地熱資源是未來的優(yōu)勢資源，也是一種可再生能源，具有儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、用途廣泛、再生利用等特點，開發(fā)利用地熱資源已經成為全球能源轉型和減緩全球氣候變暖的有力手段 然而，地熱能源的開發(fā)利用不僅受到地熱資源的分布情況和地熱質量的制約，還受到地熱儲層結構和導水構造的影響，因此對地熱儲層的詳細研究具有重要意義。貴州省黔西南地區(qū)是我國兩南部的重要地熱資源分布區(qū)之一，其獨特的地質構造和地熱梯度特性為地熱能源的開發(fā)提供了有利條件，對于理解地熱儲層的形成、演化及其與地熱資源開發(fā)之間的火系具有重要的研究價值。

1研究區(qū)域地質背景

1.1研究區(qū)地理

研究區(qū)處于云貴高原向廣西丘陵過度的斜坡地帶，屬烏蒙山脈東南側邊緣巖溶化山原區(qū)，總體地勢北高南低；區(qū)內地貌類型屬烏蒙山脈東南側邊緣巖溶化山原區(qū)。

1.2研究區(qū)氣象水文

研究區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候，多年平均氣溫19℃，極端最低氣溫為零下4．8℃，極端最高氣溫41．8℃，無霜期339天，冬無嚴寒，夏無酷暑，雨熱同季。境內水系屬珠江水系一南北盤江區(qū)一北盤江流域，區(qū)內最大的河流為望謨河，屬北盤江干流的一級支流。

1.3研究區(qū)地層

研究區(qū)地處揚子陸塊與右江造山帶的結合地帶，沉積體系有淺水臺地碳酸鹽巖及深水盆地碳酸鹽巖一碎屑巖，其中二疊系及三疊系尚有臺緣生物碳酸鹽巖灘礁及臺緣斜坡相沉積，地表出露地層由老至新依次為泥盆系下中統火烘組、泥盆系上統融縣組、榴江組、石炭系威寧組、二疊系中統猴子關組、上統合山組、三疊系下中統羅樓組、三疊系中統新苑組第一段(許滿組第一段至第三段)、新苑組第二段(許滿組第四段)、新苑組第三段、三疊系中統邊陽組，以及第四系零星分布。

1.4研究區(qū)構造

研究區(qū)構造上位于處于江南復合造山帶右江裂谷一前陸盆地區(qū)望謨北西向褶皺帶與冊亨東西向緊閉褶皺變形區(qū)結合地帶，應力較為集中，構造復雜程度屬復雜區(qū)，構造形跡以北西向、近南北向及北東向為主，其中沖斷層以北西向為主，次為近南北向，北東向主要以切割北西向逆沖推覆構造帶的橫斷層形式出現，褶皺軸向主要為北西向和近南北向，倒轉褶皺大多與逆沖斷層伴生(圖1)。

1.5研究區(qū)地熱顯示

研究區(qū)內處于國家級重點成礦區(qū)帶一右江成礦帶北部，是典型的“構造熱液成礦”模式。另在研究區(qū)平洞斷層(F1)斷層帶附近出露一上升泉(s84)，水溫21．1℃，流量0．33 L·s～，水溫較研究區(qū)常溫地下水背景值高2℃左右。

2地熱儲層的巖性與地層特征

2.1

巖性特征

二疊系礁灰?guī)r至猴子關組是研究區(qū)內主要熱儲含水層，厚度890．7 m，巖性為淺灰、灰白、灰色灰?guī)r。

2.2熱儲構造

研究區(qū)內熱儲構造為上里地背斜，核部地表出露最老地層為二疊系中統猴子關組灰?guī)r，且研究區(qū)位于背斜傾伏端，地表出露三疊系中統新苑組、許滿組黏土巖、砂巖、粉砂巖，為良好的蓋層，熱儲含水層二疊系礁灰?guī)r至猴子關組灰?guī)r在普查區(qū)南部深埋地下，厚度大，導熱性較好，保溫蓋層新苑組至許滿組碎屑巖透水性、導熱性差，從而構成了封閉完整的熱儲單元，該背斜具有較好的儲熱、蓄水條件。

2.3控熱、導水構造

研究區(qū)內發(fā)育的望謨城西斷層(F3)走向為NNE向，北東端交于尖廠至河貝斷層(F2)上，南西端 交于敢賴斷層(F4)斷層上，延伸長度約5 km，傾向Nw，傾角67°。左右，斷層兩盤見牽引構造。據《貴州省望謨縣平洞鎮(zhèn)地熱普查報告》地熱鉆探揭露顯示：望謨城西斷層(F3)埋深在1 566．7～1 578．0 m，斷層破碎帶寬約11 m，含水特征明顯，證實望謨城西斷層(F3)是研究區(qū)主要的控熱、控水構造。

3地熱儲層的地熱特征

3.1地溫場特征

3.1.1地熱增溫率值

地溫梯度，也稱地熱增溫率，是指地球不受大氣溫度影響的地層溫度隨深度增加的增長率。通常用恒溫帶以下每增加百米所增加的地溫值來表示。依據研究區(qū)實施的ZKl號地熱勘探孔地球物理測井

資料計算出地熱增溫率：

3.1.2地溫場垂向變化特征

據研究區(qū)內ZKl號地熱勘探孔地球物理測井和隨鉆泥漿溫度成果資料，按鉆孔揭露垂向地質結構中各地層分層深度與井溫、泥漿溫度數據編制了區(qū)內地溫場的垂向變化特征。

從圖2可以看出，研究區(qū)內垂向地溫場變化特征總體具有如下規(guī)律：

(1)井溫與井深呈正相關關系，隨著井深的增加其井溫亦增加；從隨鉆泥漿溫度曲線分析，溫度一深度曲線從大的趨勢可以看出，隨鉆泥漿溫度隨深度的增加而增加，泥漿溫度一深度曲線在保溫蓋層和熱儲層中表現不一，在蓋層中泥漿溫度升高較為平穩(wěn)，而在熱儲層中泥漿溫度出現較大波動，尤其是在鉆孑L揭穿保溫蓋層，以及揭露F3斷層帶上盤時，泥漿溫度均出現跳躍，說明在地熱井的垂向溫度變化與熱儲結構和導水構造有明顯相關性。

(2)測井溫度受干擾因素小，認為可代表該點地層溫度，從井底溫度一深度曲線上看出，地溫場在垂向上的變化規(guī)律基本上呈線性相關，越往深部線性相關性越好。

3.2地熱流體水化學特征

通過對研究區(qū)zKl號地熱勘探孔地熱流體與淺層地下水水樣取樣檢測，應用Piper圖解(圖3)分析 區(qū)內地熱流體與淺層地下水水化學類型為HCO3-CA·Mg型，分析認為其主要是受熱儲含水層(pjh、P2h)的碳酸鹽礦物所控制。

3.3地熱流體循環(huán)機制

研究區(qū)處于國家級重點成礦區(qū)帶一一右江成礦帶北部，是典型的“構造熱液成礦”模式。其微細浸染型(卡林型)金礦點大多分布北西向、北東向斷層帶附近，為低溫熱液礦床。區(qū)內大氣降水沿北西側上里地背斜核部碳酸鹽巖分布區(qū)斷裂、構造裂隙，由北西向南東進行深循環(huán)，地下水向深部下滲賦存于第五儲集單元熱儲層礁灰?guī)r至猴子關組灰?guī)r中，區(qū)內發(fā)育的區(qū)域性大斷裂一一望謨城西斷層將上地幔熱流溝通向上導熱，同時地下水不斷吸收沿深大斷裂從地殼深部向上傳輸的熱流，被加溫增熱的地熱流體剛上涌，因體積膨脹(密度變小)而產生浮力向上運動，上部的低溫流體因密度大在重力作用下向下運動，構成了區(qū)內地熱水深循環(huán)系統。據研究區(qū)內實施的地熱勘探孔證實，研究區(qū)內熱儲層為第五儲集單元二疊系礁灰?guī)r至猴子關組灰?guī)r。研究區(qū)內地下熱水的補給、徑流及排泄條件，總體上遵循“深循環(huán)”水文地質條件，地熱勘探孔揭露地下熱水的熱儲含水層二疊系礁灰?guī)r至猴子關組灰?guī)r，在區(qū)域上(上里地背斜核部)均有大面積“暴露”，為地下熱水補給提供了良好條件(圖4)。

4結論

地熱流體是寶貴的液態(tài)礦產資源，在下一步開發(fā)利用過程中應有計劃有限制地開采，避免開采量 過大造成水位下降過快，以致縮短熱水井使用壽命，同時地熱資源應綜合進行梯級開發(fā)利用。區(qū)內地熱流體是地下水經漫長的溶濾且不斷循環(huán)，同時與圍巖相互作用形成，地熱流體類型屬褶皺隆起斷裂對流型，這與前人提出的“褶皺隆起斷裂對流型”模型相符。

深部熱源沿望謨城西斷層向上傳導，同時地下水不斷吸收沿深大斷裂從地殼深部向上傳輸的熱流，被加溫增熱的地熱流體上涌，因體積 膨脹(密度變小)而產生浮力向上運動，上部的低溫流體因密度大在重力作用下向下運動，構成了區(qū)內 地熱水深循環(huán)系統，主要富集于望謨城西斷層破碎帶與熱儲層二疊系礁灰?guī)r至猴子關組灰?guī)r組合部位。地熱流體的增溫主要受控于地溫梯度，而平洞地熱儲層的平均地溫梯度值為2．34℃·100 m。這一發(fā)現有助于理解和預測地熱流體的運動規(guī)律和地熱資源的分布特性，為地熱能源的合理開發(fā)和高效利用提供了重要的理論依據。