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宁乡灰汤地热田介绍

⑴简况

灰汤地热田位于宁乡县灰汤镇，北距宁乡45km，南距韶山市34km，距长沙95km。原有天然温泉一处，温塘一个，位于乌江东岸狮桥河注入口，泉水流量1.96L/s，水温88℃，1959-1974年间，原湖南省地质局水文地质工程地质队先后两次进行普查勘探，圈定热异常约8km2，揭露井内最高温度102℃，求得85-89℃的可供开采的热水储量约3500m3/d，建生产井两口，2002年湖南省矿产储量评审中心评审和省国土资源厅认定，灰汤热水水位降低值35.4m时的水资源量为2032m3/d。

灰汤温泉自1974年建井开采以来，至今已建井五口，现采水量约1900m3/d，温泉干枯，地下热水水位降至标高30 m左右，表明热水资源补给量小于2000m3/d，主要用作洗浴、育种、养殖等。

⑵地热地质背景

①自然地理背景

灰汤地热田位于低山丘陵区，最高的东雾山海拔487.5m，由花岗岩组成，红色碎屑岩组成缓坡丘陵岗地（灰汤盆地），标高83-150m；乌江自西南向东北斜贯区内，河谷宽500-1300m；气候属中亚热带季风湿润气候区，年降雨量1027.7-2001.7mm（1954-2004），平均1451.8mm年,平均气温16.2-17.6℃，多年平均16.8℃。

②地质构造背景

A. 深部构造特征

灰汤地处常德-湘潭幔隆与湘中南缓坡东（饶家荣）转换带，东北部莫霍面隆起深度30-31km，西南莫霍面沉陷至35-36km，常德-安仁转换断裂构造带与公田-灰汤深大断裂带交汇于本区。1541年以来宁乡一带有感地震（记载）12次，近年宁乡一带微震不断，表明本区地壳活动相对较强。

B. 断裂构造

a.乌江断裂（F1）

呈43°方向伸展与乌江河流方向一致，倾向北西，浅部倾角41°，深部倾角变缓，断距约1500m，属公田-灰汤-新宁深大断裂带中段，北西盘（上盘）下降，形成灰汤断陷盆地，沉积了白垩系巨厚的红色碎屑岩系；东南盘隆升为低山丘陵，由沩山花岗岩岩

体构成，沿断裂见有糜棱岩（宽度100m左右）和石英脉（宽20余m，长200余m），垂直于石英脉张裂隙发育，局部见砂砾岩被烘烤现象，钻孔揭露自上而下依次为碎裂花岗岩、花岗质构造角砾岩、糜棱岩化花岗岩、糜棱岩等。时有石英脉穿插，糜棱岩一般为构造破碎带隔水底板，具有井内最高温度，表明F1是本区主要控热构造。

图1 宁乡灰汤地热田地质图

b.狮桥断裂（F2）

走向北西75度，沿狮桥河方向延伸，倾向北东，倾角40-53度，切割白垩系砂砾岩和花岗岩，向东被乌江断裂所截，未进入乌江断裂下盘，在碎裂花岗岩中有一组北东80-85度的张裂隙发育带，钻孔揭露断裂带内裂隙发育，隙面粗糙，弯曲不平，隙壁多有溶蚀现象，钻遇此带，井内水温迅速上升，穿过糜棱岩后水温迅速下降，表明该断裂带是本区主要导水储水构造。

c.八庙冲断裂（F3）

走向330度，倾向南西，倾角一般在65度左右，发育于F1断裂上盘，据水11、水2孔测温资料，地温等值线有向F3断裂上升的趋势，水11孔井温达96℃，表明F2、F3之间的地垒区内地温较高（图2）。

C. 岩层含水性

白垩系紫红色、棕红色砂砾岩、泥岩分布在灰汤盆地内，面积40km2，厚度0-1400m，砂砾成分主要为花岗岩，次为板岩，胶结物为铁泥质、方解石，局部夹泥岩和石膏层，整体为渗透性弱的隔水层。

图2 F

2-F

3

地垒地温等值线

灰汤地热田位于沩山花岗岩体内接触带，岩体为中三叠-中侏罗世复式中细粒斑状黑云母二长花岗岩，内有石英脉，伟晶岩脉和细晶岩脉穿插，浅表风化裂隙发育，含弱孔隙裂隙水，深部块状构造岩体为相对隔水体。但在断裂带内或其上盘一般含较丰富的脉带状构造裂隙含水带，是灰汤地热田的主要地下热水储集带，厚度25-40m，钻孔单位涌水量0.573-1.96L/s.m，单井涌水量达3300m3/d（Ⅲ号井），井口水温88-91℃。

⑶热源

①大地热流是其主要热源

灰汤地处常德-湘潭幔隆与湘中南幔坡转换带，东北幔隆莫霍面上升至30-31km，大地热流偏高75 mw/m2（宁乡偕东桥沩山岩体北侧外接触带）；西幔坡莫霍面下降至35-36km，大地热流低至25.1 mw/m2 (娄底)，表明本区是大地热流由西南低值区向东北偏高值对流区，灰汤地田处于大地热流值60-70 mw/m2等值线之间，内插值约63 mw/m2左右，和

中国大陆平均值相当。宁乡偕乐桥203孔（距灰汤7km）40-500m段井温曲线为传导型曲线，地温梯度3.0℃/100m。大地热流偏高区位于常德-安仁隐伏岩石圈断裂的上盘，低值区位于其下盘，表明常德-安仁断裂是深部控热构造，控制着局部构造大地热流值的分配。

②断裂构造运动机械热能是不可忽视的热源

本区断裂构造复杂，深大断裂在此相互截错，近代地壳微震不断表明地壳蠕动脉冲式运动时刻在进行，并产生挤压，释放摩擦热能，据钻孔井内测温成果，最高温度位于断裂破碎带底部糜棱岩段内，也就是挤压摩擦应力集中区内。故推断地壳蠕动摩擦热也是热源之一。

③两组深大断裂相互截错引发壳下热流集中上涌是形成88-92℃的中高温热泉的重要因素

常德-安仁隐伏岩石圈转换断带是北西向印支期-燕山早期复式沩山-歇马-南岳岩浆岩带导岩构造，沿灰汤-公田地壳断裂带有北东向燕山早期幕阜山-望湘-丁字湾岩浆岩带，两岩浆岩体均为壳源重熔型，两断裂带在灰汤地区错截，北东侧有宁乡盆地，南西形成灰汤盆地，中间为沩山凸起，宽度10-20km，深部为幔坡带，地表形成大地热流梯级陡坡带，表明深部软流圈由西南向北东隆升，热流由西南向北东增强，常德-安仁隐伏岩石圈断裂起主控作用，它和公田-灰汤断裂的错截使其热流继续沿着F1向上运移，而形成灰汤较高地热异常区。

⑷盖层

灰汤圈定的8km2地热异常区位于F1断裂的上盘（北西盘），灰汤断陷盆地内，断裂带构成盆地东南边缘，盆地倾向和断裂倾向同向，浅部盆地内沉积碎屑岩为F1断裂直接顶板（上盘），向深部渐变为间接顶板，碎屑岩主要为泥质砂砾岩、泥铁质基底式胶结，据钻孔揭露，岩层及层内断裂带渗透性均差，热导率较低，厚度向北西逐渐增厚，具有良好隔水保温性，是灰汤地热田隔热保温盖层。据钻孔测温曲线（图3）可知，盖层内井温随深度加深，温度呈直线上升，为传导型曲线，地温梯度有热水钻孔，16.7-45℃/1000m，未见热水钻孔8-11℃/1000m。

⑸热储

据宁乡县灰汤地热区灰汤段水文地质勘探报告，热储严格受F1和F2断裂控制，沿着F1与F2截接线，由温泉向北西方向由浅向深部延伸，目前控制深度616m（水14孔），倾角41度，垂直厚度32-80m，宽度约120-290m，埋深76-530m，最高温度102℃，整