鞍山市地热水开发利用现状探析

2017-03-09张峰

黑龙江水利科技 2017年12期

关键词：千山荒地水温

张峰

(辽宁省本溪水文局，辽宁本溪 117000)

1 概述

鞍山市位于新华夏系第二巨型隆起带与新华夏系第二巨型沉降带的交接地带，地质构造复杂，深、大断裂发育，形成了众多储量丰富、具有较大开发利用潜力的地热水区。按地热水资源所处地质构造位置和分布上的特点，可划分为鞍山地热区和岫岩地热区。

在鞍山地热区内，由东向西，依次为千山倪家台地热水区、汤岗子地热水区、海城市东四方台西荒地地热水区，相应建立了千山倪家台地热水保护区、汤岗子地热水保护区、海城市东四方台西荒地地热水保护区。

岫岩地热区，主要包括岫岩县哈达碑镇沟汤地热水区、岫岩县前营镇仙人嘴地热水区，也相应了建立了岫岩县哈达碑镇沟汤地热水保护区，岫岩县前营镇仙人嘴地热水保护区[1]。

另还，在该区域内还零星分布有一些热水泉及地热异常点。由于经济和地理位置等条件因素的限制，暂没有开发。如2000年国家有色金属总公司地质遥感中心勘测，海城市腾鳌、后双台子、东名甲山、东四方台一堵墙存在着地热水异常。岫岩也发现了多处温泉，如汤池乡石灰窑汤南、前营镇西山铅矿、汤沟乡汤沟、朝阳乡王家街、杨家堡乡娘娘城等。

2 地热水的水文地质特征

2.1 千山倪家台地热水区

倪家台地热水区地热水储存部位，一是第四系松散层，二是基岩构造裂隙。第四系松散层为次生的孔隙热储，现在已不存在。基岩构造裂隙，热储形态呈长带状，直接受断裂构造控制，长轴方向为北西西向，长约1000m，宽约200m，热水区面积237600m2。整个热储为3条以上近于平行的断层组成的断裂束，倾向总的为南东。从现有资料及有关区域资料分析，地热水区的中心区往往是两断裂的交汇处[2]。

由于构造裂隙发育的不均匀性，地下热水的分布也极不均一。根据钻孔资料，地下热水的埋藏深度，在千山河床处一般近50m，向东西两侧逐渐加深，最深处近200m。静水位埋深3.1-20.0m不等。井内水位降深15-20m时，单井涌水量一般为500-1000m3/d。地热水温度在38℃-69℃之间，一般为44℃-50℃。

2.2 汤岗子地热水区

地热水出露于山间盆地中心，海拔高45m，水化学类型以Na2SO4、Na2CO4型水为主，水中含放射性元素氡、镭、铀等。第四系厚21-46m。地质构造条件受北东向及北东东向断裂控制，其北东东向断裂为控热断裂，热储层为千山花岗岩，断裂处岩石破碎形成导热储热带，其上部为第四系松散孔隙水热储层，为次生热水。

赋存于在第四系砂砾层中的承压热水，由直接涌出地表到埋深25-30m，水温在25℃-58℃，这种热水在汤岗子热水区鞍海公路西丰富，在路东则不丰富。基岩构造裂隙含水体，岩性主要为太古代花岗岩和燕山期千山花岗岩。水位埋深3.4-4.5m，最高水温72℃，年平均静水位埋深3.1m，年平均动水位埋深7.96m，矿化度小于1g/L，PH值在8.7以下，弱碱性水。

汤岗子地热水区矿泥资源也十分丰富，根据水文地质部门勘探得知，汤岗子矿泥的分布范围与矿水的分布方向基本吻合，且大2.5倍左右，即长840m，宽360m，分布总面积可达28.82km2。其成因是在寒温气候带，地表径流极为缓慢，将周围基岩风化的碎屑物质带到有矿水的洼地中沉积，并经生物化学作用而形成。矿泥泥质为亚黏土和粉土，又富含硅、铝、钾、钠、铁、锰、硫、磷等10余种矿物质。

2.3 海城市西荒地热水区

西荒地热水区分布在辽东山地隆起带与下辽河断陷平原交界带的山前倾斜平原上，地面海拔高3.2-5.0m，水化学类型为硫酸钠型，水中含有放射性元素镭和氡。西荒地热水区相距汤岗子热水区12km，同处于一个构造带，水温随深度增高，梯度一般为0.2℃/m以上，最高可达到0.467℃/m。西荒地热水区分为新生界孔隙型热储和中生代花岗岩裂隙型热储，前者是由后者派生出来的，两者呈上下迭加关系[3]。

新生界孔隙型热储，包括第四系底部灰白色细砂层、黄白色粗砂层和第三系灰白色，灰绿色砂砾岩层及部分亚砂土，分布在花岗岩顶部凹地中。其厚度：东区为20-40m，西区40m，埋深50-100m。隔热盖层厚度90-110m。水温27.5℃-73℃，总的趋势随深部的增加而升高。水化学类型以为Ca(HCO3)2为主，F-含量15mg/L，富水性不佳，井孔出水量一般为100-150m3/d，该层深部承压，高出地表。

中生代花岗岩裂隙型热储层，沿近东西向寒岭断裂破碎带发育。揭露厚度>80m，顶面埋深120-160m。主要热储层的岩性：东区为肉红色中粗粒花岗岩与绿色角闪石闪长岩相间；西区以肉红色花岗破碎层与花岗岩和暗绿色闪长岩的混杂体，裂隙率3-4%。该层承压性高，开发初期高达地面以上25m。水温：东区一般为84℃；西区一般93℃-96℃，最高99℃，为中高温热水。水化学类型Na2SO4型水，矿化度0.6-0.64mg/L，含F-量20-25mg/L，PH值8.87-9.02。该层富水性较好，单井出水量一般大于100m3/d以上。

3 地热水开发利用现状

3.1 千山倪家台地热水保护区

千山倪家台地热水保护区位于鞍山市东南方向，地处全国著名的风景名胜旅游地千山脚下，距鞍山市区12km。千山倪家台地热水保护区已探明的地热水控制面积为1.6km2，为了保护地热水资源，2000年4月市政府规定千山倪家台地热水保护区日开采量平均不超过2000m3，基本可满足各单位的用水。据统计，该保护区现有地热水井14眼，井底最高水温70℃，现生产井抽水实测最高水温68℃，现静水位埋深20m，矿化度小于1g/L，PH值在8.15～8.5之间。有20多家用地热水单位，可同时容纳4000多人住宿或度假，现已建成地热水游泳馆12座，见表1。

表1 倪家台地区地热水利用量

3.2 汤岗子地热水保护区

汤岗子地热水保护区位于千山区汤岗子镇，距鞍山市区15km。在鞍海公路西侧建有全国著名的汤岗子理疗医院，并具有亚洲唯一的天然热矿泥保温室而闻名于世。汤岗子地热水保护区有地热水井6眼，最高水温72℃，2001年静水位埋深年平均3.1m，动水位埋深年平均7.96m，矿化度<1g/L，PH值在8.7以下，弱碱性水，水量丰富，目前有4家利用地热水单位，已建成游泳馆2座，具体见表2、表3。

表2 汤岗子地区开发利用地热水单位

表3 汤岗子地区热水井概况

目前汤岗子地热水保护区多年平均日开采量547m3，年开采水量14.4×104m3，老干部疗养院平均日开采水量100m3，聚龙宾馆平均日采水量47m3，年开采水量1.7m3，见表4。

表4 汤岗子地区地热水利用量

汤岗子热矿泥厚5-10m，矿泥顶板距地表3m左右，靠地热水的滋养加热矿泥，使其化学成分和温度长年稳定，从而保证热矿泥的治疗作用。热矿泥泥质为亚黏土和粉土，富含多种矿物质，完全符合治疗泥疗标准。见表5。

表5 汤岗子地区地热水自涌量

3.3 海城市东四方台西荒地地热水保护区

西荒地地热水保护区位于鞍山市西南方向，东北距离鞍山市约18km，东南距海城市约16km，该处地域开阔，地势平坦，交通方便。东四方台地热水保护区地热水量丰富，水温高，面积大，地热水异常范围为2.6km2，且存在于200m以下花岗岩破碎带中。该区现有热水井12眼，正在使用的8眼，其中最高水温98℃，静水位埋深12m，矿化度<1g/L，PH值在8.6左右。东四方台地热水保护区地热水资源丰富，有广泛的开发利用前景，目前有9个单位开发利用地热水，有游泳馆7座，见表6、表7。