左 右，故提出的可采水量3056m3d是有保障的。 根据以上资料综合分析，热矿水水资源的开发 和利用也应该遵循适度的原则，我们有必要考虑水 资源循环的周期(有关资料表明：在深度800m以 上，循环周期一般在100 1000年 )，设计出合理 的开发利用方案，以免破坏地下的水平衡系统。因 此，我们考虑以地下水水资源的总量(794108m，) 的35作为开采利用的热矿水资源(2779 10Bm )。如单孔日均抽水量3056msd。研究区热储 层面积近似长方形，理论上可在研究区内布井23 口(277910 m3(3056m3d365 da100a)=2 49口)
22、，但实际开发利用过程中应该综合考虑农 田、地形、地貌等因素布置井口的位置及数量。 参考文献： 1】张金萍，段金平地热资源有望热起来IN 地质勘查导报，2005，4：23 2刘北桦把握机遇，迎接挑战科学谋划 “十二五”及2011年农业资源与划工作U1中国农 业资源与区划，2011，32(3)：17 3郭造强，鲍宁智，张荣娟河北省后备农用 土地资源潜力与开发利用对策U】中国农业资源 与区划，2011，32(1)：19-23 f4】常洁，朱创业浅议绵阳市安县罗浮山砾岩 岩溶地貌区的地质旅游开发71_资源与人居环境， 2009，2：66-67 f5】赵敏罗浮山风景名胜区旅游环境容量初 探山西建筑，2007，33(23)：2223 6】四川省安县医疗热矿泉水备用水源地评价 报告P-1四川地质工程勘查院，2002：卜39 f7】王中群，黄毅，郑禄林贵阳市乌当背斜热 储层的初步研究卟四川地质学报，2008，28(4)； 305-307 责任编辑：徐祖民
