涉足地?zé)豳Y源開發(fā)產(chǎn)業(yè)恰逢其時-山西煤炭地質(zhì)工程協(xié)會課件

地?zé)豳Y源與開發(fā)利用

2006.2.23地?zé)豳Y源與開發(fā)利用

2006.2.231

引言今年1月1日起實施《中華人民共和國可再生能源法》，在吹響我國開發(fā)可再生能源同時，也為地勘單位準(zhǔn)備了另一塊巨大蛋糕，涉足地?zé)豳Y源開發(fā)產(chǎn)業(yè)恰逢其時。引言今年1月1日起實施《中華人民共和國可再2

一.地?zé)豳Y源形成的地質(zhì)背景

地?zé)豳Y源的形成和分布受地質(zhì)構(gòu)造所控制，地?zé)釒б话愠霈F(xiàn)在各大板塊的邊緣，與板內(nèi)的活動性深大斷裂和沉積盆地的發(fā)育和演化有關(guān)。為此劃分板緣地?zé)釒c板內(nèi)地?zé)釒А?/p>

地球是個巨大的熱庫，它由地殼、地幔和地核組成，越往下溫度越高，地?zé)峋褪侵傅厍騼?nèi)部蘊(yùn)藏的能量。從地球表面往下，正常增溫梯度是25-30℃/1000米，在地下40公里的溫度可達(dá)1200℃，地球中心溫度6000℃。

一.地?zé)豳Y源形成的地質(zhì)背景

地?zé)豳Y源的形成和分3所謂地?zé)豳Y源就是以水為載體，將地球深部的熱量攜帶到地表。

地球內(nèi)部溫度這樣高，它的熱量是從哪里來的？一是低溫起源說，二是高溫起源說，多數(shù)學(xué)者贊同前一種觀點(diǎn)。

地?zé)豳Y源類型（系統(tǒng)）劃分：

對流型地?zé)嵯到y(tǒng)和傳導(dǎo)型地?zé)嵯到y(tǒng)；

水熱型、蒸汽型、地壓型、干熱型、和巖漿型等地?zé)嵯到y(tǒng)。

目前，我國開發(fā)的地?zé)豳Y源主要是水熱型地?zé)豳Y源。

要構(gòu)成一個地?zé)崽?，必須具備蓋層、熱儲（包括地?zé)崃黧w）和熱源三個要素。

所謂地?zé)豳Y源就是以水為載體，將地球深部的熱量攜帶4

二.

地?zé)岱植贾饕谝韵聝蓚€地區(qū)：

一是地殼斷裂活動強(qiáng)烈的地區(qū)；

二是近代火山和巖漿活動的地區(qū)。

具體可劃分五種類型；

近代火山型150--300℃云南騰沖臺灣大屯

近代巖漿型150--200℃西藏羊八井

隆起斷裂型90--110℃廣東鄧屋湖南灰湯

福建福州

沉降斷陷型40--100℃京津冀山西昆明

沉降坳陷型60--100℃四川江漢

二.地?zé)岱植贾饕谝韵聝蓚€地區(qū)：

一是地殼5

三.地?zé)豳Y源溫度分級（ t℃）

高溫t≥150

中溫90≤t≤150

--熱水60≤t≤90

低溫--溫?zé)崴?0≤t≤60

--溫水25≤t≤40

山西地?zé)豳Y源溫度屬于低溫這一級，而以40℃左右居多。

三.地?zé)豳Y源溫度分級（ t℃）

高溫6四.山西地?zé)豳Y源

1.基本情況

山西最早研究地下熱水（不包括歷史記載），大概始于上世紀(jì)七十年代末期，據(jù)不完全統(tǒng)計，有關(guān)地?zé)峥辈閳蟾?、編圖、論文等，不超過20件。幾十年來未能對全省或太原市地?zé)豳Y源進(jìn)行系統(tǒng)的地?zé)峥辈楹脱芯浚虼?，這項工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于周邊省市。

四.山西地?zé)豳Y源

1.基本情況

山西72004年太原市在平原區(qū)，首次打出一眼高壓自流地?zé)峋?，結(jié)束了太原市平原區(qū)無地下熱水的歷史，這樣，山西中部幾個盆地，不論邊山或平川，都有地下熱水分布。

據(jù)不完全統(tǒng)計，山西有地下熱水點(diǎn)約470個，大于60℃有7個、40℃15個，其他多為25--40℃。熱水分布總的特點(diǎn)：盆地多、山區(qū)少；南部多，北部少，中部更少；其溫度大于60℃的少，40℃左右的多。最高水溫在南部北池81℃、另外，辛安73℃。近年來，盆地中部一些地?zé)嵘罹?，水溫都超過40℃。

2004年太原市在平原區(qū)，首次打出一眼高壓自流地82.地?zé)豳Y源開發(fā)現(xiàn)狀

近年來地?zé)岬拈_發(fā)利用已越來越受到世界各國的重視，地?zé)豳Y源被廣泛用于生活供暖、發(fā)電、制冷、烘干、化工、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖、房地產(chǎn)開發(fā)、旅游、醫(yī)療、沐浴及食品精致等，顯示出日益廣闊的前景。

《可再生能源法》規(guī)定，我國在2020年可再生能源的利用將提高到全國一次性能源總消費(fèi)的10％以上。目前，地?zé)嵩谀茉唇Y(jié)構(gòu)中的比例還不足0.5％。

2.地?zé)豳Y源開發(fā)現(xiàn)狀

近年來地9一些城市地區(qū)僅把地?zé)豳Y源用于溫泉浴、養(yǎng)殖及渡假村等低附加值的產(chǎn)業(yè)，開發(fā)形式比較粗放，層次偏低，地?zé)豳Y源的作用并沒有充分發(fā)揮出來。

山西省地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度也很低，主要是渡假村旅游，也就是洗浴、理療，如奇村、頓村、神堂溝...，還有個別養(yǎng)殖。若今后將地?zé)崮軓V泛應(yīng)用于建筑物供暖，無疑，山西地?zé)豳Y源利用進(jìn)入一個較高的層次，大大提高一個城市的環(huán)境質(zhì)量。

一些城市地區(qū)僅把地?zé)豳Y源用于溫泉浴、養(yǎng)殖及渡假村等低附加值的103.地質(zhì)構(gòu)造

李四光早就指出尋找地下熱水，首先應(yīng)從構(gòu)造入手。

山西中部由一系列新生代斷陷盆地組成：大同、忻定、晉中、臨汾、侯馬和運(yùn)城等盆地(圖1）。盆地內(nèi)新生代構(gòu)造運(yùn)動具有明顯的繼承性，表現(xiàn)在第三、第四紀(jì)的構(gòu)造形態(tài)基本一致。另外、邊山斷裂自新生代以來一直在活動。

3.地質(zhì)構(gòu)造

李四光早就指出尋找地下熱11山西主要構(gòu)造形態(tài)發(fā)生在中生代燕山期，出現(xiàn)大規(guī)模的褶皺運(yùn)動，形成了一系列復(fù)背斜和復(fù)向斜。大同、忻定盆地是在復(fù)背斜即隆起帶上的斷陷，基底為前寒武系地層。晉中、臨汾盆地處在復(fù)向斜上，基底為中生界、古生界地層。侯馬、運(yùn)城盆地為上、下古生界地層。

了解盆地基底地層很重要，山西中南部熱儲以碳酸鹽巖裂隙巖溶地層為主，還有第三系孔隙熱儲（如最近一水完成河津1801米的熱水井）。北部為孔隙熱儲及變質(zhì)巖系裂隙熱儲。

山西主要構(gòu)造形態(tài)發(fā)生在中生代燕山期，出現(xiàn)大規(guī)模的12圖1圖113五.山西中部斷陷盆地的深部熱源

根據(jù)根據(jù)地球物理勘探資料、《山西省大地?zé)崃髦档戎稻€圖》（圖2）和《山西省居里等溫面埋深等值線圖》，可以了解山西深部的地?zé)岬刭|(zhì)狀態(tài)。

據(jù)圖2，盆地深部中地殼為低速高導(dǎo)層，為一軟弱帶，從盆地向兩側(cè)山區(qū)逐漸變薄以至消失，其具有高溫熔融物質(zhì)的特征，這是盆地深部的熱源，對地?zé)豳Y源的形成具有重要意義。

八十年代，山西就繪制了大地?zé)崃髦祱D，可以看出，中部盆地?zé)崃髦刀急容^高，一般為1.7-1.9大地?zé)崃髦担‵HU）,相當(dāng)工程單位71.12--79.55mw/m2，而山區(qū)為1.2--1.4（或50.24--58.62）。

五.山西中部斷陷盆地的深部熱源

根據(jù)根據(jù)地球物14大地?zé)崃髦蹈?，表證地殼薄，居里等溫面埋藏淺，深部熱狀態(tài)高的基本認(rèn)識，

華北大地?zé)崃髦灯骄鶠?.5FHU。新西蘭某地?zé)釁^(qū)高達(dá)21.0FHU，該國地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富。

上述資料表面，山西中部盆地地殼深處，自北而南有帶狀熱源分布，橫剖面為透鏡體狀，即向盆地邊部或進(jìn)入山區(qū)，熱源透鏡體很快變薄或尖滅。這就是盆地?zé)崴植级?，而山區(qū)熱水少的原因所在。

盆地深部有熱源分布，是打熱水井的前提，但還必須把握熱儲是否有良好的封閉條件，開發(fā)盆地地下熱水對此應(yīng)給予充分的重視。

大地?zé)崃髦蹈?，表證地殼薄，居里等溫面埋藏淺，深部熱狀態(tài)高的基15圖2圖216圖3圖317六.太原盆地地?zé)岬刭|(zhì)

盆地周邊為斷裂所圍限，兩側(cè)由東西邊山大斷裂所控制，北界是蘭村斷裂，南端為晉中盆地控制性交城深大斷裂（圖4、太原地質(zhì)構(gòu)造綱要圖）?；妆憩F(xiàn)為地壘與凹陷相間的兩凸三凹的構(gòu)造特征，自北而南依次為城北凹陷、三給地壘、太原凹陷、親賢地壘，和晉源凹陷等次一極構(gòu)造（圖5、盆地南北向基底構(gòu)造剖面圖）。東西地質(zhì)構(gòu)造剖面為馬鞍型，于地表形狀變化相似（圖6、親賢地壘東西向基底構(gòu)造剖面圖）。地?zé)豳Y源主要賦存在后三個構(gòu)造單元，由于北部不是蓋層保溫程度差，或就是熱儲與邊山巖溶地層相接觸，封閉條件不好，難以形成地下熱水。

六.太原盆地地?zé)岬刭|(zhì)

盆地周邊為斷裂所圍限，18圖4圖419圖5圖6圖5圖620上述三個構(gòu)造的地?zé)岬刭|(zhì)具有相似的特征，最大的區(qū)別是基底埋藏深度不同，沿汾河自北而南分別為400--600米、200--350米、700--1000米，中部蓋層依次是三迭、二迭、石炭系砂頁巖地層，兩側(cè)殘留有二迭系底部地層。熱儲都為奧陶、寒武系碳酸鹽巖巖溶裂隙地層，為水平層狀或向盆地中部呈階梯微傾斜層狀。太原凹陷與親賢地壘熱儲可能有不同程度的聯(lián)系，而晉源凹陷與親賢地壘熱儲完全隔開。

上述三個構(gòu)造的地?zé)岬刭|(zhì)具有相似的特征，最大的區(qū)別21熱儲厚度500--700米，峰峰組基本不被利用，盆地?zé)崴_采深度1500--2000米，晉源凹陷達(dá)到2500米，或更深些。熱水流量一般超過1000立方米/日，熱水溫度40℃至60℃以上。

地下熱水補(bǔ)給來自古代大氣降水，通過入滲深循環(huán)對流作用，將熱水?dāng)y帶到地面。水質(zhì)中硫酸根離子含量高是盆地?zé)崴奶卣?，屬滯流古水。?jù)碳-4測定，熱水年齡0.7-1萬年，一般盆地地下熱水與邊山巖溶水不發(fā)生聯(lián)系。

熱儲厚度500--700米，峰峰組基本不被利用，22

七.了解盆地深部熱源分布規(guī)律非常重要

這個問題一直困撓我們對山西地?zé)岱植嫉恼J(rèn)識，為此，過去開發(fā)太原盆地地下熱水，遲遲不能打開局面，尤其是居民集中的城區(qū)，落后其他盆地許多年。一些勘查報告，雖然，也提到了大地?zé)崃髦岛途永锏葴孛媛裆畹那闆r，但在找地?zé)豳Y源或圈定地?zé)崽锓秶鷷r，又被另一種地?zé)嵊^念所左右......。延誤了山西與太原市區(qū)地下熱水開發(fā)的進(jìn)程。

七.了解盆地深部熱源分布規(guī)律非常重要

這23太原平原區(qū)尋找地下熱水的過程：據(jù)物探成果，認(rèn)為斷陷盆地深部有熱源分布，此時，關(guān)鍵是收集已有開采井的水溫，去發(fā)現(xiàn)地?zé)岙惓^(qū)……，后找到唯一一口水井（平陽路局中心實驗室宿舍）溫度22℃，高出正常地下水溫，據(jù)此，于2002年編寫了《太原親賢地壘省展覽館區(qū)地下熱水的研究報告》，預(yù)測平原區(qū)能打出地下熱水來。2004年6月成功地打出第一眼高壓自流熱水井，深1690米，流量約2000立方米/日，承壓水頭高出地面10.2米，水溫57℃，結(jié)束了太原平原區(qū)歷史上無地下熱水的局面。在此之前的一月，一水西院（原探礦廠）太原平原區(qū)尋找地下熱水的過程：據(jù)物探成果，認(rèn)為斷24，也成功地完成一眼1390米的熱水井，水溫54℃，流量約2000立方米/日。去年長風(fēng)橋汾河?xùn)|打出目前太原市區(qū)最高水溫（63.5℃）的地下熱水，預(yù)計在太原、晉源凹陷區(qū)中部地下熱水的溫將將會更高。所以，太原盆地是一個地下熱水自流盆地。

一個應(yīng)引起重視的問題，山西中部各盆地的地下熱水分布的面積與周邊省市，如天津、北京、西安等地的地下熱水分布面積小很多，因此，在圈定地?zé)崽锓秶鷷r，不但要考慮縱向熱儲之上的蓋層，并要有足夠的厚度，同時必須了解靠近盆地邊部熱儲的封閉性。

，也成功地完成一眼1390米的熱水井，水溫54℃，流量約2025

八.山西地?zé)峥辈榕c開發(fā)利用落后于周邊山省市

概略介紹以下幾個大城市的情況：

北京：1970年北京地勘局勘察院，在中山公園打了第一眼地?zé)峋?，以后，查明了十個地?zé)崽?，分布面積2372平方公里，目前，北京有熱水井250多眼，最深超過4000米。該局于去年完成了中國目前最大的地?zé)峁┡痉豆こ蹋ū痹芳覉@），這一項目中實現(xiàn)了地?zé)豳Y源的梯級利用。北京奧運(yùn)申辦成功，計劃在奧林匹克公園打十眼熱水井，勘察院又成為從勘查到設(shè)計、施工任務(wù)的承擔(dān)者。該局經(jīng)濟(jì)總量中有近四成來自新能源開發(fā)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。

八.山西地?zé)峥辈榕c開發(fā)利用落后于周邊山省市

26天津：地?zé)衢_發(fā)量居全國第一，地?zé)峋?90眼，150多個居民小區(qū)近百萬人享受到地?zé)釒淼暮锰帯Ｌ旖虻責(zé)峥辈扉_發(fā)設(shè)計院的前身是第一地質(zhì)大隊，是全國唯一集科研與施工一體化的單位。

西安：自上世紀(jì)九十年代初地?zé)衢_發(fā)興起，九十年代末形成高潮?，F(xiàn)有地?zé)峋?30眼，80％集中市區(qū)，地?zé)崦娣e1300平方公里。

以上幾個城市的地?zé)岢袎核^都有不同程度的降低，一般1米多，西安降得多一些。

現(xiàn)在，一些省在開發(fā)地?zé)豳Y源方面，加大力度，全方位出擊。如江蘇省投入8000萬元；山東省投入6000萬元。

天津：地?zé)衢_發(fā)量居全國第一，地?zé)峋?90眼，127九.地?zé)豳Y源與水資源

1/這是兩個完全不同的概念。

原地礦部在礦產(chǎn)資源法實施細(xì)則的立法解釋中指出，地?zé)崾侵傅貧?nèi)巖石和流體中（液、氣相）能被經(jīng)濟(jì)合理地開發(fā)出來的熱能，共分為蒸氣型、熱水型、...等5種類型。熱水型地?zé)峒吹叵聼崴?，是地?zé)豳Y源的一種。地?zé)豳Y源開發(fā)的對象是熱能，而水只是熱能的載體。我們目前已利用的地?zé)?，主要就是指地下熱水而言?/p>

地?zé)岬谋举|(zhì)特征決定了它不同于一般的水資源：

九.地?zé)豳Y源與水資源

1/這是兩個完全不同的概念281.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崾侵竵碜缘貧ど畈?，儲存于地下的天然熱能，其熱水溫度大?5℃；

2.物質(zhì)組成明顯不同，含有更多的礦物質(zhì)和微量元素；

3.成因根本不同；

4.在科學(xué)計量上不一樣（熱能：焦耳卡）；

5.地?zé)豳Y源具有可再生性能的特點(diǎn)，不象地下水通過大氣降水比較快地得到迅速補(bǔ)給。

據(jù)此，二者是不同的兩種物質(zhì)。

1.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崾侵竵碜缘貧ど畈?，儲存于?92/地?zé)豳Y源管理

地?zé)犭m然具有雙重屬性，但更是單一的礦產(chǎn)資源，理應(yīng)由國土資源部門負(fù)責(zé)，這在國內(nèi)法律，法規(guī)上，都已相當(dāng)明確。在發(fā)達(dá)國家，地?zé)嵬ǔＳ傻氐V部門（如礦產(chǎn)部）、能源部、或科學(xué)部進(jìn)行管理，但從沒有哪一個國家是由水利部門管理的。

2/地?zé)豳Y源管理

地?zé)犭m然具有雙重屬30目前，由于種種原因，我省與一些省市類似，地下熱水由兩個部門管理，即雙證管理，給企事業(yè)單位帶來諸多不便。如已完成的一些熱水井，至今不能開發(fā)利用，直接影響太原市區(qū)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，不符合《可再生能源法》的有關(guān)規(guī)定。相信，作為礦產(chǎn)資源的地?zé)?，今后雙重管理問題會適時解決的。關(guān)鍵是要做到地?zé)豳Y源能被開發(fā)利用，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

目前，由于種種原因，我省與一些省市類似，地下熱水31十.地?zé)衢_發(fā)、一塊誘人的蛋糕

國家對地?zé)衢_發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化的多方面政策的支持，使地?zé)崾袌鰺崞饋恚?005年2月18日第十屆全國人大常委會第十四次會議，通過《可再生能源法》，今年1月1日起實施。國家為可再生能源開發(fā)吹響了號角，地勘單位要積極投入開發(fā)地?zé)豳Y源這項事業(yè)中去。

可再生能源指的是風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、海洋能等非化石能源。國家將可再生能源開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展列為科技發(fā)展與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，...

十.地?zé)衢_發(fā)、一塊誘人的蛋糕

國家對地?zé)衢_發(fā)及32該法明確，國家財政設(shè)立可再生能源發(fā)展專項資金，用于支持可再生能開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)研究，以及可再生能源的資金勘查、評價。...。

國家專門為可再生能源的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化立法，是調(diào)整我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，保持能源資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略需要，一塊巨大的蛋糕等著我們?nèi)ハ碛?，這就是地?zé)豳Y源的勘查、開發(fā)、及產(chǎn)業(yè)化。

該法明確，國家財政設(shè)立可再生能源發(fā)展專項資金，33上世紀(jì)九十年代，地?zé)嶂苯永迷谖覈鴱V大地區(qū)逐漸興起并形成高潮，加大了以地?zé)峁┡癁橹鞯拈_發(fā)力度，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效果。統(tǒng)計資料顯示，近十年來我國地?zé)岬闹苯永茫悦磕?0％的速率增長?？梢哉f，由于種種原因，我省在這期間地?zé)衢_發(fā)進(jìn)展很小。

上世紀(jì)九十年代，地?zé)嶂苯永迷谖覈鴱V大地區(qū)逐漸興34

地?zé)豳Y源要開發(fā)，就必須對本省的地?zé)豳Y源進(jìn)行勘查、評價，地勘單位具有較大的優(yōu)勢，并在開發(fā)上握有很大的主動權(quán)。江西地勘局它們積極幫助地方政府，進(jìn)行地?zé)豳Y源勘查、開發(fā)和論證。目前，江西省有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)明確表示，只要該局能在南昌市區(qū)范圍找到地?zé)豳Y源，后續(xù)開發(fā)將由該局牽頭組織經(jīng)營活動。

國家對地?zé)豳Y源的支持與鼓勵，市場的高速發(fā)展及發(fā)育，使地勘單位在這一過程中可贏得進(jìn)一步發(fā)展的機(jī)遇，地?zé)岬案獾乜眴挝辉撊绾吻小?/p>

以上資料，來自2005年4月的地勘報導(dǎo)國土資源新聞網(wǎng)

地?zé)豳Y源要開發(fā)，就必須對本省的35

十一.地勘單位如何面對地?zé)衢_發(fā)新形勢

我省目前地?zé)衢_發(fā)只是剛剛起步，近兩年太原市區(qū)，房地產(chǎn)開發(fā)商為打地?zé)峋?，引溫泉入室，僅打井一項，已投入資金近1400萬元，已完成或正在施工的地?zé)峋兴难郏A(yù)計總進(jìn)尺7100米。近幾年中南部打了一些熱水深井，反映人們認(rèn)識到地?zé)豳Y源開發(fā)利用的重要性。

十一.地勘單位如何面對地?zé)衢_發(fā)新形勢

36一水于1997年在太原盆地邊山打出了地下熱水，為神堂溝渡假村的建立，立了大功，去年又在河津打了一眼1801米的地?zé)峋?。去年平遙平川也完成一眼2158米的自流熱水井，我省最深的地?zé)峋谶\(yùn)城鹽湖邊，深達(dá)3100米。三水是較早從事地?zé)豳Y源勘查與開發(fā)的單位，1996年鳴李基地的地?zé)峥碧骄褪嵌┕さ模^去編寫了一些地?zé)釄蟾?，也打了幾個地?zé)峋?，可以說二水為山西地?zé)衢_發(fā)事業(yè)作出了很大的貢獻(xiàn)。具有一定規(guī)模的忻州頓村渡假村，是三水前期勘查工作的結(jié)晶。北部還沒有聽說民間投資開發(fā)地下熱水，這可能是北部的地?zé)豳Y源分布條件不如南部清楚有關(guān)。

一水于1997年在太原盆地邊山打出了地下熱水，37目前地?zé)崾袌鼍邆淇辈?、評價、開發(fā)能力的單位，在省內(nèi)應(yīng)該屬我地勘局系統(tǒng)。但周邊省市有關(guān)施工單位，已看到山西地?zé)崾袌龅恼T人前景，在切這塊蛋糕，對此，我們應(yīng)有所注意。

一水最近受市國土資源局的委托已完成《太原市地?zé)豳Y源調(diào)查評價告》的初審稿，這是一個極好的時機(jī)，如何把握這個機(jī)遇，大有文章可作。

目前地?zé)崾袌鼍邆淇辈?、評價、開發(fā)能力的單位，在省38地?zé)岬目辈榇_實還具很大風(fēng)險，地下到底有多少地?zé)豳Y源、勘測手段、技術(shù)方法、井深井位的確定、找到的地?zé)豳Y源能否開發(fā)利用等，現(xiàn)在我們要組織力量，收集、整理、總結(jié)我省的地?zé)岬刭|(zhì)資料（有針對性的對各盆地較大的市區(qū)，進(jìn)行資料分析，或進(jìn)行勘查），必須重視地?zé)岬刭|(zhì)的基礎(chǔ)工作和綜合研究，積極開展地?zé)峥辈榧夹g(shù)、鉆探技術(shù)、地下熱水處理、和地?zé)釕?yīng)用技術(shù)研究。當(dāng)然，后兩項工作我們還很不熟悉，該如何辦，去學(xué)，去掌握，還是放棄，需要慎重研究。

在地?zé)豳Y源開發(fā)過程，要盡可能與地方政府配合。要切這塊大蛋糕，人才、設(shè)備...等都必須跟上，要組織力量，加強(qiáng)管理。

地?zé)岬目辈榇_實還具很大風(fēng)險，地下到底有多少地?zé)?9目前在地?zé)峋┕み^程中，出現(xiàn)一些不盡人意的地方，如...。今后在以下一些問題：如鉆進(jìn)，下管、固井、洗井、抽水、以及履行有關(guān)合同事項等方面，有些看似小問題，沒有引起足夠重視，而處理不當(dāng)，卻造成大問題，這樣的教訓(xùn)太深刻了。對此，要制訂嚴(yán)格的高層次決策制度，其含義是對待每個問題，不能掉以輕心，要集思廣益，認(rèn)真對待，充分研究討論。多花些時間直到拿出最佳方案。

其他還有很多問題需要討論和研究。

目前在地?zé)峋┕み^程中，出現(xiàn)一些不盡人意的地方40謝謝謝謝41地?zé)豳Y源與開發(fā)利用

2006.2.23地?zé)豳Y源與開發(fā)利用

2006.2.2342

引言今年1月1日起實施《中華人民共和國可再生能源法》，在吹響我國開發(fā)可再生能源同時，也為地勘單位準(zhǔn)備了另一塊巨大蛋糕，涉足地?zé)豳Y源開發(fā)產(chǎn)業(yè)恰逢其時。引言今年1月1日起實施《中華人民共和國可再43

一.地?zé)豳Y源形成的地質(zhì)背景

地?zé)豳Y源的形成和分布受地質(zhì)構(gòu)造所控制，地?zé)釒б话愠霈F(xiàn)在各大板塊的邊緣，與板內(nèi)的活動性深大斷裂和沉積盆地的發(fā)育和演化有關(guān)。為此劃分板緣地?zé)釒c板內(nèi)地?zé)釒А?/p>

地球是個巨大的熱庫，它由地殼、地幔和地核組成，越往下溫度越高，地?zé)峋褪侵傅厍騼?nèi)部蘊(yùn)藏的能量。從地球表面往下，正常增溫梯度是25-30℃/1000米，在地下40公里的溫度可達(dá)1200℃，地球中心溫度6000℃。

一.地?zé)豳Y源形成的地質(zhì)背景

地?zé)豳Y源的形成和分44所謂地?zé)豳Y源就是以水為載體，將地球深部的熱量攜帶到地表。

地球內(nèi)部溫度這樣高，它的熱量是從哪里來的？一是低溫起源說，二是高溫起源說，多數(shù)學(xué)者贊同前一種觀點(diǎn)。

地?zé)豳Y源類型（系統(tǒng)）劃分：

對流型地?zé)嵯到y(tǒng)和傳導(dǎo)型地?zé)嵯到y(tǒng)；

水熱型、蒸汽型、地壓型、干熱型、和巖漿型等地?zé)嵯到y(tǒng)。

目前，我國開發(fā)的地?zé)豳Y源主要是水熱型地?zé)豳Y源。

要構(gòu)成一個地?zé)崽铮仨毦邆渖w層、熱儲（包括地?zé)崃黧w）和熱源三個要素。

所謂地?zé)豳Y源就是以水為載體，將地球深部的熱量攜帶45

二.

地?zé)岱植贾饕谝韵聝蓚€地區(qū)：

一是地殼斷裂活動強(qiáng)烈的地區(qū)；

二是近代火山和巖漿活動的地區(qū)。

具體可劃分五種類型；

近代火山型150--300℃云南騰沖臺灣大屯

近代巖漿型150--200℃西藏羊八井

隆起斷裂型90--110℃廣東鄧屋湖南灰湯

福建福州

沉降斷陷型40--100℃京津冀山西昆明

沉降坳陷型60--100℃四川江漢

二.地?zé)岱植贾饕谝韵聝蓚€地區(qū)：

一是地殼46

三.地?zé)豳Y源溫度分級（ t℃）

高溫t≥150

中溫90≤t≤150

--熱水60≤t≤90

低溫--溫?zé)崴?0≤t≤60

--溫水25≤t≤40

山西地?zé)豳Y源溫度屬于低溫這一級，而以40℃左右居多。

三.地?zé)豳Y源溫度分級（ t℃）

高溫47四.山西地?zé)豳Y源

1.基本情況

山西最早研究地下熱水（不包括歷史記載），大概始于上世紀(jì)七十年代末期，據(jù)不完全統(tǒng)計，有關(guān)地?zé)峥辈閳蟾?、編圖、論文等，不超過20件。幾十年來未能對全省或太原市地?zé)豳Y源進(jìn)行系統(tǒng)的地?zé)峥辈楹脱芯?，因此，這項工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于周邊省市。

四.山西地?zé)豳Y源

1.基本情況

山西482004年太原市在平原區(qū)，首次打出一眼高壓自流地?zé)峋Y(jié)束了太原市平原區(qū)無地下熱水的歷史，這樣，山西中部幾個盆地，不論邊山或平川，都有地下熱水分布。

據(jù)不完全統(tǒng)計，山西有地下熱水點(diǎn)約470個，大于60℃有7個、40℃15個，其他多為25--40℃。熱水分布總的特點(diǎn)：盆地多、山區(qū)少；南部多，北部少，中部更少；其溫度大于60℃的少，40℃左右的多。最高水溫在南部北池81℃、另外，辛安73℃。近年來，盆地中部一些地?zé)嵘罹?，水溫都超過40℃。

2004年太原市在平原區(qū)，首次打出一眼高壓自流地492.地?zé)豳Y源開發(fā)現(xiàn)狀

近年來地?zé)岬拈_發(fā)利用已越來越受到世界各國的重視，地?zé)豳Y源被廣泛用于生活供暖、發(fā)電、制冷、烘干、化工、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖、房地產(chǎn)開發(fā)、旅游、醫(yī)療、沐浴及食品精致等，顯示出日益廣闊的前景。

《可再生能源法》規(guī)定，我國在2020年可再生能源的利用將提高到全國一次性能源總消費(fèi)的10％以上。目前，地?zé)嵩谀茉唇Y(jié)構(gòu)中的比例還不足0.5％。

2.地?zé)豳Y源開發(fā)現(xiàn)狀

近年來地50一些城市地區(qū)僅把地?zé)豳Y源用于溫泉浴、養(yǎng)殖及渡假村等低附加值的產(chǎn)業(yè)，開發(fā)形式比較粗放，層次偏低，地?zé)豳Y源的作用并沒有充分發(fā)揮出來。

山西省地?zé)豳Y源開發(fā)利用程度也很低，主要是渡假村旅游，也就是洗浴、理療，如奇村、頓村、神堂溝...，還有個別養(yǎng)殖。若今后將地?zé)崮軓V泛應(yīng)用于建筑物供暖，無疑，山西地?zé)豳Y源利用進(jìn)入一個較高的層次，大大提高一個城市的環(huán)境質(zhì)量。

一些城市地區(qū)僅把地?zé)豳Y源用于溫泉浴、養(yǎng)殖及渡假村等低附加值的513.地質(zhì)構(gòu)造

李四光早就指出尋找地下熱水，首先應(yīng)從構(gòu)造入手。

山西中部由一系列新生代斷陷盆地組成：大同、忻定、晉中、臨汾、侯馬和運(yùn)城等盆地(圖1）。盆地內(nèi)新生代構(gòu)造運(yùn)動具有明顯的繼承性，表現(xiàn)在第三、第四紀(jì)的構(gòu)造形態(tài)基本一致。另外、邊山斷裂自新生代以來一直在活動。

3.地質(zhì)構(gòu)造

李四光早就指出尋找地下熱52山西主要構(gòu)造形態(tài)發(fā)生在中生代燕山期，出現(xiàn)大規(guī)模的褶皺運(yùn)動，形成了一系列復(fù)背斜和復(fù)向斜。大同、忻定盆地是在復(fù)背斜即隆起帶上的斷陷，基底為前寒武系地層。晉中、臨汾盆地處在復(fù)向斜上，基底為中生界、古生界地層。侯馬、運(yùn)城盆地為上、下古生界地層。

了解盆地基底地層很重要，山西中南部熱儲以碳酸鹽巖裂隙巖溶地層為主，還有第三系孔隙熱儲（如最近一水完成河津1801米的熱水井）。北部為孔隙熱儲及變質(zhì)巖系裂隙熱儲。

山西主要構(gòu)造形態(tài)發(fā)生在中生代燕山期，出現(xiàn)大規(guī)模的53圖1圖154五.山西中部斷陷盆地的深部熱源

根據(jù)根據(jù)地球物理勘探資料、《山西省大地?zé)崃髦档戎稻€圖》（圖2）和《山西省居里等溫面埋深等值線圖》，可以了解山西深部的地?zé)岬刭|(zhì)狀態(tài)。

據(jù)圖2，盆地深部中地殼為低速高導(dǎo)層，為一軟弱帶，從盆地向兩側(cè)山區(qū)逐漸變薄以至消失，其具有高溫熔融物質(zhì)的特征，這是盆地深部的熱源，對地?zé)豳Y源的形成具有重要意義。

八十年代，山西就繪制了大地?zé)崃髦祱D，可以看出，中部盆地?zé)崃髦刀急容^高，一般為1.7-1.9大地?zé)崃髦担‵HU）,相當(dāng)工程單位71.12--79.55mw/m2，而山區(qū)為1.2--1.4（或50.24--58.62）。

五.山西中部斷陷盆地的深部熱源

根據(jù)根據(jù)地球物55大地?zé)崃髦蹈?，表證地殼薄，居里等溫面埋藏淺，深部熱狀態(tài)高的基本認(rèn)識，

華北大地?zé)崃髦灯骄鶠?.5FHU。新西蘭某地?zé)釁^(qū)高達(dá)21.0FHU，該國地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富。

上述資料表面，山西中部盆地地殼深處，自北而南有帶狀熱源分布，橫剖面為透鏡體狀，即向盆地邊部或進(jìn)入山區(qū)，熱源透鏡體很快變薄或尖滅。這就是盆地?zé)崴植级?，而山區(qū)熱水少的原因所在。

盆地深部有熱源分布，是打熱水井的前提，但還必須把握熱儲是否有良好的封閉條件，開發(fā)盆地地下熱水對此應(yīng)給予充分的重視。

大地?zé)崃髦蹈?，表證地殼薄，居里等溫面埋藏淺，深部熱狀態(tài)高的基56圖2圖257圖3圖358六.太原盆地地?zé)岬刭|(zhì)

盆地周邊為斷裂所圍限，兩側(cè)由東西邊山大斷裂所控制，北界是蘭村斷裂，南端為晉中盆地控制性交城深大斷裂（圖4、太原地質(zhì)構(gòu)造綱要圖）?；妆憩F(xiàn)為地壘與凹陷相間的兩凸三凹的構(gòu)造特征，自北而南依次為城北凹陷、三給地壘、太原凹陷、親賢地壘，和晉源凹陷等次一極構(gòu)造（圖5、盆地南北向基底構(gòu)造剖面圖）。東西地質(zhì)構(gòu)造剖面為馬鞍型，于地表形狀變化相似（圖6、親賢地壘東西向基底構(gòu)造剖面圖）。地?zé)豳Y源主要賦存在后三個構(gòu)造單元，由于北部不是蓋層保溫程度差，或就是熱儲與邊山巖溶地層相接觸，封閉條件不好，難以形成地下熱水。

六.太原盆地地?zé)岬刭|(zhì)

盆地周邊為斷裂所圍限，59圖4圖460圖5圖6圖5圖661上述三個構(gòu)造的地?zé)岬刭|(zhì)具有相似的特征，最大的區(qū)別是基底埋藏深度不同，沿汾河自北而南分別為400--600米、200--350米、700--1000米，中部蓋層依次是三迭、二迭、石炭系砂頁巖地層，兩側(cè)殘留有二迭系底部地層。熱儲都為奧陶、寒武系碳酸鹽巖巖溶裂隙地層，為水平層狀或向盆地中部呈階梯微傾斜層狀。太原凹陷與親賢地壘熱儲可能有不同程度的聯(lián)系，而晉源凹陷與親賢地壘熱儲完全隔開。

上述三個構(gòu)造的地?zé)岬刭|(zhì)具有相似的特征，最大的區(qū)別62熱儲厚度500--700米，峰峰組基本不被利用，盆地?zé)崴_采深度1500--2000米，晉源凹陷達(dá)到2500米，或更深些。熱水流量一般超過1000立方米/日，熱水溫度40℃至60℃以上。

地下熱水補(bǔ)給來自古代大氣降水，通過入滲深循環(huán)對流作用，將熱水?dāng)y帶到地面。水質(zhì)中硫酸根離子含量高是盆地?zé)崴奶卣?，屬滯流古水。?jù)碳-4測定，熱水年齡0.7-1萬年，一般盆地地下熱水與邊山巖溶水不發(fā)生聯(lián)系。

熱儲厚度500--700米，峰峰組基本不被利用，63

七.了解盆地深部熱源分布規(guī)律非常重要

這個問題一直困撓我們對山西地?zé)岱植嫉恼J(rèn)識，為此，過去開發(fā)太原盆地地下熱水，遲遲不能打開局面，尤其是居民集中的城區(qū)，落后其他盆地許多年。一些勘查報告，雖然，也提到了大地?zé)崃髦岛途永锏葴孛媛裆畹那闆r，但在找地?zé)豳Y源或圈定地?zé)崽锓秶鷷r，又被另一種地?zé)嵊^念所左右......。延誤了山西與太原市區(qū)地下熱水開發(fā)的進(jìn)程。

七.了解盆地深部熱源分布規(guī)律非常重要

這64太原平原區(qū)尋找地下熱水的過程：據(jù)物探成果，認(rèn)為斷陷盆地深部有熱源分布，此時，關(guān)鍵是收集已有開采井的水溫，去發(fā)現(xiàn)地?zé)岙惓^(qū)……，后找到唯一一口水井（平陽路局中心實驗室宿舍）溫度22℃，高出正常地下水溫，據(jù)此，于2002年編寫了《太原親賢地壘省展覽館區(qū)地下熱水的研究報告》，預(yù)測平原區(qū)能打出地下熱水來。2004年6月成功地打出第一眼高壓自流熱水井，深1690米，流量約2000立方米/日，承壓水頭高出地面10.2米，水溫57℃，結(jié)束了太原平原區(qū)歷史上無地下熱水的局面。在此之前的一月，一水西院（原探礦廠）太原平原區(qū)尋找地下熱水的過程：據(jù)物探成果，認(rèn)為斷65，也成功地完成一眼1390米的熱水井，水溫54℃，流量約2000立方米/日。去年長風(fēng)橋汾河?xùn)|打出目前太原市區(qū)最高水溫（63.5℃）的地下熱水，預(yù)計在太原、晉源凹陷區(qū)中部地下熱水的溫將將會更高。所以，太原盆地是一個地下熱水自流盆地。

一個應(yīng)引起重視的問題，山西中部各盆地的地下熱水分布的面積與周邊省市，如天津、北京、西安等地的地下熱水分布面積小很多，因此，在圈定地?zé)崽锓秶鷷r，不但要考慮縱向熱儲之上的蓋層，并要有足夠的厚度，同時必須了解靠近盆地邊部熱儲的封閉性。

，也成功地完成一眼1390米的熱水井，水溫54℃，流量約2066

八.山西地?zé)峥辈榕c開發(fā)利用落后于周邊山省市

概略介紹以下幾個大城市的情況：

北京：1970年北京地勘局勘察院，在中山公園打了第一眼地?zé)峋院?，查明了十個地?zé)崽?，分布面積2372平方公里，目前，北京有熱水井250多眼，最深超過4000米。該局于去年完成了中國目前最大的地?zé)峁┡痉豆こ蹋ū痹芳覉@），這一項目中實現(xiàn)了地?zé)豳Y源的梯級利用。北京奧運(yùn)申辦成功，計劃在奧林匹克公園打十眼熱水井，勘察院又成為從勘查到設(shè)計、施工任務(wù)的承擔(dān)者。該局經(jīng)濟(jì)總量中有近四成來自新能源開發(fā)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。

八.山西地?zé)峥辈榕c開發(fā)利用落后于周邊山省市

67天津：地?zé)衢_發(fā)量居全國第一，地?zé)峋?90眼，150多個居民小區(qū)近百萬人享受到地?zé)釒淼暮锰?。天津地?zé)峥辈扉_發(fā)設(shè)計院的前身是第一地質(zhì)大隊，是全國唯一集科研與施工一體化的單位。

西安：自上世紀(jì)九十年代初地?zé)衢_發(fā)興起，九十年代末形成高潮?，F(xiàn)有地?zé)峋?30眼，80％集中市區(qū)，地?zé)崦娣e1300平方公里。

以上幾個城市的地?zé)岢袎核^都有不同程度的降低，一般1米多，西安降得多一些。

現(xiàn)在，一些省在開發(fā)地?zé)豳Y源方面，加大力度，全方位出擊。如江蘇省投入8000萬元；山東省投入6000萬元。

天津：地?zé)衢_發(fā)量居全國第一，地?zé)峋?90眼，168九.地?zé)豳Y源與水資源

1/這是兩個完全不同的概念。

原地礦部在礦產(chǎn)資源法實施細(xì)則的立法解釋中指出，地?zé)崾侵傅貧?nèi)巖石和流體中（液、氣相）能被經(jīng)濟(jì)合理地開發(fā)出來的熱能，共分為蒸氣型、熱水型、...等5種類型。熱水型地?zé)峒吹叵聼崴堑責(zé)豳Y源的一種。地?zé)豳Y源開發(fā)的對象是熱能，而水只是熱能的載體。我們目前已利用的地?zé)幔饕褪侵傅叵聼崴浴?/p>

地?zé)岬谋举|(zhì)特征決定了它不同于一般的水資源：

九.地?zé)豳Y源與水資源

1/這是兩個完全不同的概念691.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崾侵竵碜缘貧ど畈浚瑑Υ嬗诘叵碌奶烊粺崮?，其熱水溫度大?5℃；

2.物質(zhì)組成明顯不同，含有更多的礦物質(zhì)和微量元素；

3.成因根本不同；

4.在科學(xué)計量上不一樣（熱能：焦耳卡）；

5.地?zé)豳Y源具有可再生性能的特點(diǎn)，不象地下水通過大氣降水比較快地得到迅速補(bǔ)給。

據(jù)此，二者是不同的兩種物質(zhì)。

1.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，地?zé)崾侵竵碜缘貧ど畈?，儲存于?02/地?zé)豳Y源管理

地?zé)犭m然具有雙重屬性，但更是單一的礦產(chǎn)資源，理應(yīng)由國土資源部門負(fù)責(zé)，這在國內(nèi)法律，法規(guī)上，都已相當(dāng)明確。在發(fā)達(dá)國家，地?zé)嵬ǔＳ傻氐V部門（如礦產(chǎn)部）、能源部、或科學(xué)部進(jìn)行管理，但從沒有哪一個國家是由水利部門管理的。

2/地?zé)豳Y源管理

地?zé)犭m然具有雙重屬71目前，由于種種原因，我省與一些省市類似，地下熱水由兩個部門管理，即雙證管理，給企事業(yè)單位帶來諸多不便。如已完成的一些熱水井，至今不能開發(fā)利用，直接影響太原市區(qū)地?zé)豳Y源的開發(fā)利用，不符合《可再生能源法》的有關(guān)規(guī)定。相信，作為礦產(chǎn)資源的地?zé)?，今后雙重管理問題會適時解決的。關(guān)鍵是要做到地?zé)豳Y源能被開發(fā)利用，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。

目前，由于種種原因，我省與一些省市類似，地下熱水72十.地?zé)衢_發(fā)、一塊誘人的蛋糕

國家對地?zé)衢_發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化的多方面政策的支持，使地?zé)崾袌鰺崞饋恚?005年2月18日第十屆全國人大常委會第十四次會議，通過《可再生能源法》，今年1月1日起實施。國家為可再生能源開發(fā)吹響了號角，地勘單位要積極投入開發(fā)地?zé)豳Y源這項事業(yè)中去。

可再生能源指的是風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿确腔茉?。國家將可再生能源開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展列為科技發(fā)展與高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，...

十.地?zé)衢_發(fā)、一塊誘人的蛋糕

國家對地?zé)衢_發(fā)及73該法明確，國家財政設(shè)立可再生能源發(fā)展專項資金，用于支持可再生能開發(fā)利用的科學(xué)技術(shù)研究，以及可再生能源的資金勘查、評價。...。

國家專門為可再生能源的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化立法，是調(diào)整我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，保持能源資源可持續(xù)利用的戰(zhàn)略需要，一塊巨大的蛋糕等著我們?nèi)ハ碛茫@就是地?zé)豳Y源的勘查、開發(fā)、及產(chǎn)業(yè)化。

該法明確，國家財政設(shè)立可再生能源發(fā)展專項資金，74上世紀(jì)九十年代，地?zé)嶂?/p>