地熱特征

從全球構(gòu)造看，中國中西部的大部分地區(qū)處在歐亞板塊內(nèi)部地殼隆起區(qū)和地殼沉降區(qū)，分別形成板內(nèi)隆起斷裂型及板內(nèi)沉降盆地型中低溫地熱資源。滇西、川西及藏南地處歐亞板塊和印度洋板塊的碰撞邊界，對形成板緣巖漿活動型高溫地熱資源極為有利。在上述大地構(gòu)造環(huán)境下，形成了中西部具有不同溫度、礦化度和特殊化學成分的地熱資源。既有高溫蒸汽資源及中低溫地下熱水，又有淡熱水、高礦化熱鹵水及熱礦水，為地熱資源的綜合開發(fā)利用提供了資源保證。

中國大陸大地熱流以及其他巖石圈熱狀態(tài)參數(shù)的空間分布均表現(xiàn)出明顯的橫向變化：總體上，東、西部巖石圈地熱特征分別表現(xiàn)出從東向西和從南向北的變化趨勢；但沒有明顯的“南高北低”的特點。西部地區(qū)的印度-亞洲碰撞和東部地區(qū)的太平洋板塊俯沖過程制約著中國大陸巖石圈熱狀態(tài)的大尺度分布格局；同時由于各地質(zhì)構(gòu)造單元之間巖石圈成分結(jié)構(gòu)等方面的差異，巖石圈熱狀態(tài)和力學強度顯示出中等尺度上的橫向不均勻。巖石圈熱狀態(tài)是影響中國大陸巖石圈力學強度的重要因素。利用大地熱流資料可以獲取關于地質(zhì)構(gòu)造單元的地殼平均生熱率和化學成分方面的有用信息。

根據(jù)中國南方地溫梯度和大地熱流數(shù)據(jù)各418個,文獻 編制了中國南方地溫梯度圖和中國南方大地熱流圖,研究了中國南方現(xiàn)今地溫梯度分布特征和大地熱流分布特征。結(jié)果顯示,中國南方地溫梯度介于7.82～162.5℃/km,平均24.1℃/km;大地熱流變化于22～220 mW/m之間,平均值為64.2 mW/m。東南沿海和滇西南地區(qū)為高地溫梯度分布區(qū),揚子地塊為中-低溫地溫梯度區(qū)。地溫梯度不僅與區(qū)域熱構(gòu)造背景有關,還顯著地受地下水熱活動、斷裂以及地層熱導率影響。中國南方大地熱流東部、西南部高,中部低,且異常高值點主要沿板塊邊界縫合帶、深大斷裂活動帶分布。大地熱流與區(qū)域構(gòu)造運動、最后一次熱事件發(fā)生的時間、巖石圈拉張程度、地殼厚度、殼內(nèi)高導層埋深等因素具有明顯的相關性。2100433B

為了研究地熱正常動態(tài)特征,文獻 收集了226個地熱前兆觀測臺站的數(shù)據(jù), 建立了地熱前兆應用數(shù)據(jù)庫. 通過對地熱前兆臺站觀測資料的整理分析, 將地熱正常動態(tài)分為地熱的長期正常動態(tài)和地熱的短期動態(tài)兩類, 歸納出6種類型的地熱長期正常動態(tài)和4種類型的地熱短期正常動態(tài), 并結(jié)合觀測點處的水文地質(zhì)情況, 對不同的地熱正常動態(tài)類型的成因進行了初步分析。

地熱特征長期動態(tài)特征

地熱長期正常動態(tài)是指井孔觀測點處溫度的長期(最少1年)形態(tài)及特征變化，是正常的長期背景變化。長期正常動態(tài)可分為：穩(wěn)定型、漂移型、年周期型、近似長周期型、大幅度波動型和跳變型6種。

1. 穩(wěn)定型長期正常動態(tài)指的是井孔觀測點處的溫度隨時間變化較小，基本呈線性上升或下降，溫度年變幅不超過0．01℃的動態(tài)類型。

2. 漂移型長期正常動態(tài)指的是井孔觀測點處的溫度隨時間變化較大，基本呈線性上升或下降，溫度年變幅度超過0．01℃的動態(tài)類型，漂移型分為升溫漂移和降溫漂移兩種。

3. 年周期型長期正常動態(tài)指的是井孔觀測點處的溫度呈年周期變化的動態(tài)類型。

4. 近似長周期型長期正常動態(tài)指的是井孔觀測點處的溫度呈周期為1月至數(shù)月的長周期變化，周期形態(tài)相對較穩(wěn)定。

5. 大幅度波動型長期正常動態(tài)指的是井孔觀測點處的溫度隨時間變化較大，呈無規(guī)則長期波動的動態(tài)類型。

6. 跳變型長期正常動態(tài)指的是井孔觀測點處的溫度每年出現(xiàn)幾次溫度突升、突降的動態(tài)類型。

地熱特征短期動態(tài)特征

地熱短期正常動態(tài)是指井孔觀測點處溫度1天至1個月短期的形態(tài)及特征變化，是正常的短期背景變化，短期正常動態(tài)可分為：穩(wěn)定型、日周期型、固體潮型和短周期型4種形態(tài)。

1. 穩(wěn)定型短期正常動態(tài)是指井孔觀測點處的溫度月變幅在0.0020℃以內(nèi)的動態(tài)類型，反映該觀測點溫度的短期動態(tài)變化是穩(wěn)定的。

2. 日周期型短期正常動態(tài)是指井孔觀測點處的溫度存在日周期的動態(tài)類型。

3. 固體潮型短期正常動態(tài)是指井孔觀測點處的溫度存在固體潮的日波和半日波分量的動態(tài)類型。

4. 短周期型短期正常動態(tài)是指井孔觀測點處的溫度存在周期為數(shù)分鐘至數(shù)百分鐘，幅度約千分之幾至百分之幾度的溫度波動變化的動態(tài)類型。

地熱特征組合與變化

井孔觀測點處的溫度長期動態(tài)與短期動態(tài)的常見組合有：

穩(wěn)定-穩(wěn)定型：長期動態(tài)和短期動態(tài)都是穩(wěn)定型的，如泉州臺、西寧臺等；

穩(wěn)定-短周期型：長期動態(tài)是穩(wěn)定型而短期動態(tài)是短周期型的，如上饒臺、平羅臺等；

漂移-穩(wěn)定型：長期動態(tài)是漂移型而短期動態(tài)是穩(wěn)定型的，如武都臺、大武臺等。

從地熱的正常動態(tài)中還可以類推得到以下幾種組合：

大幅度波動-短周期型，如巢湖臺、集寧臺等；

年周期-短周期型，如祁連臺、石嘴山臺等；

近似長周期-短周期型，如北川臺、臨汾臺等。

地熱長期動態(tài)形態(tài)和短期動態(tài)形態(tài)會發(fā)生變化，例如山東棲霞臺在汶川Ms8.0地震后，由短周期形態(tài)變?yōu)榉€(wěn)定形態(tài)，陜西洛南臺在地震后，由穩(wěn)定形態(tài)變?yōu)槎讨芷谛螒B(tài)。

要說地熱井必先了解什么是地熱。

地熱資源有著廣泛的用途，它和礦物燃料的區(qū)別在于不用燃燒, 因其可輸送性比較低,輸送高溫地熱水的極限距離約100km, 天然蒸汽的輸送距離大約只有10km, 故一般是使地熱能就地轉(zhuǎn)換為電能或直接利用。我國利用地熱主要用于發(fā)電、工業(yè)烘干及制冷空調(diào)、供暖、醫(yī)療洗浴、溫室、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)灌溉等，其應用范圍取決于地熱水的溫度高低。溫度高，可用于地熱發(fā)電;溫度低，則只能用于地熱溫室、養(yǎng)殖及農(nóng)業(yè)灌溉。

（一）發(fā)電

限于高溫地熱田，我國用于發(fā)電的地熱田有西藏羊八井、河北后郝窯、廣東鄧屋、湖南寧鄉(xiāng)灰湯等地熱田， 上述地熱田所建電站除西藏羊八井投入工業(yè)利用外，其余均為試驗性電站。

（二）工業(yè)利用

限于60～150℃的中、低溫地熱水，主要用于烘干、紡織印染及制革洗滌等方面，地熱水用于工業(yè)的適用溫度。

（三）供暖

用于供暖的地熱水溫度一般在60℃以上，也有采用50～60 ℃的,50℃ 以下的則很少采用。分直接供暖和間接供暖兩種方式：直接供暖是將地熱水直接送入供熱系統(tǒng), 其對地熱水的水質(zhì)要求高，不得對供暖管道系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢，一般為礦化度比較低的地熱水；間接供暖是使地熱水通過熱交換器將熱轉(zhuǎn)換給供熱系統(tǒng)進行供暖。開采具有腐蝕性和易產(chǎn)生結(jié)垢的地熱水供暖，一般采用間接供暖方式。地熱水供暖的利用率取決于地熱水的溫度及其供暖后排放水溫度，地熱水溫度愈高, 供暖后的排水溫度愈低, 則其供暖的利用率越高。

（四）醫(yī)療洗浴

最適于洗浴的地熱水溫度是40～60℃, 溫度偏高需加入涼水或適當降低溫度后, 方可用于洗浴, 這樣做對地熱資源是一種浪費；溫度偏低, 會使身體感到不適。用于醫(yī)療的地熱水, 除有溫度要求外, 對水質(zhì)有相應的要求。我國采用下列標準作為醫(yī)療地熱水，又稱醫(yī)療礦泉水水質(zhì)標準。

（五）飲用礦泉水

不少低溫地熱水，因其來源于深部，未受人為污染，并含有一些有益于人體健康的微量元素，可作為飲用天然礦泉水開發(fā)利用， 我國開發(fā)的一些飲用天然礦泉水中，就有相當一部分是低溫地熱水。當?shù)責崴奈廴疚镏笜恕⑽⑸镏笜思颁?、鍶、鋅、銅、鉻、鋇等組分的限量指標符合要求的條件下,水中有一項( 或一項以上)指標符合表2.5.6的規(guī)定，可作為飲用天然礦泉水開發(fā)。

（六）水產(chǎn)養(yǎng)殖

溫度在30～45℃，符合TJ35漁業(yè)水質(zhì)標準低礦化的地熱水，可用于水產(chǎn)養(yǎng)殖。在中國較多的用于養(yǎng)殖鰻魚、羅非魚、對蝦、河蟹、甲魚等。

（七）農(nóng)業(yè)利用

一是利用地熱建立溫室，種植名貴花卉、蔬菜等作物；二是用于農(nóng)田灌溉或給土壤加溫。前者利用地熱水溫度在30～75℃之間, 后者利用地熱水溫度一般在40℃以下。用于農(nóng)田灌溉的地熱水水質(zhì)應滿足農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)標準。

地熱資源勘探的任務是：

1、查明熱儲層的巖性、空間分布、孔隙率、滲透性及其與常溫含水巖層的水力聯(lián)系；

2、查明熱儲蓋層的巖性、厚度變化情況以及區(qū)域地熱增溫率和地溫場的平面分布特征；

3、查明地熱流體的溫度、狀態(tài)、物理性質(zhì)及化學組分，并對其利用的可行性做出評價；

4、查明地熱流體動力場特征、補徑排條件；

5、重點是在查明地熱地質(zhì)背景的前提下，確定地熱田的形成條件和地熱資源可開發(fā)利用的區(qū)域及合理的開發(fā)利用深度；

6、計算評價地熱資源或儲量，提出地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用的建議。

地熱資源勘查目的

為開發(fā)與保護地熱資源提供資源/儲量及其所必須的地質(zhì)資料，以減少開發(fā)風險、取得地熱資源開發(fā)利用最大的社會經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，并最大限度的保持資源的可持續(xù)利用。

地熱資源勘查勘查的主要內(nèi)容

1、查明熱儲層的巖性、空間分布與常溫含水巖層的水力聯(lián)系等主要因素；

2、查明地熱流體的溫度、狀態(tài)、物理性質(zhì)及化學組分，并對其利用的可行性做出評價；

3、查明地熱流體動力場特征、補徑排條件；

4、重點是在查明地熱地質(zhì)背景的前提下，確定溫泉地熱資源的形成條件和地熱資源可開發(fā)利用的區(qū)域及合理的開發(fā)利用深度；計算評價地熱資源或儲量，提出地熱資源可持續(xù)開發(fā)利用的建議。

地熱資源勘查地熱勘查類型的劃分

1、按地熱田的溫度、熱儲形態(tài)、規(guī)模和構(gòu)造的復雜程度，將地熱田的勘查類型劃分為兩類六型。

（一）高溫地熱田（Ⅰ）：

Ⅰ—1：熱儲呈層狀，巖性和厚度變化不大或呈規(guī)則變化，地質(zhì)構(gòu)造條件比較簡單；

Ⅰ—2：熱儲呈帶狀，受構(gòu)造斷裂及巖漿活動的控制，地質(zhì)構(gòu)造條件比較復雜；

Ⅰ—3：地熱田兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征，彼此存在成生關系，地質(zhì)構(gòu)造條件復雜。

（二）低溫地熱田（Ⅱ）：

Ⅱ—1：熱儲呈層狀，分布面廣，巖性、厚度溫度或呈規(guī)則變化，構(gòu)造條件比較簡單；

Ⅱ—2：熱儲呈帶狀，受構(gòu)造斷裂控制，地熱田規(guī)模較小，地面有多有溫、熱泉出露；

Ⅱ—3：地熱層兼有層狀熱儲和帶狀熱儲特征，彼此存在成生關系，地質(zhì)構(gòu)造條件比較復雜。

2、地熱田規(guī)模按可開采熱（電）能的大小分為大、中、小三型。

3、地熱資源按溫度分為高、中、低三級