山西省地?zé)豳Y源及其開發(fā)利用模式探討

韓穎， 白雪峰， 張欣

(山西省地質(zhì)調(diào)查院,太原 030006)

0 引言

山西目前發(fā)現(xiàn)地下熱水點(diǎn)230余處，露頭點(diǎn)約500個(gè)，大于100 ℃的2處，大于60 ℃、小于100 ℃的約15處，大于40 ℃、小于60 ℃的約30處，其余多在20～40 ℃之間。近十多年來，隨著地?zé)峥辈轫?xiàng)目逐年增加，地?zé)徙@探能力提升，被發(fā)現(xiàn)的深埋自然增溫地?zé)狳c(diǎn)也快速增加，但由于勘查工作面積較小，多為點(diǎn)上的工作，沒有系統(tǒng)考慮地?zé)崮茉吹目沙掷m(xù)利用。本文依托山西省地質(zhì)調(diào)查院完成的“全省地?zé)豳Y源調(diào)查”項(xiàng)目，總結(jié)了山西省地?zé)岱植继卣?、熱?chǔ)類型及開發(fā)利用現(xiàn)狀，結(jié)合熱儲(chǔ)條件有針對(duì)性地提出了山西省地?zé)豳Y源開發(fā)利用模式的建議，為地?zé)豳Y源合理利用提供地學(xué)依據(jù)。

1 山西省地?zé)崽锓植技疤卣?/h2>

山西省地?zé)崽锓植及此幍牡孛矄卧爬▉碚f可分為2個(gè)大區(qū)： 一是隆起山地區(qū)，二是沉積盆地區(qū)[1]。渾源湯頭、盂縣寺平安、鄂爾多斯盆地東緣、沁水煤盆地等均屬于隆起山地區(qū)； 汾渭地塹形成的大同、忻州、太原、臨汾、運(yùn)城五大盆地為沉積盆地區(qū)。地?zé)崽锓植家妶D1。

圖1 山西省主要地?zé)崽锓植?/p>

1.1 隆起山地區(qū)地?zé)豳Y源

1.1.1 渾源湯頭地?zé)崽?/p>

渾源湯頭地?zé)崽镂挥谏轿魇〈笸袦喸纯h城以南45 km，北岳恒山腳下的王莊堡小盆地內(nèi)，面積約153 km2，處在恒山燕山斷塊恒山隆起帶與唐河斷裂帶復(fù)合部位，NW—SE向斷裂較發(fā)育，并有不同方向的斷裂與其交錯(cuò)，原溫泉出露點(diǎn)處于這些交錯(cuò)部位，現(xiàn)已消失。花崗巖殼巖石中含有大量的放射性元素，衰變時(shí)能產(chǎn)生大量的熱量，構(gòu)成湯頭地?zé)崽锏纳畈繜嵩础?/p>

湯頭地?zé)崽镏饕獰醿?chǔ)層為太古宇黑云斜長片麻巖，蓋層為第四系松散層。有效熱儲(chǔ)層厚度60 m，熱儲(chǔ)溫度60 ℃。

渾源湯頭溫泉療養(yǎng)院東50 m的地?zé)峋?，井?3 m，井口出水溫度61 ℃，單井涌水量15 m3/h。湯頭地?zé)崽餆岬V水屬SO4·Cl-Na型,氟含量為13.4 mg/L，偏硅酸113 mg/L,pH值為8.81。

1.1.2 寺平安地?zé)崽?/p>

寺平安地?zé)崽镂挥谔猩今窢盥∑痍柸劭h梁家寨鄉(xiāng)寺平安村東的滹沱河邊，地處山西、河北兩省交界地帶，地?zé)崽锓秶逼饢|峪口，南到活川口，沿活川口南北向壓扭性逆斷層分布，呈SN向紡錘狀，南北長20 km，東西寬2.5 km，面積約38 km2，地?zé)崽飳偬猩今窢盥∑鹕衔迮_(tái)穹狀隆起的南部，斷裂構(gòu)造以NNE、NE向斷層為主，寺平安地?zé)崽餆崴某雎妒軜?gòu)造與巖性控制。從熱儲(chǔ)層巖性上看，熱水出露于太古宇龍華河群底部至榆林坪頂部的偉晶巖脈中。就構(gòu)造而言，寺平安地?zé)崽餆崴畬儆诼∑饠嗔研蜕钛h(huán)脈狀承壓水?；畲赟N向壓扭性逆斷層和寺平安SN向壓扭性逆斷層，具有明顯的水平方向的阻水性，而這2條斷層的斷裂帶及偉晶巖脈中發(fā)育的NNW、近EW及近SN向3組張性裂隙為熱水的主要儲(chǔ)存和導(dǎo)水通道。地?zé)峋畣尉克繛?～30 m3/h，平均單井涌水量為25 m3/h，陽泉市盂縣梁家寨鄉(xiāng)療養(yǎng)院的幾個(gè)地?zé)峋罴s120 m。井口出水溫度44～62 ℃。水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na型,氟含量5.4 mg/L，偏硅酸78.2 mg/L,pH值為8.32。

1.1.3 鄂爾多斯盆地東緣地?zé)崽?/p>

鄂爾多斯盆地東緣單斜構(gòu)造地?zé)岙惓^(qū)位于呂梁山西側(cè)臨縣—永和—吉縣一帶，沿黃河?xùn)|岸呈條帶狀展布，地貌屬于黃土高原，大部分被黃土覆蓋，溝谷出露基巖為三疊系中統(tǒng)二馬營組砂頁巖地層，熱儲(chǔ)層為奧陶系中統(tǒng)上馬家溝組、下馬家溝組中厚層石灰?guī)r，白云質(zhì)灰?guī)r?？?zé)針?gòu)造受鄂爾多斯斷陷盆地制約，蓋層為三疊系、二疊系、石炭系及第四系，厚度為2 300～2 600 m，熱儲(chǔ)層有效厚度約300 m，分布面積約13 775 km2。

據(jù)臨縣、柳林縣地?zé)峋{(diào)查，其孔深600～805 m，井口出水溫度32～36 ℃。

1.1.4 沁水煤盆地地?zé)崽?/p>

沁水煤盆地地?zé)崽锉辈恳杂艽伪鄙竭吷綌嗔阎翂坳柶筋^、盂縣一帶二疊系地層出露分布帶為界； 東部以陽泉、昔陽、和順、左權(quán)蟠龍、襄垣五陽二疊系地層出露分布帶轉(zhuǎn)西南長治斷陷盆地北、西部邊界一直到高平寺莊、陽城周村一線為界； 南部以陽城縣城、陽城土沃一帶二疊系地層出露線為界； 西部以晉中斷陷盆地邊山斷裂至介休洪山轉(zhuǎn)向太岳山東部二疊系出露地層分布沿線一直到古縣舊縣—浮山、續(xù)魯峪斷裂為界，該地?zé)崽锟偯娣e15 506 km2。

該地?zé)崽餆醿?chǔ)層為寒武系—奧陶系灰?guī)r，屬深埋自然增溫型地?zé)崽?。根?jù)區(qū)內(nèi)近EW向古縣—襄垣斷裂帶和NNE向安澤—沁水向斜構(gòu)造，又將該熱田劃分為3處地?zé)崽?，分別是榆社柳泉地?zé)崽?、古縣三合地?zé)崽锖颓咚嵡f地?zé)崽铩?/p>

據(jù)晉中市靈石縣、榆次市、太谷縣、臨汾市古縣、晉城市沁水縣地?zé)峥踪Y料，孔深1 547～2 520 m，井口出水溫度40～56 ℃，單井涌水量為32～62.5 m3/h。

1.2 沉積盆地型地?zé)豳Y源

1.2.1 大同盆地地?zé)崽?/p>

大同盆地地?zé)崽锸芸谌Z毛口大斷裂及恒山山前斷裂所控制。喜山運(yùn)動(dòng)以來，山西地塊受到強(qiáng)有力的拉張應(yīng)力影響，使山西北部地區(qū)形成復(fù)式向斜和拉張裂陷。桑干河新裂陷內(nèi)有與裂陷邊緣斷裂相平行、垂直或斜交的隱伏斷(階)塊，將盆地基底切割成許多塊段，由于斷裂構(gòu)造發(fā)育展布方向及不均勻下沉，盆地內(nèi)形成次一級(jí)隆起與凹陷，將盆地區(qū)地?zé)崽锴懈畛稍S多小塊地?zé)崽铩Ｔ摕崽餆醿?chǔ)分別為變質(zhì)巖、奧陶系灰?guī)r及第三系砂巖，總面積為5 028 km2。其中天鎮(zhèn)—陽高裂陷地?zé)崽锞疃嘣?50 m左右，水溫一般為36～54 ℃，省內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的104 ℃最高水溫也位于該區(qū)。該區(qū)單井涌水量多為45～60 m3/h，少數(shù)達(dá)到75 m3/h。天鎮(zhèn)谷前堡馬圈羊村水化學(xué)類型為HCO3·Cl-Na型，氟含量2.75 mg/L，偏硅酸37.8 mg/L,pH值為8.82。大同市大同縣瓜園鄉(xiāng)李汪澗村地?zé)峋?05 m，水溫44 ℃，水量35 m3/h。朔州市朔城區(qū)富善莊鄉(xiāng)福善庒村兩眼井平均深700 m，水溫25 ℃，水量25 m3/h。水化學(xué)類型為HCO3-Ca·Mg型，氟含量0.51 mg/L，偏硅酸15.9 mg/L,pH值為8.26。

1.2.2 忻州盆地地?zé)崽?/p>

忻州盆地內(nèi)發(fā)育著與盆地邊緣斷裂相平行、垂直或斜交的隱伏斷(階)塊，并將盆地基底切割成許多塊段，致使盆地內(nèi)形成次一級(jí)的隆起與凹陷，這些斷裂將盆地切割成許多小塊地?zé)崽?。該地?zé)崽餆醿?chǔ)層主要為元古宇變質(zhì)巖，變質(zhì)巖熱儲(chǔ)蓋層為第四系—第三系(Q+N)松散層。

根據(jù)地?zé)崽锍雎恫课唬瑢⑿弥菖璧氐責(zé)崽飫澐譃榇鬆I、奇村、頓村和上湯頭地?zé)崽锏取?/p>

大營地?zé)崽镂挥谛弥菔卸ㄏ蹇h原平市沿溝鄉(xiāng)大營村，井深在150～540 m，水溫為42～55.8 ℃，單井涌水量一般為26～60 m3/h。水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na·Ca型，氟含量為5.83 mg/L，偏硅酸41.1 mg/L,pH值為9.14。

奇村地?zé)崽镂挥谛弥菔行酶畢^(qū)奇村鎮(zhèn)南高村，井深在64～305 m，水溫37～39.5 ℃，單井涌水量一般為45～50 m3/h。水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na型，氟含量為7.04 mg/L，偏硅酸為93.2 mg/L,pH值為8.83。

頓村地?zé)崽镂挥谛弥菔行酶畢^(qū)秦城鄉(xiāng)頓村，井深在145～384 m，水溫35.6～42.3 ℃，單井涌水量一般為35～50 m3/h。水化學(xué)類型為SO4-Na·Ca型，氟含量為4.75 mg/L，偏硅酸為52.2 mg/L,pH值為8.12。

上湯頭地?zé)崽镂挥谛弥菔卸ㄏ蹇h受錄鄉(xiāng)上湯頭村，井深在52～150 m，水溫43～53.8 ℃,單井涌水量一般為13～45 m3/h。水化學(xué)類型為SO4·Cl-Ca·Na型，氟含量為5.11 mg/L，偏硅酸為62.4 mg/L,pH值為8.21。

1.2.3 太原盆地地?zé)崽?/p>

太原裂陷盆地?zé)醿?chǔ)分別為寒武系和奧陶系灰?guī)r、二疊系和三疊系砂巖、第三系未膠結(jié)砂巖熱儲(chǔ)。根據(jù)基底構(gòu)造將太原盆地從北到南劃分為11個(gè)構(gòu)造單元[2]，即： 太原城區(qū)凹陷，西銘斷階，城東斷階，親賢地壘，西邊山斷階，晉源凹陷，黃陵—西溫莊隆起，清交凹陷，榆次東部斷階，候城—平遙斷凹和孝義東部斷階。目前鉆孔揭露地?zé)岵课怀菂^(qū)凹陷、西銘斷階、晉源凹陷外均有分布。

(1)城東斷階。太原市杏花嶺區(qū)楊家峪村供水井與優(yōu)山美地地?zé)峋?，井深? 116～1 250 m，水溫33 ℃左右，單井涌水量一般為30～120 m3/h。

(2)親賢地壘。太原市農(nóng)展館、晉祠路南上莊村麗華龍灣溫泉酒店、太原市萬柏林區(qū)濱河西路匯錦小區(qū)等地?zé)峥?，井深? 680～1 800 m，水溫50～63 ℃,單井涌水量一般為58～250 m3/h。農(nóng)展館水化學(xué)類型為SO4-Ca·Mg型，氟含量2.25 mg/L，偏硅酸39.1 mg/L,pH值為7.52。

(3)西邊山斷階。太原市神堂溝村、太原市清徐縣清源鎮(zhèn)平泉村、太原市萬柏林區(qū)沙溝村西西環(huán)路東側(cè)等處，井深在600～1 339 m，水溫25～54 ℃，單井涌水量一般為60～82.9 m3/h。神堂溝村水化學(xué)類型為SO4-Ca·Mg型，氟含量1.8 mg/L，偏硅酸36.4 mg/L,pH值為7.03。

(4)黃陵—西溫莊隆起。太原市許坦街煤炭技術(shù)學(xué)院、太原市許坦街山西省旅游技術(shù)學(xué)院井深在1 110 m左右，水溫為33 ℃左右，單井涌水量為40～55 m3/h。

(5)清交凹陷。太原市小店區(qū)西溫莊鄉(xiāng)北王名、晉中市榆次市鳴李村三水、晉中市平遙縣杜家莊鄉(xiāng)南梁莊村、晉中市平遙縣古陶鎮(zhèn)西城村西城小區(qū)、晉中市祁縣城趙鄉(xiāng)常家堡村、晉中市榆次市榆次區(qū)經(jīng)緯總廠等地，前3個(gè)鉆孔熱儲(chǔ)為二疊系、三疊系砂巖，井深在1 600～2 800 m，水溫53～62 ℃,單井涌水量為30～45 m3/h。后3個(gè)鉆孔熱儲(chǔ)為奧陶系灰?guī)r，井深在3 000 m左右，水溫可達(dá)75～81 ℃,單井涌水量約為40 m3/h。平遙縣南梁莊村水化學(xué)類型為SO4-Na型，氟含量3.8 mg/L，偏硅酸43.7 mg/L,pH值為8.08。

(6)榆次東部斷階。晉中市榆次市安寧東街北全潤園小區(qū)井深在2 700 m左右，水溫在58 ℃左右，單井涌水量約為45 m3/h。

(7)候城—平遙斷凹。晉中市平遙縣匯豐小區(qū)、祁縣西六支鄉(xiāng)王村、祁縣西六支鄉(xiāng)永興莊村、太谷縣北光鄉(xiāng)西山底村黃河藥業(yè)等地?zé)峋咨?00～3 000 m，水溫28.8～50 ℃，單井涌水量為30～50 m3/h。祁縣西六支鄉(xiāng)永興莊村水化學(xué)類型為HCO3·SO4·Cl-Na型，氟含量2 mg/L，偏硅酸30.7 mg/L,pH值為8.52。

(8)孝義東部斷階。晉中市榆社縣講堂鄉(xiāng)柳泉村柳泉煤礦、靈石縣靜升鎮(zhèn)靜升村崇寧堡孔深1 300～1 900 m，水溫31～42 ℃,單井涌水量為32～45 m3/h。

1.2.4 臨汾、運(yùn)城盆地地?zé)崽?/p>

臨汾、運(yùn)城裂陷地?zé)岙惓^(qū)邊界受東西邊山的呂梁山、霍山和中條山山前大斷裂控制。裂陷盆地次一級(jí)構(gòu)造發(fā)育，將臨汾運(yùn)城盆地基底切割成大小塊段，熱儲(chǔ)多為第三系未膠結(jié)砂巖及奧陶系灰?guī)r熱儲(chǔ)，局部為二疊系和三疊系砂巖。

1.2.4.1 臨汾盆地地?zé)崽?/p>

臨汾盆地現(xiàn)勘查的地?zé)崽镏饕泻槎吹責(zé)崽?、古城地?zé)崽?、鄧莊地?zé)崽?、稷山地?zé)崽?、新絳地?zé)崽?、侯馬曲沃翼城地?zé)崽?、西海地?zé)崽锖秃咏虻責(zé)崽锏取?/p>

(1)洪洞地?zé)崽镌诤槎纯h辛村鎮(zhèn)南段村鉆孔深2 650 m，水溫75 ℃，單井涌水量為30.71 m3/h。水化學(xué)類型為SO4·Cl-Ca型，氟含量3 mg/L, 偏硅酸55.5 mg/L,pH值為7.5。

(2)古城地?zé)崽镌谂R汾市堯都區(qū)屯里鎮(zhèn)西蘆村兩鉆孔深1 200～2 200 m，水溫45～47 ℃，單井涌水量約為20 m3/h。

(3)鄧莊地?zé)崽镌谙宸诳h鄧莊鎮(zhèn)新民村與襄汾縣鄧莊鎮(zhèn)銀光化工廠區(qū)鉆孔深1 288～1 800 m，水溫41～42 ℃，單井涌水量為28～90 m3/h。堯都賈得鄉(xiāng)東亢村地?zé)峥?00～230 m，水溫25～34 ℃，單井涌水量為70～100 m3/h。東亢村水化學(xué)類型為SO4·HCO3-Na型，氟含量1.2 mg/L，偏硅酸35.3 mg/L,pH值為7.58。

(4)稷山地?zé)崽镌陴⑸娇h清河鎮(zhèn)七級(jí)村，孔深180～287 m，水溫37～51 ℃，單井涌水量為30～45 m3/h。水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na型，氟含量為4.21 mg/L，偏硅酸為58.8 mg/L,pH值為8.09。

(5)新絳地?zé)崽镏饕挥谛陆{縣和襄汾縣，有地?zé)峋?8眼，孔深為55～1 050.2 m，一般在200 m左右，水溫為27～53 ℃，單井涌水量為30～130 m3/h，一般為60 m3/h左右。新絳古堆村水化學(xué)類型為SO4·HCO3·Cl-Ca·Na型，氟含量為1.1 mg/L，偏硅酸19.8 mg/L,pH值為7.72。

(6)侯馬曲沃翼城地?zé)崽镉械責(zé)峋?眼，孔深270～1 998 m，一般1 500 m左右，水溫25～47.5 ℃，單井涌水量35～80 m3/h，一般50 m3/h左右。翼城牛家坡村水化學(xué)類型為SO4·HCO3-Ca·Mg型，氟含量1.2 mg/L，偏硅酸22.8 mg/L,pH值為8.06。

(7)西海地?zé)崽镂挥谇挚h，有地?zé)峋?1眼，孔深為100～1 099 m，一般在100 m左右，水溫27～46 ℃，單井涌水量為25～325 m3/h，一般為50 m3/h左右。曲沃縣樂昌鎮(zhèn)蘇村水化學(xué)類型為SO4·HCO3-Ca·Na型，氟含量2.06 mg/L，偏硅酸33.4 mg/L,pH值為8.13。

(8)河津地?zé)崽镂挥诤咏蚴泻腿f榮縣，有地?zé)峋?眼，孔深為1 213～2 100 m，一般在1 500 m左右，水溫為44.5～67 ℃，單井涌水量為40～92.88 m3/h，一般為50 m3/h左右。河津市東都溫泉為Cl·SO4-Na型，氟含量為1.87 mg/L，偏硅酸為33.4 mg/L,pH值為8.44。

1.2.4.2 運(yùn)城盆地地?zé)崽?/p>

運(yùn)城盆地現(xiàn)勘查的地?zé)崽镏饕新勏驳責(zé)崽?、萬榮地?zé)崽?、夏縣地?zé)崽铩⑦\(yùn)城地?zé)崽铩?/p>

(1)聞喜地?zé)崽镏饕挥诼勏部h，有地?zé)峋?眼，孔深50～220 m，一般在150 m左右，水溫33.7～67.5 ℃，單井涌水量為13～45 m3/h，一般為20 m3/h左右。水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Na型，氟含量1.2 mg/L，偏硅酸28.7 mg/L,pH值為8.4。

(2)萬榮地?zé)崽镂挥谂R猗縣和稷山縣，有地?zé)峋?1眼，孔深146～1 420.3 m，一般為200 m左右，水溫28～58 ℃，單井涌水量一般為50 m3/h左右。臨猗縣猗氏鎮(zhèn)翟村水化學(xué)類型為Cl·SO4-Na型，氟含量1.35 mg/L，偏硅酸26.6 mg/L,pH值為8.02。

(3)夏縣地?zé)崽锏責(zé)峋咨?40～220 m，水溫26～34 ℃，單井涌水量為25～40 m3/h。位于夏縣南山底的瑤池溫泉水化學(xué)類型為Cl-Na型，氟含量4.35 mg/L，偏硅酸87.9 mg/L,pH值為8.1。

(4)運(yùn)城地?zé)崽镏饕挥谶\(yùn)城鹽湖區(qū)、夏縣、臨猗縣和永濟(jì)市，有地?zé)峋?7眼，其中夏縣臨猗孔深120～498 m，一般為200 m左右，水溫30～44 ℃，單井涌水量20～35 m3/h，一般為30 m3/h左右。鹽湖區(qū)、永濟(jì)市孔深1 001～3 005 m，一般為2 500 m左右，水溫38～68 ℃，單井涌水量37～109 m3/h，一般為70 m3/h左右。鹽湖區(qū)錦繡花城水化學(xué)類型為Cl-Na型，氟含量為1.38 mg/L，偏硅酸為58.8 mg/L,pH值為7.72。

從山西省地質(zhì)調(diào)查院2014年對(duì)全省地?zé)岵蓸诱{(diào)查顯示，汾渭沉積盆地地?zé)崽餆岬V水水化學(xué)類型較復(fù)雜，其中以Cl·SO4-Na型水最多，Cl-Na型水次之，HCO3·SO4-Na·Ca、SO4·Cl-Na·Ca、HCO3·SO4·Cl-Na、HCO3·Cl-Na型水也有分布。從基巖中直接出流的熱礦水一般為Cl·SO4-Na型水，與淺部冷水混合后其水質(zhì)類型發(fā)生變化，HCO3含量增加，水質(zhì)類型變的復(fù)雜[3]。

2 山西省熱儲(chǔ)類型及地?zé)峥辈榉较?/h2>

2.1 山西省熱儲(chǔ)類型

表1 山西省熱儲(chǔ)類型劃分

2.2 地?zé)峥辈榉较?/h3>

山區(qū)帶狀熱儲(chǔ)形成的溫泉均受到巖性與構(gòu)造的控制，熱儲(chǔ)為老的巖漿巖、變質(zhì)巖、花崗巖體，上覆松散巖體，埋藏淺，在構(gòu)造有利部位形成溫泉，尋找這類溫泉，首先要進(jìn)行地質(zhì)條件和構(gòu)造條件的深入研究，先采用遙感解譯和物探的方法進(jìn)行初步選區(qū)，再在野外進(jìn)行巖體和構(gòu)造的追蹤和研判，最后進(jìn)行地?zé)岬你@探勘查工作。

對(duì)于沉積盆地層狀熱儲(chǔ)，多屬于自然增溫型,我國沉積盆地平均地溫梯度為0.032 ℃/m[4]，因此可適當(dāng)增加勘探深度，以期發(fā)現(xiàn)溫度更高的地?zé)豳Y源。如以往多勘探到奧陶系層位，可增加深度到寒武系，但灰?guī)r熱儲(chǔ)因溶蝕條件不同，含水性不均[5]，勘查時(shí)要注意地質(zhì)構(gòu)造條件的研究； 在盆地區(qū)目前未進(jìn)行深部地?zé)峥辈榈臉?gòu)造單元可在地質(zhì)資料分析、物探勘查的基礎(chǔ)上嘗試進(jìn)行深部地?zé)峥辈楣ぷ鳌?/p>

3 山西省地?zé)豳Y源開發(fā)利用現(xiàn)狀

2014年山西省地質(zhì)調(diào)查院對(duì)全省224眼地?zé)峥走M(jìn)行了調(diào)查,其中大同盆地地?zé)峋?8眼,忻州盆地地?zé)峋?1眼,太原盆地地?zé)峋?8眼,臨汾盆地地?zé)峋?0眼,運(yùn)城盆地地?zé)峋?6眼,隆起山地區(qū)調(diào)查地?zé)峋?1眼。調(diào)查發(fā)現(xiàn)地?zé)嶂饕糜跍厝丛　⒗懑煴＝?、旅游度假、休閑娛樂、供熱供暖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、花卉栽培、溫室蔬菜、地震預(yù)報(bào)等方面，應(yīng)用范圍較廣。忻州奇村、忻州頓村、原平大營、渾源湯頭、盂縣寺平安、太原神堂溝、夏縣南山底等地建有溫泉旅游度假村,進(jìn)行了較大規(guī)模的開發(fā)利用，開發(fā)利用程度較高。其他大部分地區(qū)開發(fā)利用程度較低。

歸納起來,地?zé)嶂饕婕稗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)(灌溉、養(yǎng)魚和花卉蔬菜種植等)、生活飲用(低溫?zé)岬V水)、休閑娛樂(療養(yǎng)、洗浴和游泳等)、地震監(jiān)測(cè)等4個(gè)方面的應(yīng)用。

大同盆地?zé)崽镆验_發(fā)利用的地?zé)峋?，以農(nóng)業(yè)灌溉、洗浴、療養(yǎng)和游泳為主，2006年開始在養(yǎng)殖和蔬菜種植方面發(fā)展，但山西省僅存的2處100 ℃以上的地?zé)豳Y源當(dāng)時(shí)未被利用。

忻州盆地已開發(fā)利用的地?zé)峋齻€(gè)別地?zé)峥子糜诘卣鸨O(jiān)測(cè)，其余全部用于洗浴、游泳、溫泉療養(yǎng)，開發(fā)利用情況較好。

太原盆地已開發(fā)地?zé)峋^大多數(shù)用于洗浴、供暖、游泳、療養(yǎng)等，少量用于飲用、灌溉等，1眼用于地震觀測(cè)。太原市近年圍繞地產(chǎn)開發(fā)，中高檔住宅小區(qū)洗浴等方面的利用有增加趨勢(shì)。

臨汾盆地已鉆探地?zé)峋疃啵珳囟绕?，其主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、生活用水、養(yǎng)殖種植等，僅約三分之一地?zé)峋糜谙丛?、供暖、游泳、療養(yǎng)等。

運(yùn)城盆地已開發(fā)地?zé)峋种糜谙丛　⒐┡?、游泳、療養(yǎng)等，其余地?zé)峋糜谵r(nóng)業(yè)灌溉、生活用水、養(yǎng)殖種植，1處用于地震監(jiān)測(cè)。

沁水煤盆地區(qū)已開發(fā)地?zé)峋^少，大多未配套利用，只有1處度假村利用。

鄂爾多斯盆地東緣地?zé)崽镩_發(fā)少，尚未利用。

渾源湯頭地?zé)崽锖陀劭h寺平安地?zé)崽镉糜跍厝燄B(yǎng)。

4 山西省地?zé)豳Y源開發(fā)利用模式建議

從現(xiàn)狀調(diào)查看，山西省地?zé)豳Y源沒有進(jìn)行合理規(guī)劃、統(tǒng)籌安排和有序開發(fā)，勘查、開采程度不均衡，造成過度開采和資源浪費(fèi)。在開采過程中基本沒有采用回灌、換熱等新技術(shù)新方法。熱儲(chǔ)類型決定著地?zé)豳Y源開發(fā)利用的規(guī)模和方式。針對(duì)山西省深部地?zé)豳Y源賦存條件，建議因地制宜開發(fā)利用地?zé)豳Y源。

4.1 有限消耗模式

盆地區(qū)內(nèi)的孔隙熱儲(chǔ)采用有限消耗模式。

熱儲(chǔ)以中、新生界弱膠結(jié)砂巖或松散砂巖、砂礫巖為主。儲(chǔ)層為多層，層狀分布，孔隙含水，分布面廣。熱水在儲(chǔ)層中的滲透性差異較大，垂向水力聯(lián)系不密切，易采難灌，地?zé)崴难a(bǔ)給條件隨熱儲(chǔ)深度漸差，熱儲(chǔ)溫度則隨深度漸增。地?zé)豳Y源開發(fā)取決于熱儲(chǔ)埋藏深度與分布，具備面上的開發(fā)利用條件，但因儲(chǔ)層滲透性能差異大，垂向水力聯(lián)系不密切，回灌能力弱，初期一般只適宜分散性開采，并需嚴(yán)控開采期的水位下降速度。中后期則應(yīng)積極探索不同的采、灌方式和深部熱交換技術(shù)，以提高儲(chǔ)層中的熱能利用率。

河津、運(yùn)城地?zé)崽锏瘸练e盆地型新生界孔隙熱儲(chǔ)分布區(qū)，熱儲(chǔ)中地?zé)崴幸欢ㄑa(bǔ)給但很緩慢，尤其是埋深大的深部熱儲(chǔ)，地?zé)崴难a(bǔ)給尤其緩慢，地?zé)崴拈_發(fā)主要靠采區(qū)水位下降與周邊形成水頭差的滲流補(bǔ)給作用提供，要取得較大的開采量就必須在采區(qū)形成較大的水位下降。由于補(bǔ)給速度緩慢，在定量開采條件下，這一水位下降是持續(xù)性的。為了在一定時(shí)限內(nèi)滿足開采量的需求，規(guī)定保持一定水位下降速度的開采量作為這一地區(qū)的地?zé)崴Y源可開采量。這一開采模式只適合于熱儲(chǔ)分布廣泛的新生界熱儲(chǔ)分布區(qū)的開采初期，要求開采井保持足量的間距，不致因開采形成區(qū)域性的水位下降。

4.2 單井換熱模式

碎屑巖熱儲(chǔ)采用單井換熱模式。

碎屑巖熱儲(chǔ)開采易，但回灌條件差。據(jù)了解，一些地區(qū)正在利用深部井下?lián)Q熱技術(shù)，探索單井深部換熱開發(fā)利用熱儲(chǔ)內(nèi)的地?zé)豳Y源，可以借鑒[6]。

4.3 采灌結(jié)合、以灌定采模式

盆地區(qū)灰?guī)r層狀熱儲(chǔ)采用采灌結(jié)合、以灌定采模式。

熱儲(chǔ)呈層狀分布，以巖溶孔隙、構(gòu)造裂隙賦水，彼此水力聯(lián)系較密切為特征，但受歷次構(gòu)造破壞、地形切割和長期的水溶蝕滲透作用的影響，其埋藏深度與熱水的富集程度有較大的差異。地?zé)豳Y源開發(fā)主要限于熱儲(chǔ)埋藏深度小于4 000 m、地?zé)崴鄬?duì)富集的灰?guī)r巖溶裂隙發(fā)育帶。此類熱儲(chǔ)因儲(chǔ)層聯(lián)通性較好，分布面廣，可采可灌，具備集中、規(guī)?；?、最大限度開發(fā)利用深部地?zé)豳Y源的條件，是平原地區(qū)地?zé)豳Y源開發(fā)利用的首選地。對(duì)其開發(fā)利用宜實(shí)行采灌結(jié)合，以灌定采，集中統(tǒng)一規(guī)模化開發(fā)。

大同盆地、忻州盆地、太原盆地、臨汾盆地與運(yùn)城盆地均發(fā)育巖溶熱儲(chǔ)。為最大限度地利用熱儲(chǔ)中的地?zé)豳Y源，需要建立開采條件下新的水、熱平衡。地?zé)崽飪?nèi)地?zé)崴拈_采量取決于允許回灌量的大小，為持續(xù)開發(fā)利用的需要，緩解因開采形成的水位下降，熱田開采應(yīng)逐步實(shí)施采灌結(jié)合、以灌定采的開發(fā)利用模式，巖溶熱儲(chǔ)相對(duì)易回灌，一般采用“一抽一灌”“兩抽一灌”的井群布局，目前我國實(shí)現(xiàn)規(guī)模化開采的巖溶熱儲(chǔ)正逐步推行這一模式，回灌規(guī)模、采灌井群布局方式在積極的探索之中。

4.4 自然均衡模式和誘導(dǎo)補(bǔ)給模式

變質(zhì)巖帶狀熱儲(chǔ)采用自然均衡模式和誘導(dǎo)補(bǔ)給模式。

熱儲(chǔ)受構(gòu)造控制，主要斷裂構(gòu)造及其相伴的次級(jí)構(gòu)造是導(dǎo)水、導(dǎo)熱的通道，呈帶狀分布，地?zé)崴患趦蓴嗔褬?gòu)造交匯的部位。受構(gòu)造變動(dòng)及地形切割的影響，熱儲(chǔ)分布比較局限，熱水的補(bǔ)給循環(huán)也局限于所處構(gòu)造系統(tǒng)范圍內(nèi)，在熱儲(chǔ)構(gòu)造受切割的地形低處以泉的形式自然排泄。這類熱儲(chǔ)主要分布于山區(qū)、山前地區(qū)，熱田面積有限，地?zé)豳Y源開發(fā)多以天然溫泉出露地及其與之有聯(lián)系的斷裂構(gòu)造帶延展部分為主，開發(fā)利用規(guī)模以中、小型為主，系統(tǒng)內(nèi)各溫泉相互間水力聯(lián)系較密切，開發(fā)利用應(yīng)實(shí)施統(tǒng)一管理。

目前開發(fā)利用較好的忻州盆地、盂縣寺平安、大同盆地等變質(zhì)巖熱儲(chǔ)地?zé)崽锟刹捎眠@種模式。

自然均衡模式適用于天然溫泉的開發(fā)利用，在自然條件下，熱、水的補(bǔ)給排泄處于均衡狀態(tài)，地?zé)?溫泉)資源的開發(fā)利用以不破壞其水、熱平衡為原則，地?zé)崴亩嗄昶骄a(bǔ)給量或排泄量可視為地?zé)豳Y源的可開采量，為保持溫泉的天然出流狀態(tài)和后續(xù)利用，對(duì)溫泉(地?zé)?資源的開發(fā)利用總量以不大于溫泉的多年平均流量為限。

在溫度較高并具有人工補(bǔ)給條件的帶狀熱儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，為增大利用地?zé)崴男枰刹捎萌斯ぱa(bǔ)給或誘導(dǎo)補(bǔ)給方式增大補(bǔ)給量，進(jìn)而相應(yīng)地增大地?zé)崴?溫泉)的開采量。但為保持熱儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)熱量的平衡，利用地?zé)崴疁囟葧?huì)有一定程度的下降，在保持可利用溫度的條件下，地?zé)?溫泉)水的可開采量=人工補(bǔ)給(誘導(dǎo)補(bǔ)給)量+天然補(bǔ)給量。

4.5 打造溫泉小鎮(zhèn)或地?zé)峒虚_發(fā)利用區(qū)

根據(jù)地?zé)豳Y源分布特征，可選擇地?zé)岱植加欣麉^(qū)域打造溫泉小鎮(zhèn)或地?zé)峒虚_發(fā)利用區(qū)。

據(jù)了解，全國已命名60多處中國溫泉之鄉(xiāng)(城、都)，雖然山西省也有很多很好的地?zé)豳Y源，但還沒開展這項(xiàng)工作，根據(jù)山西省的實(shí)際情況，建議首先對(duì)天鎮(zhèn)馬圈癢、陽高縣羅文皂鎮(zhèn)、渾源湯頭、忻州奇村、頓村、原平大營、盂縣寺平安、太原神堂溝、夏縣南山底等現(xiàn)有開發(fā)利用較好的區(qū)域做進(jìn)一步的調(diào)查評(píng)價(jià)，確定其地?zé)豳Y源儲(chǔ)量及可利用量，在地?zé)豳Y源可持續(xù)利用的基礎(chǔ)上考慮申報(bào)全國溫泉小鎮(zhèn)。

溫泉小鎮(zhèn)建設(shè)應(yīng)以可采地?zé)?溫泉)資源為依據(jù)，與當(dāng)?shù)鼐坝^建設(shè)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、文化建設(shè)、新農(nóng)村建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)劃，將其發(fā)展建設(shè)成為地?zé)?溫泉)知識(shí)科普教育的基地，中青年休閑娛樂、康體健身、信息交流的平臺(tái)，老年康體養(yǎng)老、宜居生活的中心，地區(qū)特色文化、名優(yōu)產(chǎn)品對(duì)外交流的窗口[7-8]。

5 結(jié)論

(1)依據(jù)現(xiàn)有勘查成果，系統(tǒng)總結(jié)了山西省地?zé)崽锏姆植技暗責(zé)崃黧w特征，將熱儲(chǔ)類型主要?jiǎng)澐譃榭紫缎蛯訝顭醿?chǔ)層、碎屑巖類裂隙型層狀熱儲(chǔ)、巖溶型層狀熱儲(chǔ)和變質(zhì)巖類裂隙型帶狀熱儲(chǔ)4類。對(duì)于今后進(jìn)一步開展地?zé)豳Y源勘查具有指導(dǎo)意義。

(2)山西地?zé)豳Y源目前總體開發(fā)利用程度偏低，為了可持續(xù)利用地?zé)豳Y源，提出不同熱儲(chǔ)條件采用不同的開采模式建議。盆地區(qū)孔隙熱儲(chǔ)采用有限消耗模式,碎屑巖熱儲(chǔ)采用單井換熱模式,盆地區(qū)灰?guī)r層狀熱儲(chǔ)采用采灌結(jié)合、以灌定采模式,變質(zhì)巖帶狀熱儲(chǔ)采用自然均衡模式和誘導(dǎo)補(bǔ)給模式，并提出選擇有利地區(qū)打造山西省溫泉小鎮(zhèn)或地?zé)峒虚_發(fā)利用區(qū)的構(gòu)想。

(3)地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度不均，建議加強(qiáng)地?zé)豳Y源開發(fā)過程中的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理、合理布局、綜合利用。