阿勒泰地區(qū)禾木地熱資源條件勘查與評價

【摘要】地熱資源開發(fā)對提升禾木景區(qū)的旅游經(jīng)濟品牌起著重要的作用。區(qū)內(nèi)出露地層以奧陶系片巖及第四系地層為主，斷裂構(gòu)造沿禾木河流向展布，為區(qū)內(nèi)研究地熱資源條件的重點方向，巖漿巖體呈隱伏狀，多期次侵入。經(jīng)勘查，斷裂構(gòu)造發(fā)育規(guī)模大，但淺部的含水性差，表層巖漿巖體無法提供有效熱源，地溫梯度無明顯異常，僅0.8℃/100m，明顯低于區(qū)域地溫梯度，地熱地質(zhì)條件一般，開發(fā)地熱資源風險性較大。

【關(guān)鍵詞】地熱；熱源條件；熱儲；地溫梯度

引言

阿勒泰地區(qū)禾木景區(qū)位于阿勒泰地區(qū)布爾津縣，國家級5A景區(qū)喀納斯國家地質(zhì)公園內(nèi)，西南距布爾津縣城110 km，北鄰俄羅斯，東鄰蒙古國，旅游經(jīng)濟發(fā)達。地熱資源作為一種清潔能源，近年來得到了大家的重視，溫泉經(jīng)濟更是得以廣泛推廣。研究本區(qū)的地熱地質(zhì)條件，勘查并評價地熱資源開發(fā)前景，對指導當?shù)芈糜谓?jīng)濟的開發(fā)，提升旅游品牌起著重要的作用。

1、基本概況

勘查區(qū)屬北溫帶寒涼大陸性氣候，氣候寒冷，年平均氣溫1～4℃。禾木河發(fā)源于北部山區(qū)，年平均徑流量>1×109 m3。地下水天然露頭為下降泉，水溫3～5℃，地表未發(fā)現(xiàn)地熱異常點。該區(qū)域地質(zhì)工作開展較少，僅進行礦山地質(zhì)調(diào)查及小比例尺區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，開展了1：20萬瓊庫爾幅的地質(zhì)填圖，水文地質(zhì)工作程度極低，專門水文地質(zhì)、地熱地質(zhì)的勘查工作未涉及，本次地熱勘查研究評價尚屬首次。

2、地質(zhì)背景

勘查區(qū)屬河谷沖積、冰川堆積地貌，由于禾木河下切作用，形成了3級河谷階地。出露地層單一，為奧陶系哈巴河群頁巖、黑云母片巖及第四系冰磧層、沖積層。地表未發(fā)現(xiàn)有構(gòu)造痕跡，經(jīng)遙感解譯、物探測量工作，推測禾木河下發(fā)育有一條沿河北西向展布的深大斷裂帶，發(fā)育深度>1000m，寬度>100m，傾向北西，物探解譯構(gòu)造含水性較好，根據(jù)區(qū)域地溫梯度資料，具有尋求地熱流體的條件，作為尋找地下（熱）水的目標層?？辈閰^(qū)往東10km，分布有多處巖體，早期巖漿熱液活動的頻繁，呈多期次侵入，區(qū)內(nèi)存在大面積隱伏花崗巖體，可考慮能為地下水提供熱源。

地下水類型有第四系松散層孔隙水、層狀基巖裂隙水和塊狀基巖裂隙水。第四系松散層孔隙水豐富，禾木河河谷一帶的禾木山莊及鄉(xiāng)政府已施工水井3處，深度60-100m，地下水自流出井口，水量200-800噸/天，水溫約5℃，區(qū)內(nèi)無天然上升泉出露，基巖裂隙水富水性弱-中等。

3、地熱資源綜合勘查

對前人地質(zhì)成果進行了二次開發(fā)，選取勘查區(qū)內(nèi)禾木河斷裂作為地熱勘查的目標層，對區(qū)內(nèi)依次開展了遙感解譯、地熱地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘查、淺層地熱測溫孔施工等工作。重點查明區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、巖體分布、巖性、深部發(fā)育特征及相互關(guān)系；地下水埋深、斷裂構(gòu)造的含水性；地溫梯度情況。

4、勘查成果與綜合評價

通過對各工作手段綜合分析研究，對區(qū)內(nèi)的地熱地質(zhì)條件的認識：

4.1 熱源與蓋層

區(qū)內(nèi)巖體分布較廣，禾木河東南側(cè)大面積巖漿巖出露，呈多期次侵入，主要為華力西中期第一次侵入次的基性和超基性巖體（N42a）、華力西中期第二次侵入次花崗閃長巖（γδ42b）及華力西晚期侵入次雜巖體（γ4），禾木河河谷平原一帶的巖體呈隱伏狀，從物探解譯、已施工民井揭露情況綜合分析，巖漿巖體埋藏深度60-200m，為地下熱水潛在的熱源，但200m深度范圍內(nèi)巖體溫度已冷卻，深部巖體待驗證；斷裂構(gòu)造上盤為第四系沖積層、冰湖積相冰磧層，以粘土層、砂土層為主，夾部分卵石、漂石，粘土層、砂土層的含水性、導水性均差，為尋求地下熱水的蓋層。

4.2 斷裂構(gòu)造（熱儲層）

禾木河斷裂地表未有構(gòu)造痕跡，經(jīng)遙感、物探解譯（圖1），斷裂沿河流呈北西42°展布，傾向北西，傾角80°，發(fā)育深度>1000m，寬度>100m，斷裂帶的電阻率小于400Ωm，上下盤均為花崗巖巖體（圖2），巖體電阻率大于600Ωm，最大可達1200Ωm，斷裂構(gòu)造發(fā)育規(guī)模大，從已施工的淺層測溫孔來看（孔深214m），196 m范圍內(nèi)，斷裂構(gòu)造均被粘土、砂土充填，富水性和導水性均較差，構(gòu)造的深部含水性有待進一步驗證。

4.3 地溫場特征

地熱增溫率未發(fā)現(xiàn)異常，地表水溫4.2℃（8月份），孔底水溫5.8℃，地溫梯度僅0.8℃/100米，顯著低于準噶爾盆地的地溫梯度1.73～2.62℃/100 m。景區(qū)內(nèi)探求的地下熱水，如達到溫泉水溫25℃的最低標準，根據(jù)以驗證的淺部地溫梯度，依靠地熱增溫，施工深度需達到2500米以上。

5、結(jié)論

開發(fā)地熱資源對提升禾木景區(qū)旅游競爭力、促進旅游綠色經(jīng)濟發(fā)展起著重要的作用。但勘查結(jié)果表明：景區(qū)內(nèi)地熱地質(zhì)條件一般，斷裂構(gòu)造淺部含水性差，隱伏的巖漿巖體年代久遠，現(xiàn)已冷卻，地溫梯度顯著低于區(qū)域的地溫梯度，如僅依靠地溫梯度探求地熱流體，鉆孔深度需達到2500米以上，且具有不確定性。因此，在該地區(qū)進行深部地熱資源開發(fā)的風險性大。

參考文獻：

[1]柳少波，宋巖.瓊庫爾恰克構(gòu)造帶流體包裹體地球化學特征[J].新疆石油地質(zhì)，第27卷第2期，2006年4月

[2]王濤，洪大衛(wèi)，代雅建，韓寶福.中國阿爾泰北部山區(qū)早泥盆世花崗巖的年齡、成因及構(gòu)造意義[J].巖石學報