秦嶺地熱資源分析

揚子與華北板塊的碰撞，造就了秦嶺的雛形，之后秦嶺遭受了長(cháng)期剝蝕夷平，大約在始新世中期（5000萬(wàn)年前）以來(lái)，受印度洋板塊推擠遠程效應，秦嶺加速隆升，關(guān)中斷陷逐步形成，并長(cháng)期接受了來(lái)自秦嶺剝蝕的陸緣碎屑沉積。關(guān)中盆地就是伴隨秦嶺山系、由一系列不同方向斷裂切錯形成的新生代復式地塹型斷陷盆地。盆地相對其南部秦嶺山區呈強烈下降趨勢，沉積了厚度巨大的新生代沉積，新生界蓋層厚達300—7000余米，主要為河湖相松散及半固結的砂、礫石、粘土，上部主要為第四系風(fēng)成黃土。有利的大地構造位置、強烈的新構造運動(dòng)、豐富的深部水熱活動(dòng)，為關(guān)中盆地地熱資源的儲存和形成提供了穩定的背景條件。

地熱流體的運動(dòng)和形成是受一定的地熱地質(zhì)、水文地質(zhì)條件控制，從而形成一定的熱流體系統。關(guān)中盆地7000余米厚的松軟蓋層中，高滲透性能的半固結砂礫巖層孔隙造就了儲熱儲水層，低滲透的粘土及泥巖類(lèi)造就了阻熱蓋層。蓋層和儲熱儲水層共同組成熱流體系統。同一熱流體系統根據地層時(shí)代、巖性特征以及地質(zhì)時(shí)期的沉積旋回組合規律和水文地質(zhì)特征等因素，又可分成不同的熱儲層。關(guān)中盆地依據熱儲埋藏條件及熱流體的運移特征，緊鄰秦嶺北麓地段可劃分為構造斷裂裂隙熱儲和砂礫巖孔隙裂隙兩個(gè)熱儲。

溫泉水循環(huán)示意圖

構造斷裂裂隙熱儲分布在盆地南側，沿秦嶺山前斷裂呈帶狀分布，該斷裂走向近東西向，傾向北，傾角50°左右，切穿地層東部為太古界太華群變質(zhì)巖，西部為古生界寬坪群變質(zhì)巖，其節理裂隙較發(fā)育，蓋層厚度300—600m。

新生代以來(lái)，斷裂以正斷層活動(dòng)為主，沿斷裂出露有臨潼驪山溫泉、藍田東湯峪溫泉、眉縣西湯峪溫泉、寶雞溫水溝溫泉等，溫度在30℃-60℃，流量大小不等，大的可達100m^3/h以上，小的小于10m^3/h。

目前在這些地區及長(cháng)安區東大地區均已施工一定數量的地熱井，局部形成了集中開(kāi)采地段。其熱源主要為深部巖漿余熱、放射性元素蛻變熱等，熱能傳遞主要以對流作用為主。

第四系及新近系砂礫巖孔隙裂隙型熱儲主要分布在盆地中部的凹陷地帶，在西起寶雞，東至潼關(guān)，南依秦嶺，北鄰北山，面積約19000km^2范圍皆有分布。凹陷內新生界碎屑巖沉積厚度一般為3000-5000m，最厚可達7000m以上。熱儲多賦存于河湖相沉積建造中，巖性主要為砂、砂礫巖與泥巖互層，熱儲底部具有持續的傳導熱流補給，地溫變化特征是自上而下逐漸升高，整個(gè)熱儲埋藏相對比較穩定，富水性相對較好，屬層狀傳導型熱儲。該熱儲可劃分成五個(gè)熱儲層段，自上而下分別為：第四系三門(mén)組熱儲層段，新近系張家坡組熱儲層段、藍田灞河組熱儲層段、高陵群熱儲層段和白鹿塬熱儲層段。

陜西省域地熱資源開(kāi)發(fā)歷史早，據史載，自新石器時(shí)代臨潼姜寨人在驪山腳下用溫泉洗浴起至今已有6000多年。從初始的溫泉簡(jiǎn)單洗浴，到現時(shí)的鉆井取熱多方利用可謂巨變。

以打井形式開(kāi)發(fā)地熱流體始于20世紀70年代，1972年在藍田縣石門(mén)湯附近，由陜西省地礦局第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊施工的地熱井，深度627m、水溫57℃，成為陜西省內第一眼人工開(kāi)鑿的地熱井，開(kāi)創(chuàng )了全省開(kāi)發(fā)利用地熱資源的先河。

20世紀80年代陜西省地礦局（陜西地礦集團前身）相關(guān)單位在西安地區開(kāi)展了地熱普查，促進(jìn)鉆井開(kāi)發(fā)地熱探索進(jìn)入起步階段，共鑿熱水井11眼。同期在陜南勉縣施工了深度648.16m和250.27m的巖溶型熱儲地熱井，溫度32℃—58.2℃，揭示了該地區的地熱開(kāi)發(fā)前景。

20世紀90年代是地熱資源開(kāi)發(fā)的高潮期，不但地熱井開(kāi)采深度不斷加大，而且開(kāi)發(fā)區域從以西安、咸陽(yáng)為中心向周至、戶(hù)縣、扶風(fēng)以及渭南市區和華縣、華陰擴展，井深大多在2000-3000m，井口地熱流體70℃—100℃。2000年后地熱資源開(kāi)發(fā)進(jìn)入相對平穩期，年增加開(kāi)采井數10眼左右。

2007-2010年，地熱開(kāi)發(fā)逐漸升溫，特別是在2010年后，咸陽(yáng)地區地熱井深度漸增，多在3000m以上，井口地熱流體溫度90℃-105℃，最深達4505m，井口地熱流體溫度127℃，為目前深度最深、水溫最高地熱井。

華清池就是臨潼驪山溫泉的代表，又名華清宮，是以溫泉湯池著(zhù)稱(chēng)的中國古代離宮。周、秦、漢、唐以來(lái)，歷代帝王均在此修建湯池沐浴，使其逐漸成為皇家御用溫泉。據史料，華清池溫泉形成于二三百萬(wàn)年以前，6000年前就為姜寨先民所利用。華清池溫泉共有4處泉源，水質(zhì)清澈，泉水無(wú)色透明，水溫常年穩定在43℃左右，水中含多種礦物質(zhì)，素有“溫泉水滑洗凝脂”之稱(chēng)，因其歷史久遠，被譽(yù)為“天下第一泉”。1982年，被列為全國第一批重點(diǎn)風(fēng)景名勝區，2007年5月，被批準為國家5A級旅游景區。華清池之所以名揚華夏，皆因其亙古不變的溫泉資源。

注：

1.撰文水文專(zhuān)家、陜西地礦集團勘察開(kāi)發(fā)部副主任 董天印
2.本文地圖選自西安地圖出版社出版的《秦嶺地質(zhì)公園》