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地熱分布規律

咸寧地熱資源分布規律

咸寧地熱資源分布規律

咸寧市位于湖北省東南部,長江中游南岸,湘鄂贛三省交界處,是南下北上的主要通道,素有“湖北南大門”之稱。全市轄四縣一市一區和一個經濟技術開發區,即嘉魚縣、通山縣、崇陽縣、通城縣、赤壁市、咸安區和溫泉經濟技術開發區。

 

咸寧地區主要為低溫地熱, 主要集中在咸寧溫泉城區潛山附近, 其它還有嘉魚蛇屋山金礦區溫泉赤壁市茶庵嶺龍佑溫泉、通山縣王家莊溫泉及崇陽縣浪口溫泉。明朝, 咸寧地區就已有利用地熱的記載, 一九五醫院在抗戰時期是一所皮膚病醫院, 當時該醫院就有利用潛山腳下自溢溫泉治療皮膚病的經驗。上世紀90年代以來, 在市場經濟推動下, 咸寧地熱資源開發得到了進一步發展, 形成了醫療—洗浴、旅游水產養殖等系統產業, 但近年來咸寧溫泉城區地熱水位下降, 水溫降低, 我們應提前謀劃, 把深部地熱資源開發提到議事日程。


 咸寧市溫泉地熱田成因機制模型圖Fig.1 Model diagram of genetic mechanism of geothermal field of Xianning


地質構造簡介

咸寧地質構造位置處于揚子準地臺梁子湖坳陷與咸寧臺褶束的交接部位,從屬于大幕山復式背斜北翼的次級構造—高橋向斜、孫鑒鋪倒轉背斜、賈家山倒轉向斜的西延部分,由一系列的緊密褶皺組成區內的基本構造骨架。新華夏晚期構造體系在潛山一帶表現強烈,其中大義山式斷裂有明顯的反映。這些不同的構造體系互相干擾、復合,不僅控制了區內的巖性組合、地貌、巖溶發育,而且也嚴格控制了地下水的分布及其補給、運移和排泄。潛山背斜是地熱田的主要構造骨架,其特點是呈梳狀,且向南東倒轉,區內溫泉斷裂規模最大,且是經過多次構造變動的復合性斷裂,先期為縱張斷裂且以垂直運動為主,后期表現為逆向復合,并受逆時針的應力作用而顯壓扭性特征,是深切割斷裂,也是控制區內地熱流體分布的主要斷裂。


咸寧地熱賦存條件

咸寧地熱屬熱水類型, “源、通、儲、蓋、滯”是地熱形成的充分必要條件, “源”是根本, “通”是關鍵, “儲、蓋”是必備條件, “滯”是充分條件, 即必須具備地熱承壓水滯留的環境條件。

 

“源”條件

咸寧深層地熱資源屬于深循環加熱型, 主要來源高山大氣降水經過遠程地下運移過程中吸收大地熱流釋放熱能而逐漸增溫。咸寧城區地熱來源主要為東南部與潛山背斜相距8 km的大磨山背斜之高山裸露奧陶系灰巖受大氣降水所致 (大磨山高程高出潛山高程20倍, 兩地呈不對稱“U”型箱狀構造) 。

 

其一, 咸寧市溫泉地熱田地熱流體中氣體成分主要以N2、O2、CO2為主,其中N2占逸出氣體的94.60%~95.70%, 占溶解氣體的66.30%~68.8%,高豐度的N2主要存在于大氣中, 地熱流體中N2的來源, 是由大氣降水帶入地下所致, 地熱流體以大氣降水入滲補給為主。

 

其二, 地熱流體中含H3, 由于H3來源于大氣層, 再次證明該地熱流體由大氣降水入滲補給為主。其三, 咸寧地熱流體中放射性元素氡含量低, 氡含量與地熱流體循環條件有關而與其化學成分無關, 在地球深部巖石氡射氣系數很小,這是咸寧地熱流體為深層循環地下水的佐證。

 

地熱資源咸寧市的優勢礦種,作為地熱本身是無法以商品形式在市場上流通的直接礦產品,它的價值是通過熱能功效的開發利用地熱資源產業化發展而獲得的良好經濟效益、社會效益、環境效益綜合體現出來的。因此,統一規劃,科學開發,合理利用,有效保護地熱資源是咸寧市經濟、社會、環境協調發展的有力保障。