重庆市地热资源基本特征及安全利用初步探讨

重庆市地热资源基本特征及安全利用初步探讨

重庆市地科投资有限责任公司徐太国刘玉洪周虹

摘要：重庆市“中国温泉之都”的授牌后，又开始创建“世界温泉之都”，带动了重庆市新一轮地热资源的开发热潮，地热资源的安全利用已成为地热资源开发利用的问题之一。本文对重庆市地热资源开发利用现状及安全利用进行了初步分析研究，对重庆市地热资源的开发利用具有一定的指导意义。

关键词：重庆市温泉之都地热资源安全利用

重庆市地热资源丰富，开发利用历史悠久，温泉文化底蕴深厚。2011年4月22日，在第42个世界地球日，国土资源部副部长汪民在重庆金源大饭店向重庆市政府授予了“中国温泉之都”牌匾。2012年1月31日，谭栖伟副市长在重庆召开了创建“世界温泉之都”的动员大会，提出了重庆创建“世界温泉之都”的具体方案，带动了重庆市新一轮的地热资源开发热潮。

1地热地质环境

1.1地形地貌

重庆市地貌主要分为渝东、西部的平行岭谷区、渝西边缘的低缓丘陵区以及渝东南、渝东北山地。

渝东、西部的平行岭谷区、渝西边缘的低缓丘陵区以构造剥蚀作用形成的低缓丘陵、低山为主，海拔一般200~700m，总趋势是北高、南低、西高、东低。低山部分主要由须家河组以老地层组成，山脉走向受高隆起背斜构造控制，呈北北东或北东向多条山脉平行排列，以平行岭谷为主要特征，背斜成山、向斜成谷，江河横切山脉呈峡谷，山中有“槽”，谷中有“台”。

渝东南、渝东北山地呈北东、东南方向展布，海拔一般1000~2000m。边缘山地大部由古生代碳酸岩盐组成，岩溶发育，多为构造侵蚀溶蚀地形,多以江河深切为峡谷为特征。

1.2气象水文

重庆属亚热带温润性季风气候，具有平均气温高、降雨充沛、空气湿度大、少霜雪严寒等特点。区域地形复杂，气象要素随时空有明显变化。除具有冬暖、春早、夏热、秋凉的特点外，还具有立体气候特征，气温随海拔的增高而降低，长江等河谷地区年平均气温多在18℃以上，两侧山地则为15~17℃，甚至10℃以下。

重庆市内多年平均降水量多介于1000~1200mm之间，雨季主要集中在5~9月，且常有暴雨发生，降水量在一定范围内随高程的增大而增加的趋势明显。

区内河流属长江水系，主要支流有嘉陵江、乌江。长江自西南向东北流贯全市，水面标高160~80m，为本区最低排泄基准面。主要河流在横切背斜构造时，常成峡谷。

1.3地质构造轮廓

重庆市地处北东、北北东新华夏系构造为主体的构造区域。分为渝东、西部褶皱带，渝西边缘褶皱带，渝东南褶皱带，渝东北褶皱带。

渝东、西部褶皱带由一系列平行至雁行排列的隔挡式梳状褶皱高隆起背斜构造和走向压性断裂组成，多属北北东向的新华夏系，西南部属重庆帚状构造带，向北东收敛与华蓥山大背斜南端相接，向东南撒开，东北部受大巴山弧形构造的影响，构造线向北东偏转，甚至呈东西向，褶皱构造呈线性高隆起背斜明显。

渝西边缘褶皱带分布于华蓥山深大断裂以西的合川、铜梁、大足、荣昌等地，主要以一些平缓的褶皱为主体，褶皱轴向呈北东东向，背斜及向斜规模一般不大，是典型的平缓褶皱区。

渝东南褶皱带以奉节、巫山以南的七曜山断裂为界。主要由一系列坳陷与褶皱和压扭性断裂、纵张断裂组成。背斜相对宽缓、向斜相对狭窄，构成所谓的“箱状褶皱”。断裂常在背、向斜转折端部发育。

渝东北褶皱带包括城口、巫溪一带，由一系列紧密排列的复式褶皱及一系列纵向断裂构成，成弓弧状北西——南东向展布，略向南凸出。

1.4热储构造

（1）热源

由地表往地下，随着深度增大，温度增高，深度愈大，温度愈高，这是由地球的凝结演变、岩浆

活动、地壳地层中放射性同位素钾、铀、钍等物质

蜕变、以及断裂运动、地球转动摩擦等多种成因所决定的。

（2）热传递通道

由于有断裂的存在，使地下深处的热源增温层与浅部地层中的岩溶管道紧密联系起来，相互沟通，形成热传递通道，深部热能即可以传导、对流等方式沿断裂上升，形成较周围地区高的地温异常带。隐伏纵向断裂的存在也为地热田的形成创造了热传递主要通道条件，而热储层中岩溶管道的发育又是地热田热传递通道不可缺少的条件。

（3）渝中、渝东、西部地区热储构造

①主要热储层

三叠系下统嘉陵江组（T

1

j）厚300~600m。一、三段为浅灰色薄、中厚层状石灰岩，局部夹页岩，顶部为白云岩。二、四段为灰色白云岩、灰岩、膏盐角砾岩（深部为膏盐层）。

②次要热储层

三叠系中统雷口坡组（T

2

l）厚5~20m。灰色中至厚层状白云岩、白云质灰岩、膏盐角砾岩（深部为膏盐层）；底为黄绿色水云母粘土岩（俗称“绿豆岩”）。

③热储盖层

为侏罗系的泥岩夹砂岩地层（总厚达3000m以

上）以及上三叠统上统须家河组（T

3

xj）碎屑岩地层（厚250~600m）。

④热储下部隔水层

三叠系下统飞仙关组（T

1f）/大冶组（T

1

d），

厚450~750m，为灰、肉红色薄层中厚层灰岩、泥质灰岩与黄绿色页岩、砂质页岩互层。

（4）渝东南、渝东北地区热储构造

①主要热储层

二叠系中统茅口组（P

2

m，80~250m），奥陶系

下统大湾组（O

1

d，150~500m），寒武系上统耿家店

组（∈

3g，300~380m）及中统平井组（∈

2

p，

330~490m）。岩性主要为灰、深灰色灰岩、生物碎屑灰岩为主。

②次要热储层

二叠系上统长兴组（P

3

c，63~170m）、中统栖

霞组（P

2

q），奥陶系上统五峰组（O

3

w，10~25m）、

中统宝塔组（O

2

b，22~73m）、南津关组地层（O

1

n，

12~180m），寒武系上统毛田组（∈

3

m，120~210m，）、

中统石冷水组（∈

2

s，188~240m）。岩性主要浅灰至深灰色块状灰岩、白云岩、泥质白云岩等。

③热储盖层

对二叠系热储，其上三叠系下统飞仙关组—侏罗系红层均为盖层；对寒武系及奥陶系热储，盖层主要由志留系地层构成。以上各层由于地层厚度较大、孔隙度低、渗透率小、导热率低、不具备越流条件，形成区域性良好的热储盖层。

④下部隔水层

位于主要热储层下部，由页岩等孔隙度低、渗透率小、热导率低、基本不具备越流条件的岩层组成，可有效控制地热水向深部运移。

1.5地热水的补、迳、排特征

研究表明，区域地下水接受自身背斜岩溶区大气降水和地表水的补给。在热储层出露区大气降水顺漏斗、落水洞、地下河天窗、洼地、溶沟、溶隙等岩溶管道渗入地下，向深部迳流，补给储水构造。地下水主要沿背斜热储层中的纵、横裂隙系统及岩溶通道迳流，受地热增温而加热，然后在地表减压最大地段或者经人工钻井出露地表形成温泉。

2重庆市地热资源的分布

据《重庆市地热资源总体规划报告》，全市资源总量为3.33×1017Kj，可采水量约为4.64亿m3/a （约127万m3/d）。

重庆市地热资源丰富，素有“山山有热水”、“峡峡有温泉”之说。“山山有热水”指沿长江两岸的二十多条高隆起背斜（山脉）均埋藏有丰富的地热水资源，水化学类型以硫酸盐型和氯化物型为主；“峡峡有温泉”指江、河横切高隆起背斜（山脉）的河段常有温泉出露。

目前全市现有温泉129处，主要集中在一小时经济圈内。其中天然温泉35处（已断流或被江水淹没的有17处），硐中温泉16处，浅钻井温泉31处，深钻井温泉47处（见表1、2、3、4）。

表1 重庆市天然温泉分布一览表