浙江省区域地质背景及地热资源赋存特征

浙江省区域地质背景及地热资源赋存特征
张萌;杨豪;彭振宇;张良红;林清龙
【摘要】介绍了浙江省地热资源概况,结合浙江省区域地质背景探讨其地热资源赋存特征.浙江位于我国东部薄壳地带,莫霍面的起伏控制着省内大地热流值的分布趋势,省内地热井(泉)多分布于莫霍面埋深浅且热流值高的地区.省内断裂构造十分发育,为深部岩层的富水及导热创造了良好的条件.以江山-绍兴深大断裂为界,浙西北地区地热资源以沉积盆地型为主,热储岩性主要为灰岩、砂岩,热储类型为上部孔隙型下部岩溶型层状,其褶皱山区则为隆起山地型,热储类型为岩溶型层状兼带状;浙东南地区主要为大面积的丘陵山区,地热资源类型以隆起山地型为主,热储岩性主要为岩浆岩、火山岩,热储类型为裂隙型带状.浙江省热水主要为偏硅酸-氟热矿水,受赋存环境影响,浙东南地热水偏硅酸、氟、氡等含量普遍高于浙西北.
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2016(016)019
【总页数】7页(P30-36)
【关键词】浙江省;地热资源;区域地质背景;水化学特征
【作者】张萌;杨豪;彭振宇;张良红;林清龙
【作者单位】浙江省地质调查院,杭州311203;浙江省地质调查院,杭州311203;浙江省地质调查院,杭州311203;浙江省地质调查院,杭州311203;浙江省地质调查院,杭州311203
【正文语种】中文
【中图分类】P314.1;P641.1
浙江省地处我国东南沿海长江三角洲南翼，位于欧亚大陆东南缘，属于环西太平洋构造-岩浆活动带的一部分，省内地热资源以中、低温为主。

省内地热资源的开发利用最早可追溯到1 400年前，然而调查研究工作起步较晚，20世纪90年代，研究者主要是对省内地热资源的分布情况、资源概况等进行介绍[1—3]。

目前，针对全省范围内地热资源的研究程度并不高，较为系统的研究仅在湖州太湖南岸地热区和金华武义县溪里地热区进行[4—8]。

然而，随着近几年省内加大地热资源勘查开发的投入力度，部分地区暴露出了由于研究程度滞后于开发利用需求增长而导致的盲目开采、过量开采等问题。

因此，本文旨在通过对浙江省的区域地质背景进行分析，研究其地热资源的赋存特征，为今后浙江省地热资源的勘查开发提供参考。

截止到2015年下半年，浙江省共有地热出水点49处，包括地热井44口、温泉1眼(温州承天温泉)、矿坑涌水点2处(金华武义余山头、丽水龙泉LQBD1)、石油勘探孔2处(衢州金66井、金4井)。

地热出水点在全省11个地级市均有分布；但并不均匀，主要集中在浙西北杭嘉湖平原的湖州、嘉兴、杭州，其地热井总数占全省地热出水点的46.94%；以及浙东南的宁波盆地和金华武义盆地，宁波和金华各占14.29%；其他地级市如台州、丽水、绍兴、衢州、温州、舟山则少有分布(图1)。

省内热水水温范围20～64 ℃。

地热出水点中，水温度小于25 ℃的出水点9处，包括地热井7处、石油勘探孔2处；水温范围20～24.3 ℃，占地热出水点总数的18.37%；主要分布在浙西北杭州、湖州，以及金衢盆地的衢州，共8处；浙东南仅金华东阳横店2号井1处。

水温25～40 ℃的出水点23处，全省范围内均有分布，包括地热井21处、矿坑涌水点2处，占地热出水点总数的46.94%。

水温40～60 ℃的出水点15处，包括地热井14处、温泉1处，主要分布在湖州、嘉兴、金华、绍兴、宁波，占地热出水点总数的30.61%；水温大于60 ℃地热井2
处，分别是位于嘉兴市的运热1井和湖州市的WQ10地热井，占地热出水点总数的4.08%(图2)。

省内地热井深度范围在90～2 606.18 m之间，井深1 000 m以上的地热井占出水地热井的近一半。

地热井单井水量范围74.53～2 592 m3/d，大部分在300～1 500 m3/d之间。

以江山-绍兴深大断裂(F1)为界，浙江省横跨浙西北扬子准地台和浙东南华南褶皱系两大构造单元。

属于扬子板块的浙西北地区壳幔结构偏冷，来自深部的热流相对较少，莫霍面温度相对较低；与浙西北地区相比，属于华夏板块的浙东南地区热流明显偏高，属于典型的“冷壳热幔”结构，莫霍面温度亦较高[9]。

浙江省大地热流值的变化范围为62.8～89.5 mW/m2，平均(71.1±5.7) mW/m2，高于中国大陆地区的平均热流值[(61±15.5) mW/m2][10]。

总体上讲，浙江省热流值呈现东西两侧高，中间低，总体呈北东向展布的特征。

以江山-绍兴大断裂为界，浙江省区域热流分布格局又显示出西北低、南东高的特征。

浙西北高热流值分布于杭嘉湖平原与金衢盆地，浙东南热流值整体高于浙西北，高热流值区域主要分布于东南沿海地区，如宁波、温州等(图2)。

浙江省处于中国东部薄壳带，莫霍面起伏不大，埋深为28～34 km，呈北东浅、南西深的变化趋势。

莫霍面埋深较浅地区，即幔隆区，为浙西北杭嘉湖平原的嘉兴市，浙中金衢盆地，以及浙东南沿海地区[12]。

从图2上可见，浙江省莫霍面埋深较浅部位，即幔隆区，对应大地热流值较高地区，反映了莫霍面起伏控制大地热流值主要分布趋势的特征。

受壳幔热结构该特征的影响，省内地热井(泉)多分布于莫霍面埋深浅且热流值高的地区，即上地幔隆起地区。

省内出水温度大于40 ℃的地热点基本均位于幔隆区，在浙西北地区集中于热流值较高的杭嘉湖平原区，在浙东南地区则集中于热流值较高的宁波盆地、东南沿海地区。

浙江省地势西南高、东北低，山地占全省总面积的70.4%，主要山脉均呈南西-北东走向，平原仅占全省总面积的23.2%，主要由浙北平原(杭嘉湖平原、宁绍平原)
和浙中金衢盆地组成。

省内断裂构造十分发育，区域性断裂数量多、切割深、延伸远、次级断裂发育，为深部岩层的富水及导热创造了良好的条件。

受地质构造的控制，省内热水主要出露或赋存于北东向压性断裂与北西向张扭性断裂的交汇处，且附近往往出现东西向断裂以及中酸性侵入岩体的频繁活动[13](图3)。

例如，温州承天温泉出露于泰顺县会甲溪V字型峡谷内，在北东向压性断裂与北西向张扭性断裂的复合部位沿北西向呈泉群出露地表；湖州太湖南岸地热区位于湖州-嘉善东西向大断裂、长兴-奉化北西向大断裂与学川-湖州北北东向断裂的交汇处[7]；武义盆地溪里地热区位于江山-绍兴大断裂拼合带南东侧，淳安-温州北西向大断裂、衢州-天台东西向大断裂和庆元-浦江北东向深断裂的交汇处，且深部为燕山早期大范围岩浆岩侵入的花岗岩基底与中酸性岩浆穹隆[8]。

此外，浙西北、浙东南两大构造单元地质构造发展演化史完全不同，浙西北地层发育齐全，岩浆作用弱；浙东南缺失古生界，构造岩浆活动强烈；这种差异直接导致了其地热资源形成条件的差异。

3.1 地热资源分布特征
依赋存环境与热传导方式的不同，省内地热资源可分为沉积盆地型和隆起山地型两类，浙西北和浙东南均有分布(图3)。

浙西北地区中，沉积盆地型地热资源主要分布于杭嘉湖平原和金衢盆地，热储介质主要为古近系砂岩、砂砾岩、玄武岩夹层和古生界碳酸盐岩，流体为孔隙水或岩溶水，热储层位因所处地质构造单元不同而不同，多以双层或多层热储结构居多。

隆起山地型地热资源主要分布在浙西褶皱山区，热储介质由砂岩、凝灰质砂岩和古生代碳酸盐岩组成，受断裂控制，呈带状展布。

浙东南地区主要为大面积的丘陵山区，地热资源类型以隆起山地型为主，热储介质由岩浆岩、火山岩组成，通过深循环的地下水沿断裂或裂隙对流传递，深大活动断裂一般为控热构造，其次级断裂往往形成导热构造。

沉积盆地型地热资源仅在北部
宁绍平原内少量分布。

3.2 热储类型分布特征
浙江省地热资源热储类型主要有裂隙型带状、孔隙型层状及岩溶型带状兼层状热储三种，且受地质构造约束呈带状分布。

以江山-绍兴深大断裂为界，浙西北和浙东
南热储类型各具特点(表1)。

浙西北扬子准地台区地层发育较全，以发育古生代沉积岩及醒目的印支-燕山期紧
密线型褶皱带为特征，沉积地层中的寒武-奥陶系和石炭-二叠系发育厚层碳酸盐岩，在一定条件下可成为重要的热储层，上覆厚层泥岩、砂岩、粉砂岩可成为良好的盖层。

该地区岩浆活动弱，热储多以古生界碳酸盐岩、石英砂岩、岩屑砂岩为主的岩溶型层状热储(如临安湍口TR3井)、裂隙型带状热储(湖州杨家埠WQO1、宁海深甽甽3井等)和上部孔隙型下部岩溶型层状热储(金衢盆地、桐乡凹陷运热1井等)，构造部位多以背斜为主体，并与断裂构造交错。

浙东南华南褶皱系分布有大量中生代火山岩，基底岩石变质程度高且埋深较浅，张性或张扭性断裂构造发育，构造变形以整体的隆升和块断作用为主，出现了众多的断陷盆地，热储主要为构造裂隙型带状。

由于中、新生代构造活动强烈，岩浆侵入频繁，带来大量的热液和微量元素，使浙东南地区形成广泛的低温热液矿床——
萤石矿脉，成为新型的热储资源。

浙东南热储类型可细分为白垩纪沉积盆地
基底花岗岩类(如遂昌盆地DR2，武义盆地WR2等)和构造隆起区花岗岩类(如泰
顺雅阳承天温泉、宁海深甽甽3井)两种，均源于岩浆热液。

此外，本区长河凹陷
内发育新生代沉积盆地碎屑岩类孔隙型层状热储(长热1井)，宁波凹陷内发育白垩纪沉积盆地碎屑岩夹玄武岩孔隙型热储。

3.3 热水水化学特征
浙江地热水主要为偏硅酸·氟热矿水，受区赋存环境的影响，省内不同地区不同地
热资源类型的热水水化学特征各有不同(表2)。

浙西北地区中，褶皱山区地热资源勘查程度较低，地热资源为隆起山地型，地热异点少有分布，井深较浅，水温不高，热水水化学类型以HCO3-Ca型为主(临安湍
口TR3、湖州杨家埠WQ01)，热水中偏硅酸、氟、氡含量普遍较低。

金衢盆地和杭嘉湖平原地热资源为沉积盆地型，成井一般较深，水温也较高于隆起山地型热水。

其中，金衢盆地内热水水化学类型为HCO3·SO4-Na型(衢州金66井)。

杭嘉湖平原区勘查程度相对较高，省内多处地热异常点均分布于此，该区热水温度较高，水温高于40 ℃的地热井有多处，热水水化学类型以HCO3 (Cl)-Na(Ca)型为主，个
别热水还会富含。

两者相较来看，沉积盆地型热水溶解性总固体(TDS)和微量组分氟、偏硅酸、氡等含量高于隆起山地型热水。

浙东南地区中，仅在北部宁绍平原内分布有沉积盆地型地热资源，地下水类型为SO4·Cl-Na型，水温较高，长热1井水温达53℃。

隆起山地型地热资源热水水化学类型以HCO3-Na(Ca)型为主(遂昌DR2、甽3井、宁海甽3井)，在武义盆地内则存在SO4·HCO3-Na·Ca型热水(武义WR2)。

浙东南山区分布有大量中生代火山岩，热水均产自其中，其导水储热地层岩石为高二氧化硅，富钠、钾的中-酸性火
山岩，火山岩中富含S、F等，在作为地下水渗流通道的构造断裂破碎带的地区，常见有先期热液蚀变和矿化现象，形成萤石及黄铁矿等硫化矿物，通过氧化淋滤作用又使地热水富含和F-等组分。

总体来看，浙东南热水中偏硅酸、氟、氡含量普遍较高，偏硅酸、氟一般达矿水或命名浓度，氡则多达有医疗价值浓度。

相较而言，浙西北热水中以上成分含量则较低，偏硅酸一般能达到矿水浓度，氟含量明显低于浙东南，氡除个别井外(如
WQ10)普遍较低。

4.1 结论
以江山-绍兴深大断裂为界，浙江省分为在壳幔热结构、地层岩性、构造演化等完
全不同的两大地块。

受该区域地质背景的影响，其地热资源的赋存特征可概括为以
下几点。

(1) 浙江省处于中国东部薄壳带，莫霍面起伏呈北东浅、南西深的变化趋势，莫霍面埋深较浅部位对应其大地热流值较高地区，反映了莫霍面起伏控制大地热流值主要分布趋势的特征。

其中，与属扬子板块的浙西北地区相较，属华夏板块的浙东南地区壳幔结构偏热，热流明显偏高，莫霍面温度亦较高。

受该特征影响，省内地热井(泉)多分布于莫霍面埋深浅且热流值高的地区，即上地幔隆起地区。

省内地热资源以中低温为主，热水温度大于40 ℃的地热点基本均位于幔隆区，在浙西北地区集中于热流值较高的杭嘉湖平原，在浙东南地区则集中于热流值较高的宁波盆地、东南沿海地区。

(2) 浙江省内断裂构造十分发育，区域性大断裂切割深，延伸远，次级断裂发育，为深部岩层的富水及导热创造了良好的条件。

省内地热资源主要有沉积盆地型和隆起山地型两类，浙西北地区以沉积盆地型地热资源为主，主要分布于杭嘉湖平原和金衢盆地，浙西褶皱山区则为隆起山地型地热资源，但少有地热井揭露。

浙东南地区主要为大面积的丘陵山区，地热资源类型以隆起山地型为主，沉积盆地型地热资源仅在北部宁绍平原内少量分布。

(3) 浙江省热储类型主要有裂隙型带状、孔隙型层状及岩溶型带状兼层状热储三种，受地质构造约束呈带状分布。

浙西北发育较全，以发育古生代沉积岩及醒目的印支-燕山期紧密线型褶皱带为特征，热储多以古生界碳酸盐岩、石英砂岩、岩屑砂岩
为主的岩溶型层状热储、上部孔隙型下部岩溶型层状热储和裂隙型带状热储，构造部位多以背斜为主体，并与断裂构造交错。

浙东南分布有大量中生代火山岩，热储类型可细分为白垩纪沉积盆地基底花岗岩类和构造隆起区花岗岩类两种，均源于岩浆热液；此外，在本区北部沉积盆地区域内还发育有新生代沉积盆地碎屑岩类孔隙型层状热储和白垩纪沉积盆地碎屑岩夹玄武岩孔隙型热储。

(4) 浙江地热水主要为偏硅酸-氟热矿水，以江山-绍兴深大绍断裂为界，浙东南地
热水偏硅酸、氟、氡含量整体上看高于浙西北。

浙西北地区热储主要岩性为灰岩、砂岩，热水水化学类型以HCO3-Ca(Na)型为主，沉积盆地型还富含Cl-、SO42-。

浙东南地区沉积盆地型地热资源地下水类型为SO4·Cl-Na型，隆起山地型则以HCO3-Na型为主，在武义盆地内还存在SO4·HCO3-Na·Ca型热水，热水大部分产自中生代火山岩中，因而富含SO42-和F-等组分。

4.2 建议
近几年，浙江省不断加大地热资源勘查开发的投入力度，取得了可喜的成果，也暴露出诸多的问题。

一是研究程度低，即使在开发较早的泰顺雅阳、宁海深甽、金华武义等地，在产热水井的近旁打新井的成功率并不高，说明对其源、通、盖、储情况并没有真正摸清。

二是开发利用水平低，省内部分热水温度较高，但仅用于理疗洗浴，利用方式单一、热能利用率低、弃水量大，资源浪费比较严重。

三是缺乏有效的监督管理，省内地热管理法规、政策和标准体系等尚不完善，目前省内仅有9家取得采矿权证，存在无证或虚假温泉的开发单位。

已开发的热水则缺乏科学的监测与管理，造成资源严重破坏。

部分地区现有的开发利用方式是只采不补，造成地热水位持续下降，影响地热资源的可持续利用。

综合以上，建议在今后的地热工作中，一是应加强地热资源基础地质工作的投入，并作长期地热资源勘查开发规划，圈定开勘探价值区、开发潜力区等；二是开展地热资源梯级利用研究，丰富地热资源开发利用方式，提高资源利用率；三是开展地热回灌技术研究，实现“开采与回灌”同步进行，保证地热资源的可持续利用，并杜绝地面沉降等环境问题；四是加强地热资源开发利用的统一管理，建立地热资源开发利用的规程规范，逐步形成地热资源开发利用的规范化、规模化及产业化。

【相关文献】
1 陈良富.浙江省地热 (温泉) 资源及其对比研究.徐霞客在浙江·续集——2001舟山徐霞客旅游文化研讨会暨浙江省徐霞客研究会第二届会员代表大会论文集. 舟山, 浙江省徐霞客研究会, 2001: 223—233
Chen L F. The comparative study on geothermal (spring) resource in Zhejiang province. Xu Xiake in Zhejiang province (sequel) -Collected papers of Zhoushan Xu Xiake Tourism Culture and the Second Session Membership Representive Conference of Zhejiang Xu Xiake Research Institute. Zhoushan, Zhejiang Xu Xiake Research Institute, 2001: 223—233 2 欧阳珽, 邹勇. 浙江地热资源的初步研究. 地震地质, 1993; 15(1): 78—81
Ouyang T, Zou Y. Study of geothermal resource in Zhejiang province. Seisemology and Geology, 1993; 15(1): 78—81
3 陈维君. 浙江省地热资源及其开发前景. 物探与化探, 1997; 21(3): 228—233
Chen W J. Geothermal resource in Zhejiang province and prospects of their exploitation. Geophysical and Geochemical Exploration, 1997; 21(3): 228—233
4 徐步台, 周树根, 章秋芳. 浙江地热田的地球化学体系及其热能潜力评估. 地球化学, 1999; 28(2): 163—170
Xu B T, Zhou S G, Zhang Q F.The geochemical system of Zhejiang geothermal fields and their heat energy potential. Geochimica, 1999; 28(2): 163—170
5 徐步台, 周树根, 章秋芳, 等. 浙江武义地热田水化学特征和同位素示踪研究. 科技通报, 1997; 13(6): 373—377
Xu B T, Zhou S G, Zhang Q F, et al. Hydrochemical characteristic and isotopic trace in Wuyi geothermal field of Zhejiang province. Bulletin of Science and Technology, 1997; 13(6): 373—377
6 徐步台, 周树根, 章秋芳. 浙江武义盆地地热水同位素地球化学研究. 地球学报: 中国地质科学院院报, 1999; 20(4): 357—362
Xu B T, Zhou S G, Zhang Q F. Isotopic geochemistry of geothermal water in Wuyi basin, Zhejiang province. Journal of Earth:Journal of Chinese Academy of Geological Sciences, 1999; 20(4): 357—362
7 严金叙, 严红生, 朱华雄, 等. 浙江湖州太湖南岸地热资源研究. 中国煤炭地质, 2011; 23(4): 41—47
Yan J X, Yan H S, Zhu H X, et al. A study on geothermal resource in south bend area of Taihu Lake, Huzhou, Zhejiang. Coal Geology of China, 2011; 23(4): 41—47
8 王才贵, 金太平, 刘炎良. 浙江省武义县溪里温泉地热地质条件及成因分析研究. 地质灾害与环境保护, 2009; (3): 55—58
Wang C G, Jin T P, Liu Y L. An analytic research on the geothermal geological condition and cause of formation of Xili spring in Wuyi county, Zhejiang province. Journal of Geological Hazards and Environment Preservation, 2009; (3): 55—58
9 何丽娟, 胡圣标, 汪集旸. 中国东部大陆地区岩石圈热结构特征. 自然科学进展, 2001; 11(9):
966—969
He L J, Hu S B, Wang J Y. Thermal texturescharacteristics of the lithosphere in eastern China continent. Progress in Natural Science, 2001; 11(9): 966—969
10 胡圣标, 何丽娟, 汪集旸. 中国大陆地区大地热流数据汇编 (第三版). 地球物理学报, 2001; 44(5): 611—626
Hu S B, He L J, Wang J Y. Compilation of heat floe data in the China continental area (3rd edition). Chinese Journal of Geophysics, 2001; 44(5): 611—626
11 浙江省地质矿产局. 浙江省区域地质志. 北京: 地质出版社, 1989:533—534
Zhejiang Bureau of Geological and Mineral. Regional geology of Zhejiang. Beijing: Geology Publishing House, 1989:533—534
12 郦逸根. 浙江深部构造地球物理表征. 浙江地质, 2001; 17(1): 34—44
Li Y G. Geophysical symptom of deep structure of Zhejiang province. Geology of Zhejiang, 2001; 17(1): 34—44
13 金鹿年. 浙江的温泉, 矿泉和地下热水. 水文地质工程地质, 1984; 11(2): 153
Jin L N. Warm springs, mineral springs and geothermal water in Zhejiang. Hydrogeology and Engineering Geology, 1984; 11(2): 153。